Gyda datblygiad cyflym y diwydiant ynni newydd byd-eang, mae ffotofoltäig (PV) wedi dod yn ddatrysiad ynni glân a ddefnyddir yn eang ar gyfer mentrau, parciau diwydiannol, adeiladau masnachol a chwsmeriaid preswyl. Fodd bynnag, o gymharu â systemau dosbarthu traddodiadol, mae systemau ffotofoltäig yn aml yn cael eu gosod ar doeau adeiladau, mewn mannau agored neu mewn gweithfeydd pŵer PV mawr, gan eu gwneud yn agored i amlygiad hirfaith i'r amgylchedd naturiol, gan eu gwneud yn fwy agored i ergydion mellt ac ymchwyddiadau grid.
Fel gwneuthurwr amddiffynwyr ymchwydd (SPD), canfuom nad yw llawer o fethiannau system PV yn deillio o'r modiwlau eu hunain, ond o orfoltedd dros dro sy'n niweidio gwrthdroyddion, dyfeisiau monitro, neu systemau cyfathrebu. Felly, mewn dyluniad prosiect PV modern, nid yw amddiffynwyr ymchwydd bellach yn ddewisol, ond yn elfen bwysig o sicrhau gweithrediad diogel y system.
Felly pam mae'n rhaid i systemau ffotofoltäig gael amddiffynwyr ymchwydd? Bydd y papur hwn yn dadansoddi hyn o safbwynt cymhwysiad ymarferol.
Mae systemau 1.Photovoltaic yn fwy agored i Effeithiau Streic Mellt
Yn wahanol i offer trydanol confensiynol dan do, mae'r rhan fwyaf o'r offer mewn system PV yn cael ei osod yn yr awyr agored am gyfnodau hir.
Er enghraifft:
Modiwlau ffotofoltäig
Blwch Cyfunwr
System siglo
Ceblau DC
Gwrthdröydd
Maent fel arfer wedi'u lleoli mewn ardal fawr ac yn agos at bwynt uchaf yr adeilad.
Pan fydd mellt yn taro, gellir cynhyrchu foltedd ymchwydd pwerus trwy anwythiad electromagnetig, hyd yn oed os nad yw'n taro'r system ffotofoltäig yn uniongyrchol.
Mae'r gorfoltedd dros dro hwn yn ymledu yn gyflym ar hyd y gylched ac yn effeithio'n ddifrifol ar offer system.
Felly, mae system PV yn senario cais nodweddiadol gyda risg mellt uchel.
2. Diogelu Offer Craidd megis gwrthdroyddion
Mae gwrthdroyddion yn aml yn un o'r dyfeisiau mwyaf gwerthfawr a beirniadol yn y system PV gyfan.
Ei brif swyddogaeth yw trosi'r cerrynt uniongyrchol (DC a gynhyrchir gan y cynulliad PV yn gerrynt eiledol a'i gysylltu â'r grid pŵer.
Fodd bynnag, mae'r gwrthdröydd yn ymgorffori nifer fawr o gydrannau electronig soffistigedig.
Er enghraifft:
modiwlau IGBT
Cylched rheoli
Modiwl cyfathrebu
System fonitro
Mae'r cydrannau electronig hyn yn sensitif iawn i orfoltedd.
Unwaith y bydd yr ymchwydd yn effeithio arno, gall arwain at:
System diffodd
Amhariad cyfathrebu
Colli Pŵer
Difrod offer
Gall gosod amddiffynwyr ymchwydd leihau effaith gorfoltedd dros dro ar y gwrthdröydd yn effeithiol.
3. Atal difrod i Fodiwlau PV a Blychau Cyfunol
Mae llawer o bobl yn meddwl bod mellt yn effeithio ar y gwrthdröydd yn unig.
Mewn gwirionedd, mae cydrannau PV a blychau cyfuno hefyd mewn perygl. Yn benodol, mewn -prosiectau pŵer daearol ar raddfa fawr:
Ardal arae ffotofoltäig fawr;
Hyd y cebl
Risg uchel o sbarduno mellt
Wrth i'r ymchwydd deithio ar hyd llinell DC, gall arwain at:
Perfformiad modiwl diraddiol
blychau cyfuno
Terfynellau llosgi
Gall amddiffynwyr ymchwydd ochr DC ryddhau ynni yn gyflym cyn i ymchwydd fynd i mewn i'r ddyfais, gan leihau'r risg o ddifrod.
4.Reduce system downtime a cholledion cynhyrchu pŵer
Ar gyfer prosiectau ffotofoltäig masnachol a diwydiannol, mae amser segur system yn golygu colled economaidd uniongyrchol.
Er enghraifft:
Llai o refeniw cynhyrchu pŵer
Amhariad ar gynhyrchu
Cynnydd mewn costau cynnal a chadw
Os caiff offer critigol ei niweidio gan ymchwydd, mae atgyweirio ac ailosod yn aml yn cymryd amser hir.
Pan fydd ymchwydd yn digwydd, mae SPD yn ymateb yn gyflym i gyfyngu ar orfoltedd i ystod ddiogel.
Mae hyn yn helpu i wella parhad y system a lleihau'r risg o amser segur annisgwyl.
5. Mae systemau ffotofoltäig mewn perygl yn AC a DC
O'i gymharu â system pŵer arferol, mae system ffotofoltäig yn fwy unigryw o ran strwythur.
Mae'n cynnwys:
Ochr DC
Yn cynnwys:
Modiwlau Ffotofoltaidd
Llinynnau Ffotofoltaidd
Blwch Cyfunwr
Mewnbwn Gwrthdröydd
Ochr Cyfathrebu
Yn cynnwys:
Allbwn Gwrthdröydd
Cypyrddau dosbarthu
System cynhyrchu grid cysylltiedig
Gall stormydd a tharanau fynd i mewn i'r system o'r ddwy ochr DC ac AC.
Felly, mae datrysiad amddiffyn mellt ffotofoltäig cyflawn fel arfer yn gofyn am:
DC SPD
AC SPD
Amddiffyniad dwbl.
Mae hyn yn creu system gyfan o amddiffyniad.
6. Cydymffurfio â Manylebau diwydiant a Pheirianneg
Gyda rheoleiddio cynyddol y diwydiant ffotofoltäig, mae mwy a mwy o wledydd a rhanbarthau yn ei gwneud yn ofynnol i brosiectau fod â mesurau amddiffyn rhag ymchwydd.
Yn benodol:
Prosiectau Ffotofoltäig Masnachol a Diwydiannol
Mae tir mawr-wedi gosod gorsafoedd pŵer
Systemau ffotofoltäig mewn adeiladau cyhoeddus
Yn y cam dylunio, fel arfer mae angen ystyried:
Asesiad risg mellt
Cynllun Ffurfweddu SPD
Dylunio System Sylfaen
Mae'r gofynion safonol nid yn unig yn helpu i wella diogelwch system, ond hefyd yn gwella cyfradd derbyn y prosiect.
7. Diogelu Systemau Gwyliadwriaeth a Chyfathrebu
Mae planhigion ffotofoltäig modern nid yn unig yn dibynnu ar weithrediad offer cynhyrchu pŵer, ond hefyd yn gofyn am nifer fawr o offer monitro deallus.
Er enghraifft:
Dyfeisiau caffael data
Systemau monitro amgylcheddol
Modiwl cyfathrebu
Llwyfannau monitro o bell
Mae'r dyfeisiau hyn fel arfer yn defnyddio electroneg foltedd isel.
Maent yn fwy agored i ymchwyddiadau nag offer trydanol.
Felly, mae amddiffyniad ymchwydd nid yn unig yn amddiffyn y system cynhyrchu pŵer ei hun, ond hefyd yn amddiffyn gweithrediad sefydlog y rhwydwaith monitro cyfan.
8. Gwella'r elw cyffredinol ar fuddsoddiad y system
O safbwynt buddsoddiad prosiect, mae cost amddiffynwyr ymchwydd fel arfer yn ffracsiwn bach o gyfanswm y buddsoddiad mewn systemau ffotofoltäig.
Fodd bynnag, mae eu gwerth yn enfawr.
Yn cynnwys:
Lleihau'r risg o ddifrod i offer
Costau cynnal a chadw is
Cynyddu argaeledd system
Ymestyn oes offer
Gwella sefydlogrwydd incwm cynhyrchu trydan
Mae cyfluniad SPD rhesymol yn fuddsoddiad cost-effeithiol ar gyfer gweithfeydd ffotofoltäig gyda bywyd dylunio o fwy nag 20 mlynedd.
Pam mae mwy a mwy o brosiectau ffotofoltäig yn pwysleisio ffurfweddau SPD?
Gyda lefel gynyddol cudd-wybodaeth gwrthdröydd a graddfa gynyddol gorsaf bŵer ffotofoltäig, mae gwerth offer a chymhlethdod y system hefyd yn cynyddu.
Mewn achos o ddifrod ymchwydd, bydd nid yn unig yn achosi un methiant offer, ond hefyd yn effeithio ar weithrediad y planhigyn cyfan.
O ganlyniad, mae mwy a mwy o brosiectau yn ymgorffori amddiffyniad ymchwydd yn eu dyluniad cyffredinol o gamau cynharaf y gwaith adeiladu.
Mae arbedwyr ymchwydd (SPDs) wedi dod yr un mor bwysig i systemau ffotofoltäig modern â thorwyr cylchedau a ffiwsiau.
Casgliad:
Mae systemau ffotofoltäig yn gweithredu yn yr awyr agored am amser hir ac yn wynebu risgiau megis mellt, amrywiadau grid a gorfoltedd ysgogedig. Mae gosod amddiffynwyr ymchwydd nid yn unig yn amddiffyn gwrthdroyddion, cydrannau PV ac offer monitro rhag difrod ymchwydd, ond hefyd yn lleihau amser segur, yn lleihau costau cynnal a chadw ac yn gwella-dibynadwyedd hirdymor systemau cynhyrchu pŵer. Mae ffurfweddu amddiffynwyr ymchwydd ochr AC yn briodol wedi dod yn gam hanfodol i berchnogion sydd am sicrhau gweithrediad diogel ac elw ar fuddsoddiad ar gyfer prosiectau PV.
FAQ A oes angen amddiffynwyr ymchwydd ar y system PV?
Ar gyfer y rhan fwyaf o brosiectau PV, argymhellir gosod dyfeisiau rhyddhau pwrpas arbennig, yn enwedig mewn systemau awyr agored ac ardaloedd â gweithgaredd mellt uchel.
Faint o SPDs sydd eu hangen ar system PV?
Fel arfer mae angen gosod amddiffynwyr ymchwydd ar yr ochr DC ac AC i ffurfio system amddiffyn gyflawn.
A all amddiffynwyr ymchwydd atal mellt uniongyrchol rhag taro?
Defnyddir SPD (Sustaining Voltage Detectors) yn bennaf i gyfyngu ar folteddau ymchwydd a achosir gan ergydion mellt. Mae amddiffyniad mellt uniongyrchol hefyd yn gofyn am ddefnyddio gwiail mellt a systemau sylfaen.
Pam mae gwrthdroyddion ffotofoltäig yn agored i donnau mawr?
Mae gwrthdroyddion yn cynnwys nifer o gydrannau electronig sy'n sensitif iawn i orfoltedd dros dro ac felly mae angen amddiffyniad canolog arnynt.
A all SPD barhau i ddiogelu offer ar ôl methu?
Na ddylai. Dylid disodli'r system yn brydlon ar ôl iddo ddod i ben neu ar ôl camweithio. Fel arall, bydd y system yn colli ei gallu amddiffyn ymchwydd effeithiol.