Phân tích lựa chọn cầu chì để bảo vệ mảng quang điện trong hệ thống phát điện quang điện mặt trời

Hệ thống phát điện quang điện (viết tắt là PV) bao gồm các thành phần và hệ thống con có thể trực tiếp chuyển đổi năng lượng ánh sáng tới thành năng lượng điện, trong đó mảng quang điện là đơn vị lõi. Mảng quang điện trực tiếp chuyển đổi bức xạ mặt trời sự cố thành nguồn DC bằng cách kết nối các tấm pin mặt trời với hộp kết nối mảng quang điện, sau đó hội tụ nó vào biến tần hoặc trực tiếp áp dụng nó thông qua hộp kết nối. Là một phần của hệ thống chiếm tới 70% chi phí, việc bảo vệ mảng quang điện và tối ưu hóa hiệu quả phát điện đã trở thành lĩnh vực phát triển công nghệ chính.

Để cải thiện hiệu quả của hệ thống quang điện, nhiều bảng quang điện được kết nối nối tiếp để tạo thành một chuỗi quang điện và nhiều nhóm chuỗi quang điện được kết nối song song để tạo thành một mảng quang điện. Dòng điện của mảng quang điện được hội tụ thông qua hộp kết nối và đi vào liên kết ứng dụng xuôi dòng. Để ngăn chặn bảng quang điện trở thành tải năng lượng và ảnh hưởng đến hiệu quả phát điện tổng thể khi xảy ra lỗi và để ngăn chặn các mối nguy hiểm quá dòng do sai hoặc bất thường cục bộ, mỗi chuỗi quang điện cần được lắp đặt với các cầu chì ở cả hai đầu. Khi một lỗi ngắn mạch xảy ra trong chuỗi quang điện, cầu chì sê -ri sẽ nhanh chóng thổi và cô lập phần bị lỗi để đảm bảo hoạt động bình thường của toàn bộ mảng.

Ngoài ra, các cầu chì mảng cũng có thể cung cấp bảo vệ chống lại các dòng được cung cấp lại từ các thành phần hạ nguồn, đặc biệt là khi dòng điện ngắn mạch cao hơn dòng điện của một chuỗi PV. Khả năng phá vỡ định mức của cầu chì phải có khả năng bao gồm các điều kiện khắc nghiệt như vậy để bảo vệ hoạt động an toàn của hệ thống.

Tiêu chuẩn quốc tế và thông số kỹ thuật trong nước

Về mặt bảo vệ phía PV DC, các tiêu chuẩn quốc tế và trong nước có liên quan cung cấp hướng dẫn quan trọng. Ví dụ: Điều 690,99 của Tiêu chuẩn Quốc gia Hoa KỳGạo/NFPA 70"Mã điện quốc gia" (NEC) nói rõ rằng các dây dẫn và thiết bị trong các mạch hệ thống con PV, mạch đầu ra PV, mạch đầu ra biến tần và mạch pin lưu trữ năng lượng phải đáp ứng các yêu cầu của các điều khoản bảo vệ thiết bị và dây dẫn. Ngoài ra, Trung Quốc áp dụng tiêu chuẩn IEC tương đươngGB/T 16895.32-2021, quy định rằng trong các điều kiện thử nghiệm tiêu chuẩn, khi khả năng mang dòng liên tục của cáp bằng hoặc lớn hơn 1,25 lần dòng điện ngắn mạch, có thể bỏ qua bảo vệ quá tải, nhưng cũng nên chọn cầu chì kết hợp với hướng dẫn sản phẩm cụ thể của nhà sản xuất.

IEC đã phát triểnTiêu chuẩn IEC 60269-6Cụ thể đối với các cầu chì bảo vệ hệ thống quang điện, trong đó quy định rõ ràng các yêu cầu hiệu suất của các cầu chì quang điện, chẳng hạn như có thể chịu được dòng điện ngắn mạch liên tục và nhanh chóng thổi. Đồng thời, đặc điểm kỹ thuật của ULChủ đề 2529Cung cấp hướng dẫn quan trọng cho các cầu chì điện áp thấp trong các hệ thống quang điện. Cả hai hơi khác nhau trong tính toán dòng chảy và sử dụng các hệ số hiệu chỉnh nhiệt độ.

Cân nhắc lựa chọn cầu chì

Khi chọn cầu chì trong các hệ thống quang điện, các chỉ số sau nên được tập trung vào:

Điện áp định mức: Điện áp định mức của cầu chì phải đáp ứng điện áp mạch mở tối đa (VOC) mà hệ thống có thể đạt được. Đặc biệt ở các khu vực lạnh, giá trị hiệu chỉnh điện áp mạch mở của bảng quang điện ở nhiệt độ môi trường thấp nhất nên được xem xét.

Dòng điện định mức: Đối với các cầu chì được kết nối nối tiếp với các bảng quang điện, dòng điện được định mức trong ISC (ISC (ISC là dòng điện ngắn mạch) thường được yêu cầu. Tiêu chuẩn IEC được sửa đổi thành ISC trong 1,42 ISC và tiêu chuẩn UL của Hoa Kỳ là ISC1,35 ISC. Nó cần được chọn kết hợp với môi trường ứng dụng thực tế.

Khả năng phá vỡ: Khả năng phá vỡ của cầu chì phải đủ để đối phó với đỉnh dòng điện ngắn mạch và bảo vệ thiết bị khỏi bị hư hại.

Khả năng thích ứng môi trường: Trong trường hợp lắp đặt nhiệt độ cao hoặc dày đặc, giá trị định mức phải được giảm một cách thích hợp theo các khuyến nghị của nhà sản xuất cầu chì để đảm bảo hoạt động ổn định lâu dài.

Phần kết luận

Việc lắp đặt cầu chì DC trong các mảng quang điện không chỉ là một phương tiện cần thiết để bảo vệ thiết bị và cải thiện hiệu quả phát điện, mà còn là một biện pháp quan trọng để đảm bảo hoạt động an toàn của toàn bộ hệ thống. Lựa chọn hợp lý các cầu chì đòi hỏi phải xem xét toàn diện các yếu tố như môi trường làm việc của các tấm quang điện, dòng điện ngắn mạch, điện áp mạch mở, v.v. để đảm bảo độ tin cậy và kinh tế lâu dài của hệ thống.

Ví dụ, Công ty TNHH Galaxy Fuse của Chiết Giang, LtdLiên kết cầu chì năng lượng mặt trời 1000VDC 30A 10x38mmVàLiên kết cầu chì năng lượng mặt trời 1500VDC 30A 10x85mmVà1500VDC 630A 3L Bolt Type Solar PV LinkCầu chì quang điện đã được sử dụng rộng rãi trong các vị trí bảo vệ chính của tủ kết nối quang điện. Với hiệu suất tuyệt vời và chứng nhận tiêu chuẩn cao, các cầu chì này cung cấp các giải pháp ổn định và đáng tin cậy cho các dự án phát điện quang điện, giúp hệ thống hoạt động hiệu quả.