עם התפשטותן המהירה של מערכות פוטו-וולטאיות, נתיכים פוטו-וולטאיים סולאריים הפכו למרכיב הגנת בטיחות הכרחי בתחנות כוח פוטו-וולטאיות, מערכות PV גג מסחרי ותעשייתי ומערכות פוטו-וולטאיות למגורים. כאשר בוחרים נתיך, אנשים רבים מבלבלים לעתים קרובות בין נתיכים רגילים לנתיכים PV, בטענה ששניהם נועדו להגנת זרם יתר ולכן ניתנים להחלפה. למעשה, נתיכים פוטו-וולטאיים סולאריים תוכננו במיוחד עבור סביבת ההפעלה DC של מערכות PV, ותקני המבנה, הביצועים ותקני היישום שלהם שונים מאוד מאלה של נתיכים קונבנציונליים. החלפת נתיכים PV בנתיכים רגילים לא רק שלא מצליחה לחסום ביעילות זרמי תקלה, אלא עלולה גם להוביל לנזק לציוד ואף לתאונות בטיחות.
נתיכים PV מיועדים למערכות DC
נתיכים רגילים משמשים בעיקר במערכות הפצת AC, בעוד שרוב מערכות ה-PV השמש פועלות בסביבות DC. במעגלי זרם חילופין, הזרם עובר מעת לעת דרך האפס, מה שמקל על כיבוי הקשת באופן טבעי. עם זאת, זרם DC אינו עובר אפס, ולכן כאשר מתרחשת תקלה, הקשת הופכת יציבה יותר, מה שמקשה על כיבוי האש.
לכן, נתיך פוטו-וולטאי מאמץ מבנה מיוחד לכיבוי קשת ועיצוב אלמנטים מתמזגים, שיכולים לחסום במהירות- זרמי תקלות DC במתח גבוה ולמנוע ביעילות את הנזק המתמשך לקשת של הציוד. זהו אחד המאפיינים החשובים ביותר המבדילים בין נתיכים פוטו-וולטאיים לנתיכים רגילים.
דירוג מתח גבוה יותר ויכולת פריצה
מערכות פוטו-וולטאיות מודרניות פועלות במתחים גבוהים יותר ויותר, כאשר מתחי המערכת הנפוצים כוללים 600V DC, 1000V DC ו-1500V DC. על מנת לעמוד ביישומי מתח גבוה אלו, לנתיכים פוטו-וולטאיים יש בדרך כלל מתח מדורג גבוה ויכולת ריסוק חזקה.
נתיכים רגילים מיועדים בדרך כלל למערכות AC במתח נמוך, והמתח המדורג שלהם וקיבולת השבר אינם מספיקים עבור סביבות DC מתח גבוה. אם נעשה שימוש בנתיכים נפוצים במערכות פוטו-וולטאיות, ייתכן שהזרם לא יופסק באופן אמין במקרה של תקלה קצרה, מה שיגרום לנזק נוסף לציוד.
מתאים יותר למאפייני הגנה של מודולים פוטו-וולטאיים
למערכים סולאריים מאפייני פלט זרם ייחודיים, זרם-המעגל הקצר שלהם הוא בדרך כלל גבוה רק במעט מזרם ההפעלה הרגיל. כאשר מספר מודולים מחוברים בסדרה או במקביל, עלולות להתרחש גם תקלות מיוחדות כגון זרימה חוזרת.
על פי מאפיינים אלה, הנתיך הפוטו-וולטאי מותאם ובעל פונקציית הגנה המתאימה למעגל פוטו-וולטאי, המגן ביעילות על ציוד מפתח כגון מודול פוטו-וולטאי, קופסאות קומבינר, כבל סיבים אופטיים ומהפך. לעומת זאת, עקומות הפעולה של נתיכים רגילים לרוב אינן מתאימות למערכות פוטו-וולטאיות ועלולות להוביל לתקלות או לכשלי הגנה.
תקני ייצור ודרישות הסמכה
נתיכים PV סולאריים צריכים בדרך כלל לעמוד בתקנים בינלאומיים של תעשיית PV, כגון IEC 60269-6 ו-UL2579, ולהיות מתוכננים ונבדקים בהתאם לרמות ההגנה של gPV. תקנים אלה מציגים דרישות מחמירות לגבי עליית טמפרטורה, קיבולת מחזור, עמידות בפני מזג אוויר, שבירת מעגל קצר- ואמינות ארוכת טווח של הנתיך.
לעומת זאת, נתיכים רגילים מיוצרים בעיקר על פי תקני חשמל תעשייתיים או אזרחיים כלליים, ותנאי הבדיקה וסביבות היישום שלהם שונות מאוד ממערכות פוטו-וולטאיות. לכן, הם לא יכולים פשוט להחליף נתיכים פוטו-וולטאיים.
עוד סביבות הפעלה קשות
מערכות פוטו-וולטאיות מותקנות בדרך כלל בחוץ במשך זמן רב. הוא מתמודד עם סביבות מורכבות כגון טמפרטורה גבוהה, טמפרטורה נמוכה, אור אולטרה סגול, לחות אבק שינויים משמעותיים בטמפרטורה יומית.
על מנת להבטיח פעולה יציבה-לטווח ארוך, נתיכים פוטו-וולטאיים PV) מותאמים במיוחד במונחים של בחירת חומרים, עמידות בפני קורוזיה, עמידות בחום ועמידות בפני הזדקנות, העומדת בדרישות של פעולה חיצונית-ארוכת טווח. מצד שני, נתיכים רגילים נמצאים בשימוש נרחב בסביבות חלוקת חשמל פנימיות, והסתגלות הסביבתית שלהם חלשה בדרך כלל.
כיצד לבחור את הנתיכים הפוטו-וולטאיים הסולאריים בצורה נכונה
בעת בחירת נתיך פוטו-וולטאי, המתח הנקוב של המערכת, זרם רציף מרבי, זרם-קצר, שיטת התקנה ותקנים בינלאומיים ישימים יילקחו בחשבון. יחד עם זאת, יש צורך להקפיד על התאמה טובה בין אמצעי הגנה כמו נתיכים, קונדומים וכבלים על מנת להגיע להגנה מלאה על המעגל.
בנוסף, מומלץ לבחור מוצרים מיצרנים עם ניסיון מוכח בייצור ואישורי איכות מקיפים כדי להבטיח את היציבות-לטווח הארוך והפעלה בטוחה של מערכות PV.
מַסְקָנָה:
למרות שנתיכים פוטו-וולטאיים סולאריים (PV) ונתיכים קונבנציונליים הם שניהם רכיבי הגנה מפני זרם יתר, מטרות התכנון שלהם, סביבות היישום, התקנים הטכניים והביצועים שונים מהותית. ניתן להתאים נתיכים פוטו-וולטאיים לצרכים המיוחדים של מערכת HVDC. יש להם יכולת כיבוי קשת חזקה, יכולת פיצול גבוהה וביצועי הגנה אמינים יותר. בתהליך בניית פרויקט PV ובחירת ציוד, יש לבחור נתיכים PV העומדים בתקנים בינלאומיים בהתאם לצרכים בפועל של המערכת, במקום להחליף בנתיכים קונבנציונליים, על מנת לשפר את הבטיחות, האמינות וחיי השירות של המערכת כולה.
