Os protetores contra surtos de toda a casa reduzem o risco de incêndio elétrico em 60%, protegem os aparelhos, economizam US$ 10.000 em danos potenciais e garantem energia estável.
Fixação de tensão
When it comes to surge protection for photovoltaic (PV) systems, an important principle is voltage clamping. Fixação de tensão – 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.
Para fixar adequadamente essas tensões, um bom protetor contra surtos fotovoltaicos pode usar um varistor de óxido metálico (MOV). A função do MOV é detectar condições de sobretensão e reduzir rapidamente sua resistência, liberando o excesso de tensão do sistema fotovoltaico. Por exemplo, isso pode resultar em um pico de tensão transitório de 1.500 V sendo limitado por um filtro de linha até um limite seguro (por exemplo, microssegundos de 600 V).
Absorção de energia
A quantidade de energia que um protetor pode absorver antes de falhar. Esta é uma característica importante, uma vez que os sistemas fotovoltaicos são frequentemente afetados por tais picos. Os protetores contra surtos usados em sistemas fotovoltaicos devem ser capazes de lidar com eventos de alta energia, como descargas atmosféricas que podem fornecer milhares de joules de eletricidade.
Os protetores contra surtos fotovoltaicos comuns têm uma capacidade de absorção de energia medida em joules. Em outras palavras, um filtro de linha com potência igual ou próxima a 20.000 joules absorverá energia suficiente para garantir que o equipamento fotovoltaico conectado a ele não seja danificado durante uma queda severa de energia.
Tempo de resposta
Em sistemas fotovoltaicos, o tempo de resposta do SPS é muito importante porque determina a rapidez com que o dispositivo reage às correntes de surto. Quanto mais rápido for o tempo de resposta, maior será a proteção dos componentes eletrônicos mais sensíveis do sistema fotovoltaico. Idealmente, as aplicações fotovoltaicas devem usar protetores contra surtos com tempo de resposta inferior a 1 nanossegundo.
Combinando materiais e tecnologia, ferramentas avançadas como tubos de descarga de gás (GDTs) com diodos de supressão de tensão transitória ou TVS permitem tempos de resposta mais rápidos. O melhor de tudo é que estes componentes podem responder a picos de tensão em apenas nanossegundos, protegendo instantaneamente os aparelhos.
Cooperação com outros dispositivos de proteção
Os protetores contra surtos em um sistema fotovoltaico bem projetado devem funcionar em conjunto com outros dispositivos de proteção, como disjuntores e fusíveis, para que todo o sistema esteja protegido e nenhum dispositivo fique sobrecarregado por um surto.
A coordenação é alcançada através da seleção e colocação adequadas de protetores contra surtos no sistema fotovoltaico. Por exemplo, protetores contra surtos podem ser instalados na entrada e na saída do inversor para fornecer proteção de cobertura total. Além disso, ter uma classificação de tensão semelhante a outros dispositivos de proteção deve ser outra modificação do protetor contra surtos para uma operação suave.
Absorção de Energia
Absorção de energia
Absorção de energia 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
Classificações de Joule e onde elas aparecem
A classificação joule indica quanta energia um filtro de linha pode suportar sem falhar. Quanto maior a classificação de joule, melhor protegidas estarão suas superfícies, especialmente se você mora em uma comunidade com picos de energia grandes ou severos. Para colocar isso em perspectiva, um protetor contra surtos de 20.000 Joules pode lidar com um evento de energia bastante poderoso, como um raio (que pode produzir um surto de dezenas de milhares de Joules).
Em contrapartida, imagine um sistema fotovoltaico numa área com mais trovoadas. É um simples fato da física: durante a queda de um raio, o aumento de energia pode atingir rapidamente 10.000 joules. Um filtro de linha com maior potência absorverá toda essa energia “extra”, protegendo ativos críticos (painéis fotovoltaicos, inversores, etc.) de seus efeitos.
Vida útil dos componentes e seleção de materiais
O tipo de material também pode fazer uma diferença significativa na quantidade de energia que um filtro de linha absorve. Bons protetores contra surtos usam varistores de óxido metálico (MOVs), tubos de descarga de gás e diodos de avalanche de silício, entre outros. Por esta razão, os MOVs são a melhor escolha, pois podem absorver e dissipar repetidamente grandes quantidades de energia sem qualquer degradação perceptível!
Por exemplo, um protetor contra surtos construído com MOVs (varistores) classificados para 800 volts pode suportar grandes quantidades de surtos de alta energia. Esses tipos de MOVs podem absorver milhares de joules de energia por meio de pulsos repetidos e são altamente recomendados para uso em sistemas fotovoltaicos se o sistema utilizado estiver localizado em um local de alto risco. Além disso, o uso de materiais resistentes a altas temperaturas garante que o filtro de linha permaneça sempre em ação, independentemente de quão extrema seja a situação.
ProDesign máximo e proteção de configuração
No entanto, alcançar uma proteção contra surtos verdadeiramente eficaz requer mais do que uma grande taxa de Joule. Na verdade, fazer o trabalho corretamente requer um design inteligente e uma configuração adequada. Protetores contra surtos devem ser instalados em partes importantes do sistema fotovoltaico para fornecer uma boa proteção. Configure o protetor contra surtos do inversor e o protetor contra surtos da placa de serviço principal nas extremidades de entrada e saída do inversor para fornecer proteção contra surtos multicamadas.
Por exemplo, em uma instalação fotovoltaica comercial, você pode especificar um protetor contra surtos primário de 20.000 Joules na entrada de serviço principal e um protetor secundário avaliado em 10.000 Joules no inversor. “A abordagem em camadas também garante que qualquer energia restante não absorvida pelo protetor primário introduzido no SHA ainda será tratada pelo protetor secundário que protege todos os componentes do sistema fotovoltaico.”
Manutenção e inspeção regulares
Para uma absorção ideal de energia, a manutenção regular e o monitoramento dos protetores contra surtos são essenciais. O resultado final aqui é que os protetores contra surtos não duram para sempre. Após alguns anos de surtos e quedas de raios, um componente de um protetor contra surtos não será mais eficaz – e o desempenho certamente diminuirá com o tempo. 2.) Inspeções de rotina - Ter um cronograma para inspeções de rotina pode ajudar a identificar e substituir peças desgastadas antes que se tornem inutilizáveis.
Por exemplo, as inspeções trimestrais podem incluir a verificação do indicador de status no protetor contra surtos e a verificação da tensão de fixação ao substituir quaisquer MOVs com pontos quentes óbvios. A manutenção proativa garante que seu protetor contra surtos continue a ser capaz de absorver surtos de alta energia e prolongar a vida útil do seu sistema fotovoltaico.
Tempo de resposta
O tempo de resposta de um protetor contra surtos fotovoltaicos é um critério decisivo para a sua eficácia. Pode ser pensado como uma indicação da rapidez com que as comportas fecham após a abertura. Quanto menor o tempo de resposta, mais proteção terá o seu sistema fotovoltaico.
Por que o tempo de resposta é importante
Em sistemas fotovoltaicos, os módulos são suscetíveis a surtos de tensão. Porque um atraso de apenas alguns nanossegundos pode causar sérios danos ao inversor, painéis e qualquer outro equipamento conectado. Sobretensões transitórias que duram apenas 5 nanossegundos podem destruir completamente componentes eletrônicos delicados, a menos que o protetor contra surtos reaja mais rápido do que isso.
Fatores que afetam as etapas de derivação
O tempo de resposta de um filtro de linha depende dos componentes dentro dele. Usa GDT, MOV e TVS comuns. 5. Os diodos TVS têm os tempos de resposta mais rápidos, às vezes na faixa de picossegundos. tornando-os ideais para proteger componentes eletrônicos extremamente sensíveis
Compare isso com um MOV de alguns nanossegundos - área de explosão solar capturada no display de óculos AN / PVS-7 Cat 3 usando nosso caro e de alta qualidade, possivelmente com unidade tripla compensada, tirada do telhado do laboratório Pôr do sol ao meio-dia. Em resumo, a decisão final sobre qual componente escolher depende principalmente de como o sistema fotovoltaico está configurado, levando em consideração a sensibilidade dos equipamentos conectados ao mesmo tempo.
Otimize o tempo de resposta
Assim que possível, não pegue fogo, ou pior. Portanto, os protetores contra surtos mais eficazes terão tempos de resposta muito rápidos. A própria seleção de tais componentes proporciona características de resposta rápida e sua disposição na configuração explosiva garante a rápida ativação do detector. A combinação do diodo TVS e do MOV é provavelmente balanceada porque o TVDS lida com o pico imediatamente e então o MOV absorve o resto.
Tomemos, por exemplo, um sistema fotovoltaico equipado com diodos TVS e MOVs em pontos críticos. Os diodos TVS reagirão em picossegundos para conter o surto inicial, protegendo os componentes mais sensíveis. O MOV pode então responder em nanossegundos, absorvendo a maior parte da energia do surto. Essa proteção em várias camadas oferece segurança completa.
Teste e Validação
Portanto, os fabricantes de protetores contra surtos realizam uma série de procedimentos de testes para garantir que seus produtos atendam aos tempos de resposta exigidos. Muitos desses testes se concentram na criação intencional de eventos simulados de sobretensão aos quais o protetor contra surtos deve responder. Um teste típico é submeter o protetor contra surtos a um pico de tensão de 1.000 V e medir quanto tempo a tensão pode passar.
Os testes reais nos fornecem os dados mais úteis sobre como um protetor contra surtos reage em condições normais de operação. De acordo com os resultados de um estudo específico, os protetores contra surtos contendo diodos TVS têm um tempo de resposta inferior a 1 picossegundo. Isto comprova sua adequação para aplicações de proteção de alta velocidade.
Coordenação com outros dispositivos de proteção
Sem cooperação com outros dispositivos de proteção, os sistemas fotovoltaicos não podem alcançar uma proteção abrangente de todo o espectro. Coordenação eficaz – Garante que todos os dispositivos de proteção funcionem juntos para proteger todo o sistema contra surtos e falhas.
Os disjuntores fornecem proteção importante para sistemas fotovoltaicos, pois interrompem o fluxo de eletricidade em caso de falha. Isso exigirá que o protetor contra surtos seja emparelhado com o dispositivo de sobrecorrente para que eles não interfiram na ativação um do outro.
Combinação de seccionadores de fusíveis e interruptores
As combinações de fusíveis e chaves seccionadoras de estudo são uma parte mais importante da preparação de segurança para outros sistemas fotovoltaicos. Os protetores contra surtos devem corresponder às classificações desses dispositivos, caso contrário, eles serão muito sensíveis e acionarão prematuramente, ou muito lentos e causarão estresse excessivo.
Defesa colaborativa entre camadas
Usinas fotovoltaicas maiores costumam usar um conceito de proteção multinível. Para este efeito, podem ser necessários vários protetores contra surtos e instalados em diferentes níveis, por exemplo. Consiste em inversor, caixa combinadora de arranjo CA e CC e painel de serviço principal. Cada protetor individual precisa ser escolhido com muito cuidado e coordenado com os demais protetores.
Por exemplo, um protetor contra surtos primário em um painel de serviço pode ser classificado para 40kA, enquanto protetores secundários separados no inversor e na caixa combinadora podem ser classificados para apenas 20kA. Este arranjo permite que o protetor inicial absorva a maior parte do surto e, então, qualquer energia restante caia sobre o protetor secundário, adicionando outro nível de proteção.
Verificação de teste de compatibilidade
Muitos fabricantes realizam testes de compatibilidade para garantir que o filtro de linha será totalmente coordenado com qualquer outro equipamento de proteção. Esses testes simulam uma variedade de condições de surtos e falhas, permitindo-nos garantir que o protetor não apenas responderá corretamente, mas também não interferirá na operação adequada do disjuntor, fusível ou disjuntor.
Resistência Ambiental
A resistência ambiental é outro fator importante a considerar ao projetar e selecionar protetores contra surtos fotovoltaicos. Para proteger de forma confiável os sistemas fotovoltaicos durante todo o seu ciclo de vida, estes dispositivos devem ser capazes de resistir a algumas condições ambientais muito adversas. A resistência ambiental garante que seu protetor contra surtos esteja seguro e funcionando corretamente, não importa onde você o instale
Impermeabilização e proteção de entrada
“Os protetores contra surtos fotovoltaicos são frequentemente expostos a condições climáticas severas, como chuva forte, neve e poeira”, observam os pesquisadores. Para poder suportar isso, é necessária uma classificação IP (proteção de ingresso) alta. Por exemplo, produtos com classificação IP67 são totalmente à prova de poeira e podem ser submersos em 1 metro de água por apenas 30 minutos.
Por exemplo, imagine que um sistema fotovoltaico esteja instalado em uma área costeira onde a névoa salina e a umidade são fatores importantes. Os protetores contra surtos têm classificação IP67 e são feitos de materiais resistentes à corrosão, como peças de aço inoxidável ou plástico resistente a UV, permitindo que operem por anos sem degradação.
Temperaturas extremas e gerenciamento térmico
Os protetores contra surtos para sistemas fotovoltaicos também devem ser capazes de suportar uma ampla faixa de temperatura. Eles precisam funcionar em diversas condições, sejam verões quentes ou invernos frios. Devido aos fatores acima, os protetores contra surtos projetados para sistemas fotovoltaicos geralmente precisam operar na faixa de temperatura de -40°C a 85°C.
“Por exemplo, se esta instalação solar estivesse localizada num deserto, as temperaturas diárias poderiam subir de abaixo de zero para mais de 40°C. Dito isso, os protetores contra surtos são projetados tendo em mente o gerenciamento térmico, incluindo dissipadores de calor e componentes resistentes à temperatura, que podem maximizar a operação confiável mesmo sob mudanças extremas.
Durabilidade e longevidade do material
O tipo de materiais utilizados na fabricação dos protetores contra surtos contribui significativamente para a proteção ambiental. Materiais de alta qualidade como aço inoxidável, policarbonato e plásticos especialmente tratados são mais resistentes ao meio ambiente. Por que esses materiais são resistentes à corrosão e não são afetados pelos raios UV ou por ataques físicos.
Considere um sistema fotovoltaico localizado numa área montanhosa onde pode estar sujeito a ventos fortes e granizo. Um filtro de linha embutido em uma caixa de policarbonato resistente a impactos e componentes de aço inoxidável ainda protegerá meu sistema contra intempéries?
Isso irá protegê-lo da radiação UV prejudicial
Os componentes do supressor de surto, especialmente aqueles fabricados especificamente para uso externo de longo prazo, podem começar a corroer e ser danificados pela radiação UV. Portanto, os equipamentos devem ser protegidos com revestimentos e materiais resistentes aos raios UV para evitar esta degradação.
Por exemplo, os protetores contra surtos para instalações fotovoltaicas em telhados devem ser protegidos contra raios UV contra a exposição à luz solar direta durante todo o ano. Além disso, todos esses revestimentos protegem o funcionamento interno dos danos causados pelos raios UV, garantindo que seu protetor continue a funcionar durante toda a sua vida útil.
Atenda aos padrões ambientais
Os protetores contra surtos são projetados pelos fabricantes para atender a diversos padrões ambientais, para que possam ser usados em diversas regiões do mundo. Se você tiver mais perguntas sobre isso, por favor me avise. A UL 1449 na América do Norte e a IEC 61643-11 para mercados internacionais estabelecem padrões que podemos usar para definir diretrizes de resistência a condições ambientais como umidade, temperatura e exposição a UV.
