Aurinkopaneelijonojen ja -ryhmien sulakkeen suojaus: Sovellustilanne ja tarkastus

Tässä sovellusoppaassa selitetään, mitä merkkijonojen ja taulukoiden kohdissa on tarkistettava. Oppaassa ei määrätä sulakkeen nimellisarvoa eikä väitetä, että jokainen aurinkosähköasennus tarvitsisi samanlaisen suojausratkaisun. Lopullinen suunnittelu määräytyy moduulien tarkkojen tietojen, invertterin käyttöohjeiden, asennuspaikan olosuhteiden ja sovellettavien sähkömääräysten perusteella.

Kuvaa aurinkosähkön tuotantoarkkitehtuuri

Piirrä kukin sarja, yhdistimien, taulukon lähtö sekä jälkipään invertteri tai tasavirtalaitteet. Merkitse rinnakkain kytkettyjen sarjojen lukumäärä sekä mahdolliset vaihtoehtoiset reitit, joiden kautta vikaantuneeseen sarjaan voi syntyä takaisinsyöttöä. Sarjan ylivirtasuojauksen tarve riippuu käytettävissä olevasta takaisinvirrasta ja laitteiden rajoituksista, ei pelkästään siitä, että kyseessä on aurinkosähköpiiri.

Ilmoita moduulin tiedot, mukaan lukien oikosulkuvirta, avoimen piirin jännite sekä sarjasulakkeen suurin nimellisarvo tai muu valmistajan asettama raja-arvo, jos sellainen on määritelty. Säilytä moduulin dokumentin versio tiedostossa. Yhden sarjan muodostama paneelijärjestelmä toimii eri tavalla kuin useista sarjoista koostuva yhdistelmä, koska muut sarjat voivat vaikuttaa vian syntymiseen.

Kirjaa ylös, miten sarjat kytketään yhdistämislaatikoihin, vaativatko molemmat napaisuudet suojauksen laitoksen suunnittelun mukaisesti sekä maadoitusjärjestelyt. Älä kopioi toisen projektin sulakkeen sijoittelua tarkistamatta sen lähdetopologiaa. Rinnakkaisten sarjojen lukumäärän muutos voi vaikuttaa käytettävissä olevaan vastavirtaan ja vaatia tarkistusta.

Erotetaan merkkijonojen ja taulukoiden sijainnit toisistaan

Jousisulakkeen sijoituspaikka suojaa rinnakkaisverkoston haaraa järjestelmän suunnittelun mukaisesti. Ryhmäulostulon sulakkeen sijoituspaikka on lähempänä yhdistettyä ulostuloa, ja sen nimellisvirta ja vikavirran katkaisukyky voivat poiketa toisistaan. Samanlaista sulakkeen runkomallia ei pidä olettaa sopivaksi molemmille sijoituspaikoille ilman, että virta-, jännite- ja katkaisutiedot on sovitettu yhteen.

Käytä kohdekohtaista luetteloa: piirin tunniste, nimivirta, enimmäisjännite, ennakoitu vianvirta, johtimen poikkipinta-ala, pidike ja käyttöolosuhteet. Luettelosta käy selvästi ilmi, kuuluuko ehdotettu liitäntä yhteen sarjaan, yhdistettyyn lähtöön vai aputasoiseen tasavirtapiiriin. Tämän jälkeen toimittajien sivuja voidaan arvioida oikean sijainnin perusteella.

Standardi IEC 60269-6 koskee sulakkeita, joita käytetään aurinkosähköketjujen ja -paneelijärjestelmien suojaamiseen. Sen soveltamisala vahvistaa, että aurinkosähkön suojaukselle on asetettu lisävaatimuksia, mutta se ei osoita, että tietyllä RITOKS-tilauskoodilla olisi tietty nimellisarvo tai sertifiointi. Pyydä sulakkeen tarkka tuotetiedote.

Tarkista paikan päällä suurin tasajännite

Aurinkopaneelijonon avoimen piirin jännite vaihtelee lämpötilan ja kokoonpanon mukaan. Suunnittelijan tulee laskea kyseiselle asennuspaikalle soveltuva järjestelmän suurin jännite ja verrata sitä sulakkeen ja sulakepidikkeen tarkkoihin tasavirta-arvoihin. Moduulin nimellisjännite tai invertterin käyttöjännite eivät riitä.

Tarkista, että koko kokoonpano on mitoitettu järjestelmää varten: sulake, pidike, liittimet, johtimen eristys ja kotelo. Suurelle tasajännitteelle mitoitettu sulake ei korvaa mitoitusvirheellistä pidikettä. Älä yhdistä komponentteja pelkästään patruunan mittojen perusteella.

Tarkista, soveltuuko tuotteen luokitus ehdotettuun napaisuuteen ja asennusolosuhteisiin. Noudata valmistajan ohjeita tarkasta linkki- ja pidikeyhdistelmästä. Saman kokoista yleistä vaihtovirta-sulaketta ei voida käyttää aurinkosähköjärjestelmälle luokitellun tasavirta-linkin sijasta ilman asianmukaista näyttöä.

Tarkastele nykyistä ja keskeytyksistä johtuvaa käyttöä erikseen

Ilmoita sulakkeen suurin jatkuva virta asennuskotelossa sekä ennakoitu vikavirta, jonka sen on katkaistava. Sulakkeen valinnassa on myös otettava huomioon suojattavan moduulin tai johtimen rajoitukset. Nämä rajoitukset voivat olla keskenään ristiriidassa; suurempi nimellisvirta voi estää turhia laukaisuja, mutta jättää laitteet samalla heikommin suojatuiksi.

Aurinkosähköjärjestelmät voivat tuottaa vikavirtoja, joiden ominaisuudet poikkeavat perinteisen vaihtovirtalähteen virroista. Pyydä järjestelmään liittyviä gPV-sovellustietoja ja katkaisutodisteita. Suuri katkaisukyky ei kerro, miten sulake käyttäytyy pienempien vikavirtojen yhteydessä tai tietyissä tasajännite- ja lämpöolosuhteissa.

Dokumentoi yhdistinkotelon sisälämpötila sekä mahdolliset ryhmittelystä tai viereisistä laitteista johtuvat tehoalennukset. Jatkuvan virran kantokykyyn voivat vaikuttaa ympäristön lämpötila sekä pidikkeen kosketuspisteiden laatu. Lopullisessa suunnittelussa tulisi noudattaa liitos- ja pidikeohjeita sen sijaan, että oletettaisiin laboratorioarvojen siirtyvän muuttumattomina ahtaaseen ulkokoteloon.

Käsittele sulaketta ja sulakepidikettä yhtenä kokonaisuutena

Varmista, että sulakkeen ja sulakepidikkeen fyysiset mitat, virta-alue, tasajännite, liittimet ja lämpövaatimukset ovat yhteensopivat. Mekaanisesti sopiva sulakepatruuna voi silti olla hyväksymätön yhdistelmä. Pyydä valmistajalta vahvistus yhdistelmän sopivuudesta sekä mahdollisista asennus- tai vaihtorajoituksista.

Mieti, miten huoltohenkilöstö tunnistaa ja vaihtaa palaneen sulakkeen. Merkitse johtojen sijainnit, säilytä varaosien tilauskoodit paneelin asiakirjoissa ja laadi turvallinen eristysmenettely. Sulakepidike ei välttämättä toimi kuormakytkimenä; tarkista kaikki kytkentätoiminnot erikseen.

Tarkista huollon yhteydessä pidikkeen kosketustila, johdotuksen kiristysmomentti ja kotelon tiiviys. Lämpövauriot tai korroosio voivat muuttaa kosketusvastusta. Pelkän sulakkeen vaihtaminen ilman vaurioituneen pidikkeen korjaamista voi heikentää kokoonpanon luotettavuutta.

PV-sulakkeen käyttötietue

Jokainen tarkastus on sidottava tarkkaan tilauskoodiin. Jos invertterin tai moduulin toimittaja määrittelee suojausvaatimuksen, vertaa sitä sulake-ehdotukseen ja säilytä alkuperäinen asiakirja. Ratkaisematon vaatimus tulisi jättää odottamaan suunnittelukatselmuksessa sen sijaan, että se muutettaisiin arvioiduksi nimellisarvoksi.

Miten RITOKS-vaihtoehdot otetaan huomioon arvioinnissa

Se DC-sulakkeiden luokka on lähtökohta. Se 10×38 gPV-linkkiperhe, 10×65 gPV-linkkiperhe ja MGPV-aurinkosulakeperhe ne edustavat kaupallisia vaihtoehtoja, eivätkä ne ole automaattisesti keskenään vaihdettavia linkki-/kiinnityskokoonpanoja.

Lähetä PV-yksiviivakaavio, moduulitiedot, järjestelmän enimmäisjännite, vika- ja virta-analyysi, asennussuunnitelma sekä ympäristöolosuhteet seuraavien kautta: RITOKS-yhteystiedot. Pyydä tarkat tiedot ja yhteensopivuuden vahvistus. Tällöin toimittaja voi vastata tiettyyn merkkijonoon tai taulukon kohtaan sen sijaan, että vastaisi yleiseen “aurinkosuojakytkimen” pyyntöön.

Tarkastele muutoksia projektin elinkaaren aikana

Aurinkosähköjärjestelmän ylijännitesuojausta on tarkistettava, kun paneelijärjestelmää laajennetaan, sen johdotusta muutetaan tai se liitetään eri invertterin tuloon. Lisätty rinnakkaispaneelijono muuttaa vikatilanteessa käytettävissä olevia takasyöttölähteitä. Vaihtomoduuli, jolla on erilaiset virta- tai jänniteominaisuudet, voi mitätöidä laskelman, vaikka se sopisikin samaan runkoon. Kirjaa muistiin oletukset, jotka johtivat alkuperäiseen sulakeluetteloon, jotta huoltotiimit tietävät, mitkä muutokset edellyttävät suunnittelun uudelleenmäärittelyä.

Pyydä asentajaa merkitsemään jokainen yhdistimen tulo ja säilyttämään asennuksen mukainen yksiviivapiirros. Piirustuksessa tulee mainita liitäntäjärjestyskoodi, pidikkeen tilauskoodi, napaisuusjärjestys ja kytketty piiri. Jos kohteessa on useita vaiheittain rakennettuja paneeliryhmiä, erottele ne versioiden mukaan; pelkkä yleinen “PV-sulake” -merkintä varaosahyllyllä ei riitä estämään samankokoisen mutta väärän nimellisarvon omaavan sulakkeen asentamista.

Kun sulake on lauennut, selvitä syy ennen uuden sulakkeen asettamista paikalleen. Tarkista johtimien eristys, liittimet, pidikkeen koskettimet ja kyseinen sarja. Sulakkeen laukeaminen voi viitata jatkuvaan vikaan tai vaurioituneeseen pidikkeeseen. Huoltohenkilöstön on noudatettava työmaalla hyväksyttyä eristys- ja tarkastusmenettelyä, sillä aurinkosähköjärjestelmän sarja voi pysyä jännitteellisenä päivänvalossa, vaikka invertteri on kytketty pois päältä.

Hankintaan liittyvät kysymykset, jotka varmistavat arvioinnin tarkkuuden

Kun vertaat tarjouksia, pyydä linkistä ajantasaiset tiedot, todisteet tasavirran katkeamisesta sekä kyseistä tilauskoodia koskeva standardijulistus. Pyydä myös yhteensopivan pistorasian asennusohjeet ja tiedot sallituista lisävarusteista. Jos toimittaja ehdottaa erikokoista koteloa, pyydä päivitettyä paneelikaaviota ja lämpötilatarkastusta sen sijaan, että käsittelisit korvaavaa tuotetta pelkkänä hintavaihtoehtona.

Pyydä insinööriä merkitsemään jokainen ehdotettu vaihto piirikaavioon: sijainti, enimmäisjännite, nimellisvirta, mahdollinen vika, ympäristön olosuhteet sekä suojattavan laitteen raja-arvot. “Suuremman nimellisarvon” sulake ei ole automaattisesti sopivampi. Suurempi jänniteenkestävyys ei ratkaise virransuojausta, ja suurempi virrankestävyys voi heikentää moduulien tai johtimien suojausta.

Ulkokäyttöön tarkoitetun yhdistimen osalta pyynnössä on mainittava kotelon altistumisolosuhteet ja käyttöympäristö. Veden tunkeutuminen, ultraviolettisäteily ja lämpötilan vaihtelut voivat vaikuttaa kokoonpanoon ja huoltosuunnitelmaan, vaikka sulakkeen valinta perustuukin puhtaasti sähköisiin kriteereihin. Kotelon ja pidikkeen testitulosten on vastattava todellista asennustilannetta, ei pelkästään laboratoriossa testattua komponenttia.

Usein kysyttyjä kysymyksiä

Tarvitseeko jokainen PV-sarja sulakkeen?

Sanasta “PV” ei voi johtaa yhtä yleispätevää vastausta. Tarve riippuu rinnakkaislähteiden takaisinsyötöstä, moduulien rajoituksista ja sovellettavista järjestelmäsäännöistä. Tutustu järjestelmän todelliseen rakenteeseen.

Riittääkö gPV-liitännän nimellisjännite kokoonpanon hyväksymiseen?

Ei. Tarkista pidikkeen, johdotuksen, kotelon ja liitännän yhteensopivuus kyseisen paikan suurimmilla tasajännite- ja virtaolosuhteilla.

Voiko PV-liitännän korvata samankokoisella vaihtovirta-sulakkeella?

Älä oleta niin. Aurinkosähköjärjestelmän tasavirran katkeaminen ja käyttöolosuhteet on vahvistettava kyseisen laitteen osalta.

Yhteenvetona

PV-ketjun ja paneeliryhmän sulakepäätökset alkavat lähdetopologian ja takasyötön analysoinnilla. Sen jälkeen tarkistetaan jännitteen, virran, katkaisukyvyn ja liitinpitimien yhteensopivuus kunkin tarkan sijainnin osalta. Tuoteperheen nimi on hyödyllinen hankinnassa, mutta suojausarkkitehtuuri määräytyy järjestelmätutkimuksen perusteella.

Lähteet

• IEC, IEC 60269-6 Aurinkosähköisten sulakkeiden lisävaatimukset.
• IEC, IEC 62548-1: aurinkopaneelijärjestelmien suunnitteluvaatimukset (tarkista voimassa oleva painos ja paikalliset säännöt).