تعمل أدوات الحماية من زيادة التيار الكهربائي في المنزل بالكامل على تقليل مخاطر الحرائق الكهربائية بنسبة 60%، وحماية الأجهزة، وتوفير 10000 دولار من الأضرار المحتملة، وضمان استقرار الطاقة.
لقط الجهد
When it comes to surge protection for photovoltaic (PV) systems, an important principle is voltage clamping. لقط الجهد – The voltage clamping capability of a surge protector will ensure that the voltage remains within safe limits during transient voltage spikes. It is important to protect sensitive components of photovoltaic systems from damage. This feature helps do that.
لربط هذه الفولتية بشكل مناسب، قد يستخدم واقي التيار الكهروضوئي الجيد مكثف أكسيد معدني (MOV). تتمثل وظيفة MOV في اكتشاف حالات الجهد الزائد وتقليل مقاومتها بسرعة، وتحرير الجهد الزائد من النظام الكهروضوئي. على سبيل المثال، يمكن أن يؤدي ذلك إلى ارتفاع الجهد العابر بمقدار 1.500 فولت بواسطة جهاز حماية من زيادة التيار إلى حد آمن (على سبيل المثال، ميكروثانية تبلغ 600 فولت).
امتصاص الطاقة
كمية الطاقة التي يمكن أن يمتصها الحامي قبل أن يفشل. وهذه ميزة مهمة نظرًا لأن الأنظمة الكهروضوئية غالبًا ما تتأثر بمثل هذه الارتفاعات. يجب أن تكون أدوات الحماية من زيادة التيار المستخدمة في الأنظمة الكهروضوئية قادرة على التعامل مع الأحداث عالية الطاقة، مثل ضربات البرق التي يمكن أن توفر آلاف الجول من الكهرباء.
تتمتع واقيات التيار الكهروضوئي الشائعة بقدرة على امتصاص الطاقة تقاس بالجول. وبعبارة أخرى، فإن جهاز الحماية من زيادة التيار المقدر بـ 20000 جول أو ما يقرب من ذلك سوف يمتص طاقة كافية لضمان عدم تلف المعدات الكهروضوئية المتصلة به أثناء انقطاع التيار الكهربائي الشديد.
وقت الاستجابة
في الأنظمة الكهروضوئية، يعد وقت استجابة SPS مهمًا جدًا لأنه يحدد مدى سرعة تفاعل الجهاز مع التيارات المفاجئة. كلما كان وقت الاستجابة أسرع، زادت الحماية للإلكترونيات الأكثر حساسية في النظام الكهروضوئي. من الناحية المثالية، يجب أن تستخدم التطبيقات الكهروضوئية أدوات حماية من زيادة التيار مع زمن استجابة أقل من 1 نانو ثانية.
من خلال الجمع بين المواد والتكنولوجيا، تتيح الأدوات المتقدمة مثل أنابيب تفريغ الغاز (GDTs) مع الثنائيات القمعية للجهد العابر أو TVS أوقات استجابة أسرع. وأفضل ما في الأمر هو أن هذه المكونات قد تستجيب لارتفاع الجهد الكهربائي في أقل من نانو ثانية، مما يحمي الأجهزة على الفور.
التعاون مع أجهزة الحماية الأخرى
يجب أن تعمل أدوات الحماية من زيادة التيار في النظام الكهروضوئي المصمم جيدًا جنبًا إلى جنب مع أجهزة الحماية الأخرى، مثل قواطع الدائرة والصمامات، بحيث يكون النظام بأكمله محميًا ولا يتم تحميل أي جهاز فوق طاقته بسبب زيادة التيار.
ويتم التنسيق من خلال الاختيار المناسب ووضع أدوات الحماية من زيادة التيار في النظام الكهروضوئي. على سبيل المثال، يمكن تركيب واقيات التيار عند مدخل ومخرج العاكس لتوفير حماية التغطية الكاملة. بالإضافة إلى ذلك، يجب أن يكون الحصول على تصنيف جهد مماثل لأجهزة الحماية الأخرى بمثابة تعديل آخر لجهاز الحماية من زيادة التيار من أجل التشغيل السلس.
امتصاص الطاقة
امتصاص الطاقة
امتصاص الطاقة is also one of the key aspects of effective surge protection for photovoltaic systems. Simply put, the principle is that the surge protector is expected to absorb and dissipate the extra energy generated by voltage spikes and keep it from further damaging or affecting your PV system. High energy absorption levels are necessary to ensure the longevity and reliability of your photovoltaic system
تقييمات جول وأين تظهر
يشير تصنيف الجول إلى مقدار الطاقة التي يمكن لجهاز الحماية من زيادة التيار التعامل معها دون أن يفشل. كلما ارتفع تصنيف الجول، أصبحت أسطحك محمية بشكل أفضل، خاصة إذا كنت تعيش في مجتمع يعاني من ارتفاع كبير أو شديد في الطاقة. لوضع هذا في الاعتبار، يمكن لجهاز حماية من زيادة التيار بقوة 20000 جول التعامل مع حدث طاقة قوي إلى حد ما، مثل ضربة البرق (والتي يمكن أن تنتج طفرة تصل إلى عشرات الآلاف من الجول).
في المقابل، تخيل نظامًا كهروضوئيًا في منطقة بها المزيد من العواصف الرعدية. إنها حقيقة فيزيائية بسيطة: خلال ضربة البرق، يمكن أن يصل ارتفاع الطاقة بسرعة إلى 10000 جول. سوف يمتص جهاز الحماية من زيادة التيار ذو تصنيف الطاقة الأعلى كل هذه الطاقة "الإضافية"، ويحمي الأصول الحيوية (الألواح الكهروضوئية، والعاكسات، وما إلى ذلك) من تأثيراتها.
عمر المكونات واختيار المواد
يمكن أن يحدث نوع المادة أيضًا فرقًا كبيرًا في كمية الطاقة التي يمتصها واقي التيار. تستخدم أدوات الحماية الجيدة من زيادة التيار متغيرات أكسيد المعدن (MOVs)، وأنابيب تفريغ الغاز، وثنائيات السيليكون الانهيارية، من بين أشياء أخرى. لهذا السبب، تعد MOVs الخيار الأفضل لأنها يمكنها امتصاص وتبديد كميات كبيرة من الطاقة بشكل متكرر دون أي تدهور ملحوظ!
على سبيل المثال، يمكن لجهاز الحماية من زيادة التيار المبني باستخدام MOVs (المتغيرات) المقدرة بـ 800 فولت أن يتحمل كميات كبيرة من الزيادات العالية الطاقة. يمكن لهذه الأنواع من MOVs امتصاص آلاف الجول من الطاقة من خلال نبضات متكررة ويوصى بشدة باستخدامها في الأنظمة الكهروضوئية إذا كان النظام المستخدم موجودًا في موقع عالي الخطورة. بالإضافة إلى ذلك، فإن استخدام المواد المقاومة للحرارة العالية يضمن بقاء جهاز الحماية من زيادة التيار في العمل دائمًا بغض النظر عن مدى خطورة الموقف.
الحد الأقصى لحماية ProDesign والتكوين
ومع ذلك، فإن تحقيق حماية فعالة من زيادة التيار يتطلب أكثر من مجرد تصنيف جول كبير. في الواقع، يتطلب إنجاز المهمة بشكل صحيح تصميمًا ذكيًا وتكوينًا مناسبًا. يجب تركيب واقيات التيار الزائد في الأجزاء الرئيسية من النظام الكهروضوئي لتوفير حماية جيدة. قم بتكوين واقي التيار الزائد للعاكس وواقي التيار الزائد للوحة الخدمة الرئيسية عند طرفي الإدخال والإخراج للعاكس لتوفير حماية متعددة الطبقات من التيار الزائد.
على سبيل المثال، في التركيب الكهروضوئي التجاري، يمكنك تحديد واقي من زيادة التيار الأساسي بقدرة 20,000 جول عند مدخل الخدمة الرئيسي وواقي ثانوي بقدرة 10,000 جول عند العاكس. "يضمن النهج متعدد الطبقات أيضًا أن أي طاقة متبقية لا يمتصها الحامي الأساسي الذي تم إدخاله في SHA سيتم التعامل معها بواسطة الحامي الثانوي الذي يحمي جميع مكونات النظام الكهروضوئي."
الصيانة والتفتيش الدوري
للحصول على امتصاص مثالي للطاقة، تعد الصيانة المنتظمة ومراقبة أدوات الحماية من زيادة التيار أمرًا ضروريًا. خلاصة القول هنا هي أن أدوات الحماية من زيادة التيار لا تدوم إلى الأبد. بعد بضع سنوات من الزيادات المفاجئة والصواعق، لن يعد أحد مكونات جهاز الحماية من زيادة التيار فعالاً، ومن المؤكد أن الأداء سوف يتدهور بمرور الوقت. 2.) عمليات الفحص الروتينية - يمكن أن يساعد وجود جدول زمني لعمليات الفحص الروتينية في تحديد الأجزاء البالية واستبدالها قبل أن تصبح غير قابلة للاستخدام.
على سبيل المثال، قد تتضمن عمليات الفحص ربع السنوية التحقق من مؤشر الحالة الموجود على جهاز الحماية من زيادة التيار والتحقق من جهد التثبيت عند استبدال أي MOVs بنقاط ساخنة واضحة. تضمن الصيانة الاستباقية أن يظل جهاز الحماية من زيادة التيار قادرًا على امتصاص الزيادات العالية في الطاقة وإطالة عمر النظام الكهروضوئي الخاص بك.
وقت الاستجابة
يعد زمن استجابة جهاز الحماية من زيادة التيار الكهروضوئي معيارًا حاسمًا لفعاليته. ويمكن اعتباره مؤشرًا على مدى سرعة إغلاق بوابات الفيضان بعد فتحها. كلما كان وقت الاستجابة أقصر، زادت الحماية التي يتمتع بها النظام الكهروضوئي الخاص بك.
لماذا يهم وقت الاستجابة
في الأنظمة الكهروضوئية، تكون الوحدات عرضة لارتفاع الجهد. لأن التأخير لبضعة نانو ثانية فقط يمكن أن يسبب أضرارًا جسيمة للعاكس واللوحات وأي معدات أخرى متصلة. يمكن أن تؤدي الفولتية الزائدة العابرة التي تدوم لمدة تصل إلى 5 نانو ثانية إلى تدمير المكونات الإلكترونية الحساسة تمامًا، ما لم يتفاعل جهاز الحماية من زيادة التيار بشكل أسرع من ذلك.
العوامل المؤثرة على خطوات الاشتقاق
يعتمد وقت استجابة جهاز الحماية من زيادة التيار على المكونات الموجودة بداخله. يستخدم GDT وMOV وTVS الشائعة. 5. تتمتع الثنائيات TVS بأسرع أوقات الاستجابة، وأحيانًا في نطاق البيكو ثانية. مما يجعلها مثالية لحماية المكونات الإلكترونية الحساسة للغاية
قارن هذا بحركة حركة تبلغ بضع نانو ثانية - منطقة التوهج الشمسي التي تم التقاطها على شاشة النظارات الواقية AN/PVS-7 Cat 3 باستخدام منظارنا عالي الجودة باهظ الثمن والذي يمكن تعويضه بوحدة ثلاثية تم التقاطه من سطح المختبر عند غروب الشمس عند الظهر. باختصار، القرار النهائي بشأن أي مكون سيتم اختياره يعتمد بشكل أساسي على كيفية إعداد النظام الكهروضوئي، مع مراعاة حساسية المعدات المتصلة في نفس الوقت.
تحسين وقت الاستجابة
في أقرب وقت ممكن، لا تشتعل فيها النيران، أو ما هو أسوأ من ذلك. ولذلك، فإن أدوات الحماية من زيادة التيار الأكثر فعالية سيكون لها أوقات استجابة سريعة جدًا. يوفر اختيار هذه المكونات في حد ذاته خصائص استجابة سريعة، ويضمن ترتيبها في التكوين المتفجر التنشيط السريع للكاشف. من المحتمل أن يكون الجمع بين الصمام الثنائي TVS وMOV متوازنًا لأن TVDS يتعامل مع الارتفاع فورًا ثم تمتص MOV الباقي.
لنأخذ على سبيل المثال النظام الكهروضوئي المجهز بثنائيات TVS وMOVs في النقاط الحرجة. سوف تتفاعل الثنائيات TVS خلال بيكو ثانية لضبط الارتفاع الأولي، وحماية المكونات الأكثر حساسية. يمكن لحركة الحركة بعد ذلك أن تستجيب خلال نانو ثانية، وتمتص معظم طاقة الاندفاع. توفر هذه الحماية متعددة الطبقات الأمان الكامل.
الاختبار والتحقق من الصحة
لذلك، يقوم مصنعو أدوات الحماية من زيادة التيار بإجراء سلسلة من إجراءات الاختبار للتأكد من أن منتجاتهم تلبي أوقات الاستجابة المطلوبة. تركز العديد من هذه الاختبارات على إنشاء أحداث محاكاة للجهد الزائد عن عمد والتي يجب أن يستجيب لها واقي التيار. الاختبار النموذجي هو إخضاع واقي التيار لارتفاع الجهد بمقدار 1000 فولت وقياس المدة المسموح لها بالمرور.
يوفر لنا الاختبار الفعلي البيانات الأكثر فائدة حول كيفية تفاعل جهاز الحماية من زيادة التيار في ظل ظروف التشغيل العادية. وفقًا لنتائج إحدى الدراسات المحددة، تتمتع أدوات الحماية من زيادة التيار التي تحتوي على صمامات TVS الثنائية بوقت استجابة أقل من 1 بيكو ثانية. وهذا يثبت ملاءمتها لتطبيقات الحماية عالية السرعة.
التنسيق مع أجهزة الحماية الأخرى
وبدون التعاون مع أجهزة الحماية الأخرى، لا يمكن للأنظمة الكهروضوئية أن تحقق حماية شاملة للطيف الكامل. التنسيق الفعال - يضمن عمل جميع أجهزة الحماية معًا لحماية النظام بأكمله من الزيادات المفاجئة والأعطال.
توفر قواطع الدائرة حماية مهمة للأنظمة الكهروضوئية لأنها تقطع تدفق الكهرباء في حالة حدوث خطأ. سيتطلب ذلك إقران جهاز الحماية من زيادة التيار بجهاز التيار الزائد بحيث لا يتداخلان مع تنشيط بعضهما البعض.
مزيج من فواصل الصمامات والمفاتيح
تعد مجموعات الصمامات ومفاتيح الدراسة المنفصلة جزءًا أكثر أهمية من إعداد السلامة للأنظمة الكهروضوئية الأخرى. يجب أن تتطابق أدوات الحماية من زيادة التيار مع تقييمات هذه الأجهزة، وإلا فإنها ستكون حساسة للغاية وتؤدي إلى تشغيلها قبل الأوان، أو بطيئة جدًا وتتسبب في تعرضها لضغط مفرط.
الدفاع التعاوني عبر الطبقات
غالبًا ما تستخدم محطات الطاقة الكهروضوئية الأكبر حجمًا مفهوم الحماية متعدد المستويات. ولهذا الغرض، قد تكون هناك حاجة إلى عدة أدوات حماية من زيادة التيار ويتم تركيبها على مستويات مختلفة، على سبيل المثال. وهو يتألف من العاكس، وصندوق تجميع مجموعة التيار المتردد والتيار المستمر ولوحة الخدمة الرئيسية. يجب اختيار كل حامي على حدة بعناية فائقة وتنسيقه مع الحماة الآخرين.
على سبيل المثال، يمكن تصنيف واقي التيار الرئيسي الموجود على لوحة الخدمة بـ 40 كيلو أمبير، في حين قد يتم تصنيف الواقيات الثانوية المنفصلة الموجودة على العاكس وصندوق الدمج بـ 20 كيلو أمبير فقط. يسمح هذا الترتيب للواقي الأولي بامتصاص معظم التدفق، ثم تسقط أي طاقة متبقية على الحامي الثانوي، مما يضيف مستوى آخر من الحماية.
التحقق من اختبار التوافق
تقوم العديد من الشركات المصنعة بإجراء اختبارات التوافق للتأكد من أن جهاز الحماية من زيادة التيار سوف ينسق بشكل كامل مع أي معدات حماية أخرى. تحاكي هذه الاختبارات مجموعة متنوعة من حالات الاندفاع والخطأ، مما يسمح لنا بالتأكد من أن الحامي لن يستجيب بشكل صحيح فحسب، بل لن يتداخل مع التشغيل السليم لقاطع الدائرة أو المصهر أو قاطع الدائرة.
المقاومة البيئية
تعد المقاومة البيئية عاملاً رئيسيًا آخر يجب مراعاته عند تصميم واختيار واقيات التيار الكهروضوئي. من أجل حماية الأنظمة الكهروضوئية بشكل موثوق طوال دورة حياتها، يجب أن تكون هذه الأجهزة قادرة على تحمل بعض الظروف البيئية القاسية للغاية. تضمن المقاومة البيئية أن يكون جهاز الحماية من زيادة التيار الخاص بك آمنًا ويعمل بشكل صحيح بغض النظر عن مكان تثبيته
مانعة لتسرب الماء وحماية الدخول
ويشير الباحثون إلى أن "أجهزة الحماية من التيار الكهروضوئي تتعرض في كثير من الأحيان لظروف مناخية قاسية مثل الأمطار الغزيرة والثلوج والغبار". لتتمكن من تحمل ذلك، يتطلب الأمر تصنيف IP (حماية الدخول) عاليًا. على سبيل المثال، المنتجات الحاصلة على تصنيف IP67 مقاومة تمامًا للغبار ويمكن غمرها في متر واحد من الماء لمدة 30 دقيقة فقط.
على سبيل المثال، تخيل أنه تم تركيب نظام كهروضوئي في منطقة ساحلية حيث يعد رذاذ الملح والرطوبة من العوامل الرئيسية. إن الواقيات من زيادة التيار حاصلة على تصنيف IP67 وهي مصنوعة من مواد مقاومة للتآكل مثل الأجزاء المصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ أو البلاستيك المقاوم للأشعة فوق البنفسجية، مما يسمح لها بالعمل لسنوات دون تدهور.
درجات الحرارة القصوى والإدارة الحرارية
يجب أيضًا أن تكون أدوات الحماية من زيادة التيار في الأنظمة الكهروضوئية قادرة على تحمل نطاق واسع من درجات الحرارة. إنهم بحاجة إلى الأداء في مجموعة متنوعة من الظروف، سواء كان الصيف الحار أو الشتاء البارد. نظرًا للعوامل المذكورة أعلاه، عادةً ما تحتاج أدوات الحماية من زيادة التيار المصممة للأنظمة الكهروضوئية إلى العمل في نطاق درجة حرارة يتراوح بين -40 درجة مئوية إلى 85 درجة مئوية.
"على سبيل المثال، إذا كانت منشأة الطاقة الشمسية هذه موجودة في الصحراء، فقد ترتفع درجات الحرارة اليومية من أقل من درجة التجمد إلى أكثر من 40 درجة مئوية. ومع ذلك، تم تصميم أدوات الحماية من زيادة التيار مع وضع الإدارة الحرارية في الاعتبار، بما في ذلك المشتتات الحرارية والمكونات المقاومة للحرارة، والتي يمكنها زيادة التشغيل الموثوق إلى أقصى حد حتى في ظل التغيرات الشديدة.
متانة المواد وطول العمر
إن نوع المواد المستخدمة في تصنيع أدوات الحماية من زيادة التيار يسهم بشكل كبير في حماية البيئة. تعتبر المواد عالية الجودة مثل الفولاذ المقاوم للصدأ والبولي كربونات والبلاستيك المعالج خصيصًا أكثر مقاومة للبيئة. لماذا هذه المواد مقاومة للتآكل ولا تتأثر بالأشعة فوق البنفسجية أو أي هجوم جسدي.
فكر في نظام كهروضوئي يقع في منطقة جبلية حيث قد يتعرض للرياح القوية والبرد. هل سيظل جهاز الحماية من زيادة التيار المدمج في هيكل مصنوع من البولي كربونات المقاوم للصدمات ومكونات من الفولاذ المقاوم للصدأ يحمي نظامي من الطقس القاسي؟
هذا سوف يحميك من الأشعة فوق البنفسجية الضارة
يمكن أن تبدأ مكونات كاتم التيار المفاجئ، خاصة تلك المصنعة خصيصًا للاستخدام الخارجي على المدى الطويل، في التآكل والتلف بسبب الأشعة فوق البنفسجية. ولذلك، يجب حماية المعدات باستخدام طبقات ومواد مقاومة للأشعة فوق البنفسجية لمنع هذا التدهور.
على سبيل المثال، يجب أن تكون واقيات التيار الزائد للمنشآت الكهروضوئية على الأسطح محمية من الأشعة فوق البنفسجية ضد التعرض لأشعة الشمس المباشرة على مدار العام. بالإضافة إلى ذلك، تعمل جميع هذه الطلاءات على حماية الأجزاء الداخلية من التلف الناتج عن الأشعة فوق البنفسجية، مما يضمن استمرار عمل الواقي الخاص بك طوال حياته.
تلبية المعايير البيئية
تم تصميم واقيات التيار الزائد من قبل الشركات المصنعة لتلبية المعايير البيئية المختلفة بحيث يمكن استخدامها في مناطق مختلفة من العالم. إذا كان لديك أي أسئلة أخرى حول هذه يرجى إعلامي بها. تضع معايير UL 1449 في أمريكا الشمالية وIEC 61643-11 للأسواق الدولية معايير يمكننا استخدامها لتحديد المبادئ التوجيهية لمقاومة الظروف البيئية مثل الرطوبة ودرجة الحرارة والتعرض للأشعة فوق البنفسجية.
