Siden fremkomsten af fotovoltaiske elproduktionssystemer er der fra tid til anden forekommet brandulykker forårsaget af fotovoltaiske kraftværker rundt om i verden. På denne baggrund er fotovoltaisk modul-niveau hurtig nedlukning blevet forstået og værdsat af flere og flere mennesker...
Solar Rapid Shutdown af solcelleanlæg er, som navnet antyder, for hurtigt at lukke ned for forbindelsen mellem hvert solcellemodul. Dette koncept blev foreslået af National Electrical Code (NEC) i USA. Allerede i 2014 blev NEC2014 690.12 "Module-level Self-Shutdown Solution"-standarden frigivet, som stillede krav til hurtig nedlukning af solcelleanlæg.
I 2017-versionen af NEC690.12 blev der stillet strenge krav til denne hurtige nedlukning - med en afstand på 305 mm til den fotovoltaiske matrix som grænsen, inden for 30S efter den hurtige nedlukningsenhed er aktiveret, er spændingen uden for grænseområdet reduceret til under 30V, og spændingen er inden for grænseområdet, og spændingen er reduceret,V påkrævet for at opnå "nedlukning af modul-niveau". I den seneste 2020-version af standarden er udtrykket "hurtig nedlukning" yderligere modificeret og udvidet, og der foreslås et "PV hazard control system". Den nye standard kræver, at solcelleanlægget har et "PV hazard control system" for at gøre solcelleanlægget til en kontrollerbar tilstand i kritiske situationer. Med andre ord kan "PV hazard control system" bruges til at opnå nedlukning af komponent-niveau, og inden for 30 sekunder efter den hurtige nedlukning er startet, reduceres spændingen inden for grænseområdet til under 80V.
Princippet for fotovoltaisk modul-Hurtig nedlukning på niveau
Arbejdstilstand for fotovoltaisk modul-hurtig nedlukning
Princippet om hurtig nedlukning på fotovoltaisk modulniveau omfatter hovedsageligt to aspekter: nedlukningsmetode og nedlukningsprincip.
Der er to hovedmåder til hurtigt at lukke det fotovoltaiske modulniveau ned: mekanisk nedlukning og elektrisk nedlukning.
1. Mekanisk nedlukning: Mekanisk nedlukning er at afbryde det fotovoltaiske modul fra kredsløbet gennem en mekanisk enhed for at stoppe udgangseffekten fra solpanelet. Almindelige mekaniske nedlukningsmetoder omfatter afbrydere, knivafbrydere og afbrydere. Fordelene ved mekanisk nedlukning er enkel struktur og høj pålidelighed, men driften er relativt langsom og kræver manuel indgriben.
2. Elektrisk nedlukning: Elektrisk nedlukning er at afbryde det fotovoltaiske modul fra kredsløbet gennem elektriske komponenter for at stoppe udgangseffekten fra solpanelet. Almindelige elektriske nedlukningsmetoder omfatter relæer, tyristorer og effekttransistorer. Fordelene ved elektrisk nedlukning er hurtig driftshastighed og høj præcision, men ekstern strømforsyning og kredsløbsstyring er påkrævet.NedlukningsprincipPrincippet om hurtig nedlukning på fotovoltaisk modulniveau omfatter hovedsageligt to metoder: spændingsnedlukning og strømafbrydelse.
1. Spændingsnedlukning: Spændingsnedlukning er for automatisk at afbryde solcellemodulet fra kredsløbet ved at måle udgangsspændingen på solcellemodulet. Når spændingen overstiger den indstillede værdi, kobles solcellemodulet automatisk fra kredsløbet. Denne metode kan effektivt forhindre skader på fotovoltaiske moduler på grund af for høj spænding. Nøglen til spændingsafbrydelse er at overvåge spændingen og sammenligne den med den indstillede værdi. Når spændingen overstiger den indstillede værdi, afbrydes den ved hjælp af elektriske eller mekaniske midler.
2. Strømafbrydelse: Strømafbrydelse er for at måle udgangsstrømmen fra solcellemodulet. Når strømmen overstiger den indstillede værdi, kobles solcellemodulet automatisk fra kredsløbet. Denne metode kan effektivt forhindre termisk beskadigelse eller omvendt strømning til det fotovoltaiske modul på grund af for høj strøm. Nøglen til aktuel nedlukning er at overvåge strømmen og sammenligne den med den indstillede værdi. Når strømmen overstiger den indstillede værdi, afbrydes den ved hjælp af elektriske eller mekaniske midler.
Ud over spændingsafbrydelse og strømafbrydelse kan de to også kombineres til forbindelsesfrakobling. For eksempel, når udgangsspændingen for det fotovoltaiske modul overstiger den indstillede værdi, eller udgangsstrømmen overstiger den indstillede værdi, udføres nedlukningsoperationen på samme tid for mere effektivt at beskytte det fotovoltaiske modul.
Hurtig nedlukning af fotovoltaisk modul-niveau er at afbryde det fotovoltaiske modul fra kredsløbet ved hjælp af mekaniske eller elektriske midler for at stoppe udgangseffekten fra solpanelet. Nedlukningsmetoderne omfatter mekanisk nedlukning og elektrisk nedlukning, og nedlukningsprincipperne omfatter spændingsafbrydelse og strømafbrydelse. Anvendelsen af disse nedlukningsmetoder og -principper kan effektivt beskytte fotovoltaiske moduler, forlænge deres levetid og sikre sikker og stabil drift af fotovoltaiske systemer.
Hvorfor er den hurtige nedlukning af solcellemoduler så vigtig?
Der er mange årsager til brande i solcelleanlæg. Udstyret med den største risiko for brand omfatter invertere, samledåser, kabler og moduler. Så længe det er et elektrisk anlæg, er der risiko for brand på grund af strøm. Derudover er fotovoltaiske produkters effektniveau og strømspænding løbende blevet forbedret med fremskridtene inden for fotovoltaisk teknologi. Solcelleanlægget er blevet opgraderet fra det oprindelige 600V design til 1000V og for nylig gradvist opgraderet til 1500V. Højere spændinger er mere tilbøjelige til at forårsage brand. Brande i solcelleanlæg udgør en stor udfordring for brandmændene. Efter en brand opstår i systemet, vil der stadig blive genereret højspændinger på hundreder eller endda tusinder af volt. Hvis brandfolk skynder sig at redde, vil deres liv være truet. Med den hurtige nedlukningsfunktion på modulniveau- kan brandmænd hurtigt afbryde forbindelsen mellem moduler og redde kraftværket.
Konklusion
Selvom det stadig er vanskeligt fuldt ud at promovere installationen af komponent-hurtig nedlukningsenheder i de fleste dele af verden på grund af en række faktorer som f.eks. omkostninger, skal det siges, at komponent-hurtig nedlukning er en meget vigtig funktion for fotovoltaiske kraftværkers sikkerhed. Jeg tror, at med den fortsatte udvikling af teknologi, popularisering og implementering af sikkerhedsbestemmelser og den gradvise styrkelse af sikkerhedsbevidstheden, vil denne teknologi blive brugt mere og mere til at beskytte flere kraftværker.
