فیوزهای فتوولتائیک چگونه از ماژول ها و اینورترهای فتوولتائیک محافظت می کنند؟

1. ابتدا درک کنید که چرا سیستم فتوولتائیک خراب است

خطرات متعدد ناشی از قرار گرفتن{0}}دراز مدت ماژول های فتوولتائیک در فضای باز:
اثر نقطه داغ: هنگامی که سلولی مسدود می شود، آسیب می بیند یا پیر می شود، دیگر الکتریسیته تولید نمی کند، بلکه تبدیل به یک مقاومت می شود و الکتریسیته تولید شده توسط سلول های دیگر را مصرف می کند. دما در این منطقه می تواند ناگهان به صدها درجه سانتیگراد برسد، که برای سوختن پانل های پشتی و حتی احتراق اجزا کافی است.

اتصال کوتاه داخلی سیم: پیری عایق کابل، ورودی آب درز، اتصال مجازی اتصال دهنده و غیره، می تواند باعث اتصال کوتاه شود، بلافاصله ده ها برابر جریان خطای معمولی فعلی تولید می کند.
جریان معکوس: هنگامی که یک رشته به دلیل یک خطا متوقف می شود، جریان سایر رشته های معمولی از طریق رشته خطا باز می گردد و باعث آسیب ثانویه می شود.
دستگاه های نیمه هادی قدرت مانند IGBT در اینورترها بسیار پیچیده هستند. هنگامی که جریان سمت DC از کنترل خارج می شود، ممکن است در چند میلی ثانیه برای همیشه آسیب ببیند و کل اینورتر رها شود.
تمام ماموریت فیوز فتوولتائیک این است که مدار را در اولین میلی ثانیه پس از فاجعه قطع کند.

2. مکانیزم حفاظتی برای قطعات فتوولتائیک

محافظت 1: نقاط داغ را از سوختن جدا کنید.
هنگامی که یک باتری خاص یک نقطه داغ را تجربه می کند، جریان خطا به سرعت در طول مدار رشته افزایش می یابد. هنگامی که جریان از یک آستانه تعیین شده فراتر رود، فیوز به سرعت ذوب می شود و کل خط معیوب از سیستم کاملاً جدا می شود. سایر رشته های معمولی تحت تأثیر قرار نگرفته اند و به تولید برق ادامه می دهند. در غیاب فیوز، جریان دائمی بالا تولید شده توسط منبع گرما در امتداد کابل حرکت می کند و نه تنها اجزای معیوب را می سوزاند، بلکه بر اجزای مجاور نیز تأثیر می گذارد.
حفاظت 2: برای جلوگیری از آتش گرفتن کابل، جریان مدار{1}}را کوتاه کنید.
هنگامی که یک اتصال کوتاه سری رخ می دهد، جریان اتصال کوتاه-می تواند به بیش از 10 برابر جریان کار معمولی برسد. اگر فیوز به موقع قطع نشود، کابل بیش از حد گرم می شود، عایق ذوب می شود و حتی مواد اطراف در مدت زمان کوتاهی مشتعل می شود. پاسخ میلی ثانیه ای فیوز می تواند با قطع مدار قبل از افزایش دمای کابل به مقدار خطرناک، از آتش سوزی در منبع جلوگیری کند.
محافظت 3: جلوگیری از رفلاکس.
هنگامی که یک رشته توسط فیوز از شبکه جدا می شود، جریان سایر رشته های معمولی به شاخه مورد نظر باز نمی گردد. به نظر می رسد که این یک "عوارض جانبی" فیوزها باشد، اما در واقع یک نوع حفاظت بسیار مهم است-که تضمین می کند که خطاها به حداقل رسیده و تکثیر یا گسترش نمی یابند.

3. مکانیسم حفاظتی اینورترها

حفاظت 1: به عنوان آخرین خط دفاعی برای اینورترها خدمت کنید.
اگرچه اینورتر خود عملکرد محافظت از سرریز را دارد، اما سرعت پاسخ و توانایی شکست آن محدود است. هنگامی که یک اتصال کوتاه شدید در سمت DC رخ می دهد، جریان خطا به سرعت بالا می رود و ممکن است قبل از فعال شدن مدار حفاظت الکترونیکی اینورتر، IGBT را بسوزاند. اینورتر مکانیزم ذوب فیزیکی خالص به هیچ سیگنال الکترونیکی وابسته نیست، دارای سرعت پاسخ سریع و توانایی شکست قوی است و یک محافظت سخت افزاری غیر قابل تعویض برای ترمینال ورودی DC اینورتر است.
حفاظت 2: قدرت شکست را محدود کنید و آسیب را کاهش دهید.
حتی در صورت بروز خطا، فیوز سریع فیوز می تواند مدت زمان جریان خطا را تا حد زیادی کوتاه کند. هر چه مدت جریان کمتر باشد، انرژی کمتری به اینورتر رها می شود و ضربه کمتری بر دستگاه برق وارد می شود. در بسیاری از موارد، به این دلیل است که فیوز مدار را در میلی ثانیه قطع می کند که اینورتر قادر است به جای تعویض کل دستگاه، به سادگی با تعویض فیوز برای بازگشت به کار، "بقا" کند.
حفاظت 3: دستیابی به جداسازی دقیق شاخه های خطا برای اطمینان از عملکرد کلی سیستم
در سیستمی که چندین رشته با یک اینورتر موازی هستند، اگر یک رشته بدون فیوز از کار بیفتد، ورودی DC کل اینورتر تحت تأثیر قرار می‌گیرد، که می‌تواند باعث خاموش شدن محافظ اینورتر شود و باعث شود تمام رشته‌ها تولید برق را متوقف کنند. با فیوزهای آبشاری، فقط انشعابات معیوب قطع می شوند و سری های معمولی باقی مانده به تامین اینورتر ادامه می دهند و اتلاف تولید برق سیستم را به حداقل می رساند.

4، زنجیره منطقی کامل عمل حفاظت فیوز

در صورت بروز نقص، کل فرآیند حفاظت به شرح زیر است:
اولین مورد ناهنجاری جریان ناشی از اتصال کوتاه، جریان برگشتی نقطه داغ، اضافه بار و غیره است.
مرحله دوم افزایش سریع جریان است و زمانی که جریان به جریان نامی فیوز می رسد، داخل مذاب شروع به گرم شدن و ذوب شدن می کند.
مرحله سوم این است که مذاب را به طور کامل ذوب کنید و مدار را در میلی ثانیه تا ده ها میلی ثانیه قطع کنید.
مرحله چهارم، جریان خطا را صفر کنید و تمام قطعات، کابل ها و اینورترها را از خطر خارج کنید.
مرحله پنجم، اپراتورها و پرسنل تعمیر و نگهداری فیوز را برای بازگرداندن عملکرد عادی سیستم پیدا و تعویض می کنند.
این فرآیند به منبع تغذیه خارجی نیاز ندارد، مستقل از سیگنال های کنترلی است، تحت تاثیر هیچ منطق نرم افزاری قرار نمی گیرد، و خالص ترین و مطمئن ترین روش حفاظتی است.

5، چرا نمی توان فیوزها را به طور کامل با محافظ الکترونیکی جایگزین کرد؟

بسیاری ممکن است بپرسند: آیا اینورتر از قبل دارای حفاظت الکترونیکی در برابر جریان اضافه نیست؟ چرا به فیوز نیاز داریم؟
دلیل آن این است که حفاظت الکترونیکی نوعی «محافظت نرم» است که به تشخیص حسگر، قضاوت تراشه کنترلی و خاموش شدن IGBT متکی است. اگر هر یک از پیوندهای این پیوند با مشکل مواجه شود، ممکن است حفاظت از کار بیفتد. فیوز یک «محافظت سخت» است که فقط اندازه جریان را تشخیص می‌دهد، و زمانی که وارد می‌شود، ذوب نمی‌شود، خراب نمی‌شود، به هم متصل نمی‌شود. نیازی به نگهداری یا کالیبراسیون ندارد.
"ترکیب نرم/سخت" ایمن‌ترین راه‌حل در محیط‌های-ولتاژ،-جریان بالا، انرژی خطای بالا-در سمت PV DC است: حفاظت الکترونیکی مسئول اضافه بار روزانه و ناهنجاری‌های جزئی است، در حالی که فیوزها مسئول شدیدترین خرابی‌های اتصال کوتاه و جریان بالا هستند. این دو مکمل و ضروری هستند.