حماية سلاسل ومصفوفات الألواح الكهروضوئية باستخدام المصهرات: سياق التطبيق والتحقق

يشرح دليل التطبيق هذا العناصر التي يجب التحقق منها في مواقع السلاسل والمصفوفات. وهو لا يحدد فئة معينة للمصهرات ولا يدعي أن كل منشأة كهروضوئية تحتاج إلى نفس ترتيبات الحماية. فالتصميم النهائي يخضع للبيانات الدقيقة للوحدات، وتعليمات العاكس، وظروف الموقع، والقواعد الكهربائية المعمول بها.

رسم مخطط لهيكل مصدر الطاقة الكهروضوئية

ارسم كل سلسلة، وجهاز التجميع، ومخرج المصفوفة، والمحول الموجود في المرحلة التالية أو معدات التيار المستمر. حدد عدد السلاسل المتوازية وأي مسارات بديلة يمكن أن تغذي عكسيًّا سلسلة معطلة. تعتمد الحاجة إلى حماية السلسلة من التيار الزائد على التيار العكسي المتاح وحدود المعدات، وليس فقط على حقيقة أن الدائرة شمسية.

يجب توفير بيانات الوحدة، بما في ذلك تيار الدائرة القصيرة، والجهد في حالة الدائرة المفتوحة، والقدرة القصوى للمصهرات المتسلسلة أو أي حدود أخرى يحددها المصنع حيثما تم تحديدها. يجب الاحتفاظ برقم مراجعة وثيقة الوحدة في ملف التصميم. تختلف طريقة عمل المصفوفة المكونة من سلسلة واحدة عن طريقة عمل المُجمِّع الذي يحتوي على العديد من السلاسل، لأن السلاسل الأخرى قد تساهم في حدوث عطل.

سجل كيفية دخول السلاسل إلى صناديق التجميع، وما إذا كانت كلتا القطبيتين تتطلبان الحماية وفقًا لتصميم الموقع، بالإضافة إلى ترتيبات التأريض. لا تنسخ موضع المصهرات من مشروع آخر دون التحقق من طوبولوجيا المصدر الخاصة به. فقد يؤدي أي تغيير في عدد السلاسل المتوازية إلى تغيير التيار العكسي المتاح، مما يستلزم إعادة المراجعة.

التمييز بين مواقع السلاسل ومواقع المصفوفات

يحمي موضع المصهرات السلكية أحد الفروع داخل الشبكة المتوازية وفقًا لتصميم النظام. أما موضع المصهرات ذات المخرج المصفوف، فهو أقرب إلى المخرج المجمع وقد يكون له تيار عادي ووظيفة عند حدوث عطل مختلفة. ولا ينبغي افتراض أن نفس شكل جسم المصهرات مناسب لكلا الموقعين دون مطابقة بيانات التيار والجهد والقطع.

استخدم جدولًا خاصًا بالموقع: معرّف الدائرة، والتيار العادي، والجهد الأقصى، والتيار المتوقع في حالة العطل، وحجم الموصل، وحامل الموصل، وظروف الخدمة. يوضح الجدول ما إذا كانت الوصلة المقترحة تنتمي إلى سلسلة واحدة، أو إلى مخرج مركب، أو إلى دائرة تيار مستمر مساعدة. ومن ثم يمكن تقييم صفحات الموردين وفقًا للموضع الصحيح.

تتناول المواصفة القياسية IEC 60269-6 المصهرات الكهربائية المستخدمة في حماية سلاسل وألواح الطاقة الكهروضوئية. ويؤكد نطاق هذه المواصفة أن حماية أنظمة الطاقة الكهروضوئية تنطوي على متطلبات إضافية، لكنها لا تحدد أن رمز الطلب الخاص بشركة RITOKS يحمل تصنيفًا أو شهادة معينة. يجب طلب ورقة بيانات المصهر الكهربائي الدقيقة.

تحقق من الجهد الكهربائي المستمر الأقصى في الموقع

يتغير جهد الدائرة المفتوحة لسلسلة الخلايا الكهروضوئية تبعًا لدرجة الحرارة وتكوين النظام. يجب على المصمم حساب الجهد الأقصى المناسب للنظام في الموقع ومقارنته بالقيم الاسمية الدقيقة للمصهرات وحواملها في التيار المستمر. ولا يكفي الاعتماد على الجهد الاسمي للوحدة أو جهد تشغيل العاكس.

تأكد من أن المجموعة بأكملها ملائمة لمواصفات النظام: المصهر، والحامل، والأطراف، وعزل الموصل، والغلاف. فالمصهر الذي يتحمل جهد تيار مستمر عالٍ لا يُعد ترقيةً للحامل غير الملائم من حيث المواصفات. لا تخلط بين المكونات بناءً على أبعاد الخرطوشة فقط.

تأكد من أن تصنيف المنتج ينطبق على القطبية المقترحة وظروف التركيب. اتبع تعليمات الشركة المصنعة للحصول على التركيبة الصحيحة للوصلة والحامل. لا يمكن استخدام مصهر تيار متردد عام من نفس الحجم كبديل لوصلة تيار مستمر مصنفة للاستخدام مع الألواح الكهروضوئية دون وجود دليل مناسب.

استعرض المهام الحالية ومهام الاستجابة للانقطاعات بشكل منفصل

حدد الحد الأقصى للتيار المستمر الذي يتحمله المصهر في العلبة المركبة، وكذلك تيار العطل المتوقع الذي يجب أن يقطعه. كما يجب أن يراعي اختيار المصهر حدود الوحدة أو الموصل المحمي. وقد تتعارض هذه القيود مع بعضها البعض؛ فالتصنيف الحالي الأكبر يمكن أن يتجنب التشغيل غير الضروري، لكنه في الوقت نفسه يقلل من مستوى الحماية الموفرة للمعدات.

يمكن لمصادر الطاقة الكهروضوئية أن تولد تيارات عطل ذات خصائص تختلف عن تلك التي يولدها مصدر التيار المتردد التقليدي. اطلب الحصول على أدلة تتعلق بتطبيقات الطاقة الكهروضوئية (gPV) وعمليات قطع التيار ذات الصلة بالنظام. فالعنوان الذي يشير إلى قدرة قطع عالية لا يوضح لك سلوك المصهر عند تيارات العطل المنخفضة أو في ظل الجهد المستمر المحدد والظروف الحرارية المحددة.

يجب توثيق درجة الحرارة داخل صندوق التجميع وأي تخفيض في السعة الناتج عن التجميع أو وجود أجهزة مجاورة. قد تتأثر قدرة التيار المستمر بدرجة الحرارة المحيطة وجودة التلامس في الحامل. يجب أن يستند التصميم النهائي إلى تعليمات الوصلة والحامل، بدلاً من افتراض أن القيم المختبرية تنطبق دون تغيير على حاوية خارجية مكتظة.

اعتبر المصهر الكهربائي وحامله وحدة واحدة

تأكد من مطابقة الحجم المادي، ونطاق التيار، والجهد المستمر، والأطراف الكهربائية، والمتطلبات الحرارية مع المصهرات والحامل المحددين بدقة. فقد تكون الخرطوشة التي تتناسب ميكانيكيًا مع الحامل تركيبة غير معتمدة. اطلب من الشركة المصنعة تأكيد توافق هذين العنصرين، وأي قيود تتعلق بالتركيب أو الاستبدال.

ضع في اعتبارك كيفية قيام طاقم الصيانة بتحديد موقع المصهر المحترق واستبداله. قم بوضع علامات على مواقع السلاسل، واحتفظ برموز الطلبات الاحتياطية في سجل اللوحة، ووفر إجراءً آمنًا للعزل. لا يُعتبر حامل المصهر بالضرورة قاطعًا لقطع الحمل؛ لذا تحقق من أي وظيفة تبديل على حدة.

افحص حالة التلامس في الحامل، وعزم ربط الأسلاك، وإحكام إغلاق الغلاف أثناء الصيانة. فقد يؤدي التلف الناتج عن الحرارة أو التآكل إلى تغيير مقاومة التلامس. وقد يؤدي استبدال المصهرات فقط دون معالجة الحامل التالف إلى جعل المجموعة غير موثوقة.

سجل تطبيقات المصهرات الكهروضوئية

احرص على ربط كل فحص برمز طلب محدد. إذا حدد مورد العاكس أو الوحدة شروط الحماية، فقارنها باقتراح المصهرات واحتفظ بالوثيقة الأصلية. يجب أن تظل أي حالة لم يتم حلها معلقة في مراجعة التصميم بدلاً من تحويلها إلى تصنيف تقديري.

كيف يتم إدراج خيارات RITOKS في عملية المراجعة

الـ فئة وصلات المصهرات DC هي نقطة انطلاق. إن سلسلة وصلات gPV مقاس 10×38, سلسلة وصلات gPV مقاس 10×65 و مجموعة المصهرات الشمسية MGPV تمثل خيارات تجارية، وليست مجموعات من الوصلات/الحاملات قابلة للتبديل تلقائيًا.

يرجى إرسال المخطط الأحادي للمنشأة الكهربائية (PV)، وبيانات الوحدات، والجهد الأقصى للنظام، ودراسة الأعطال والتيار، ومخطط حاملات الألواح، والظروف البيئية عبر جهة الاتصال بشركة RITOKS. اطلب البيانات الدقيقة وتأكيد التوافق. وبذلك يمكن للمورد تلبية طلب يتعلق بسلسلة أو موضع معين في المصفوفة، بدلاً من طلب عام مثل “مصهر شمسي”.

مراجعة التغييرات على مدار دورة حياة المشروع

يجب مراجعة الحماية الكهروضوئية عند توسيع المصفوفة أو إعادة توصيل سلاسلها أو توصيلها بمدخل مختلف في العاكس. تؤدي إضافة سلسلة متوازية إلى تغيير المصادر المتاحة لإعادة تغذية التيار في حالة حدوث عطل. ويمكن أن تؤدي وحدة بديلة ذات خصائص تيار أو جهد مختلفة إلى إبطال صحة الحسابات حتى لو كانت تتناسب مع نفس الإطار. قم بتسجيل الافتراضات التي أدت إلى وضع جدول المصهرات الأصلي حتى تعرف فرق الصيانة التغييرات التي تستلزم إعادة التصميم.

اطلب من المُركِّب وضع علامات على كل مدخل من مداخل وحدة التجميع والاحتفاظ برسم تخطيطي أحادي الخط يوضح الوضع الفعلي للتنفيذ. يجب أن يحدد الرسم رمز ترتيب الوصلة، ورمز ترتيب الحامل، وترتيب القطبية، والدائرة التي يخدمها. إذا كان الموقع يحتوي على عدة مصفوفات تم تركيبها على مراحل، فقم بالتمييز بينها حسب الإصدار؛ فوضع ملصق عام مكتوب عليه “مصهر كهربائي للطاقة الكهروضوئية” على رف قطع الغيار لا يكفي لمنع استبدالها بقطعة أخرى من نفس الحجم ولكن ذات تصنيف خاطئ.

بعد انطلاق المصهرات، يجب التحقق من السبب قبل تركيب خرطوشة جديدة. افحص عزل الموصلات، والموصلات، ونقاط التلامس في الحامل، والسلسلة المتأثرة. قد يشير انطلاق المصهرات إلى وجود عطل مستمر أو تلف في الحامل. يجب على طاقم الصيانة اتباع إجراءات العزل والتحقق المعتمدة في الموقع، لأن السلسلة الكهروضوئية قد تظل مشحونة بالكهرباء في وضح النهار حتى بعد إيقاف تشغيل العاكس.

أسئلة تتعلق بالمشتريات تضمن دقة المراجعة

عند مقارنة العروض، اطلب الحصول على أحدث المعلومات الكاملة المتعلقة بالرابط، ودليل انقطاع التيار المستمر، والإعلان القياسي المطبق لرمز الطلب الدقيق. اطلب ورقة تركيب الحامل المقترن وأي ملحقات مسموح بها. إذا اقترح المورد حجم هيكل مختلف، فاطلب تخطيطًا منقحًا للوحة وفحصًا حراريًا بدلاً من التعامل مع الاستبدال على أنه مجرد بديل سعري.

يجب أن يقوم المهندس بوضع علامة على كل استبدال مقترح في جدول الدائرة الكهربائية، مع تحديد: الموضع، والجهد الأقصى، والتيار العادي، والخلل المتوقع، وحدود البيئة المحيطة والمعدات المحمية. فاستخدام مصهر “ذو تصنيف أعلى” لا يعني تلقائيًّا أنه الأنسب. فالقدرة على تحمل جهد أعلى لا تضمن الحماية من التيار، كما أن القدرة على تحمل تيار أعلى قد تقلل من مستوى الحماية للوحدات أو الموصلات.

بالنسبة لمجمع التيار المخصص للاستخدام في الهواء الطلق، يجب تضمين بيانات التعرض وبيئة التشغيل الخاصة بالعلبة في الطلب. فقد يؤثر تسرب المياه والتعرض للأشعة فوق البنفسجية والتقلبات في درجات الحرارة على خطة التجميع والصيانة، حتى وإن كان المصهرات نفسها قد تم اختيارها بناءً على معايير كهربائية. ويجب أن تتوافق بيانات العلبة والحامل مع التركيب الفعلي، وليس فقط مع المكون الذي تم اختباره على منضدة الاختبار.

الأسئلة الشائعة

هل يتطلب كل سلسلة كهروضوئية وجود مصهر؟

لا يمكن استخلاص إجابة عامة من مصطلح “PV”. فالحاجة إلى ذلك تعتمد على التغذية العكسية من المصادر المتوازية، والقيود المفروضة على الوحدات، وقواعد النظام المعمول بها. يرجى مراجعة التصميم الفعلي للنظام.

هل يكفي الجهد المقنن لوصلة gPV لاعتماد المجموعة؟

لا. تحقق من توافق حامل الشيك، والتوصيلات الكهربائية، والعلبة، والوصلة نفسها، في ظل ظروف الجهد والتيار الأقصى للتيار المستمر في الموقع.

هل يمكن استخدام مصهر تيار متردد من نفس الحجم كبديل لوصلة الطاقة الكهروضوئية؟

لا تفترض ذلك. يجب التأكد من انقطاع التيار المستمر (DC) في النظام الكهروضوئي (PV) والأدلة المتعلقة بالتطبيق بالنسبة للجهاز المعني تحديدًا.

خلاصة القول

تبدأ عملية اتخاذ القرارات المتعلقة بالمصهرات الكهربائية لسلسلة الألواح الكهروضوئية ومصفوفاتها بتحديد طوبولوجيا المصدر وتحليل التغذية العكسية. ثم يتم التحقق من الجهد والتيار والتوقف والتوافق مع حامل الوصلة لكل موقع محدد. ويُعد اسم عائلة المنتج مفيدًا في عملية الشراء، لكن دراسة النظام هي التي تحدد بنية الحماية.

المراجع

• اللجنة الكهروتقنية الدولية (IEC)، المعيار IEC 60269-6: المتطلبات التكميلية الخاصة بالمصهرات الكهروضوئية.
• اللجنة الكهروتقنية الدولية (IEC)، المعيار IEC 62548-1: متطلبات تصميم المصفوفات الكهروضوئية (يرجى التأكد من الإصدار المعمول به والقواعد المحلية).