Tuleohutusoht
Viimastel aastatel on sageli juhtunud päikeseelektrijaamade tuleõnnetusi, mis mitte ainult ei kaota elektrijaama vara ja elektritootmisest saadavat tulu, vaid põhjustavad ka hoonekahjustusi ja kehavigastusi ning levivad isegi ümbritsevasse keskkonda, põhjustades mitmeid sekundaarseid katastroofe. .
Alalisvoolukaar on PV-elektrijaama kõige levinum rike. Kaared tekivad kontaktide katkemise, seadme vananemise, isolatsiooni purunemise ja halva maanduse tõttu. Pealegi on alalisvoolu kaare kahju palju suurem kui vahelduvkaare oma, kuna alalisvoolu kaarel puudub nullpunkti, kui see tekib, põleb see edasi, seda on raske kustutada ja seda on väga lihtne kustutada. põhjustada tuleõnnetusi. Statistika kohaselt on enam kui pooled tuleõnnetustest PV-elektrijaamades põhjustatud alalisvoolukaaredest. Kuna PV-moodulite spetsifikatsioonid muutuvad suuremaks, suureneb alalisvoolupoolse süsteemi võimsus ja vool. Vastavalt Joule'i seadusele Q=I²Rt kahekordistub vool ja lühispunkti termiline efekt suureneb 4 korda, samuti suureneb oluliselt tulekahju tekkimise oht.
DC-kaare klassifikatsioon
Erinevalt traditsioonilistest elektritoodetest ei ole PV-moodulite ja nende juhtmestiku jaoks integreeritud korpust, mis sisaldaks komponentide ja juhtmestiku riketest põhjustatud kaare ja sädemeid, samas kui paljud PV-paigaldised on võimelised töötama tüüpilise alalisvoolu pingega, mis säilitab alaliskaare.
PV-seadmetes on kolm peamist kaarekategooriat:
— Jadakaared võivad olla põhjustatud valest juhtmestikust või katkisest jadajuhtmest
— Rööpkaared võivad olla põhjustatud osalistest lühistest erineva potentsiaaliga külgnevate joonte vahel
— Maanduskaared isolatsioonivea tõttu
Sari Arc
Sarikaar, tuntud ka kui tõmmatud kaar. Jadakaared on tavaliselt põhjustatud kaablipistikute halvast kontaktist komponentide vahel ning kehvast ühendusest nöörikaablite ja kombineerimiskarpide või inverterite vahel. PV-elektrijaama seeriapistikute suure arvu tõttu on 1MW katusel asuvas PV-elektrijaamas 2000 paari pistikuid. Nii paljude pistikupaaride puhul on raske tagada, et kõik pistikud oleksid kvaliteetsed. Need ohud põhjustavad kehva kontakti ja alalisvoolukaarte.
Praegu integreerivad mõned inverterid kaarekaitse funktsiooni, kuid selle kaitsega on kaks peamist probleemi: Esiteks, kui ühes stringis on kaare rike, lülitub kogu inverter välja, põhjustades suuri kahjusid. Elektritootmise kaotus; teiseks, ilma kaare rikke asukoha funktsioonita ei suuda operatiiv- ja hoolduspersonal õigeaegselt ja täpselt kaare asukohta leida, mis sisuliselt ei ole lahendus. Ainus tehniline lähtestamise kaitse, mida nad saavad teha, on inverteri töös hoidmine. Sellest vaatenurgast ei suuda inverterisse integreeritud kaaretõmbekaitsefunktsioon tegelikult kaaretõmbeprobleemi tõhusalt lahendada.
Paralleelkaar
Rööpkaared tekivad peamiselt positiivsete ja negatiivsete juhtide lühistest, mis on põhjustatud liinikahjustustest või lühistest stringkaablite vahel. Kui nöörikaablid on mehaaniliselt pigistatud või kulunud, tekib positiivse ja negatiivse elektroodi või erinevate stringide vahel kaar, mis on paralleelkaare rike. On veel üks olukord, mis võib samuti viia paralleelsete kaareteni. Kui süsteemis olevate jadakaaredega ei tegeleta õigeaegselt, põletab jadakaarte soojus kaablite isolatsiooni läbi ja tekitab paralleelkaare.
Kui ruudukujulise komponentmassiivi peajuhtide vahel tekib paralleelne kaar, siis kuna kaar saab piisavalt energiat, on seda raskem kustutada, mis põhjustab suure tuleõnnetuse. Jada rikkekaare saab kustutada PV-süsteemi alalisvoolu siini või vastava stringi lahtiühendamisega, kuid paralleelset rikkekaarti ei saa kustutada ja see võib isegi põhjustada suurema voolu läbimise kaare teekonnast, muutes kaare intensiivsemaks.
Praegu ei suuda inverterisse integreeritud kaarekaitsefunktsioon tuvastada paralleelkaarte ja maanduskaare, kuid paralleelkaarte hävitav jõud on sageli 10 korda suurem kui jadakaaredel ning ohutusoht on veelgi suurem.
Maa kaar
Komponentide vananemine ja kahjustused või mehaanilised kahjustused põhjustavad maapinna tühjenemist. Kui komponendid asetatakse värvilisele teraskivikatusele tasapinnaliselt, tekivad maanduskaared või leke. Sellist viga pole lihtne välja selgitada, eriti vihmastel päevadel. Praegu on lahendus lülitada inverter välja ja oodata, kuni maapind kuivab enne selle käivitamist. See meetod ei saa tõhusalt kõrvaldada ohte ja suurendada isikliku elektrilöögi ohtu.
DC kõrgepinge
PV-elektrijaamas ühendatakse PV-moodulid järjestikku, et moodustada alalisvoolu kõrgepingeahel, mis üldiselt ulatub umbes 1000 V-ni. Isegi kui süsteem on välja lülitatud, on PV-mooduli maatriksis endiselt umbes 1000-voldine alalisvoolu kõrgepinge. Eriti katusel asuvate fotoelektrijaamade puhul on PV elektrijaamades ja hoonetes tulekahju korral raske seda ohutult päästa. elektrijaama tavapärase töö ja hoolduse või kinnisvara hooldamise ajal on operaatoritel ja inspektoritel samuti elektrilöögi oht.
Stsenaariumi riskianalüüs
Valitsus, kool, haigla, elamu katus
1. Piirkondlik kontroll. Droonide kasutamine komponentide kõrvalekallete tuvastamiseks on võimatu ega leia õigel ajal ohtu;
2. Asustus on tihe. Komponentide ruudukujulisel massiivil on leke, suur elektrilöögi oht töötajatele;
3. Pääste on piiratud. Hädaolukorras, nagu tulekahju, ei saa nööri kõrgepinget välja lülitada, mis takistab päästmist;
4. Avaliku arvamuse mõju. Kui õnnetus juhtub, on avalikul arvamusel suurem mõju
Erinevat värvi teraskivist katus
1. Seda on raske kontrollida. Värvilist teraskivikatust on ebamugav kontrollida ja kaare ohutuse ohtu ei saa õigeaegselt avastada;
2. Pääste on piiratud. Hädaolukorras, nagu tulekahju, ei saa nööri kõrgepinget välja lülitada, mis takistab päästmist;
3. Katus on habras. Ja alalisvoolu kaarsäde on lihtne läbi värvilise terasplaadi põletada ja siseneda alumisse ruumi, põhjustades tulekahju ja varalist kahju
Kiirteed, jõed ja muud alad
1. Keskkonnariskid. Sporaadilised kaarsädemed sigaretikonidest ja komponentidest võivad kergesti põhjustada umbrohtude põlemist allpool;
2. Raske kontrollida. Pikk ja kitsas ala on kontrollimiseks ebamugav, kasutamine ja hooldamine raskendatud ning ohte ei leita õigel ajal;
3. Raske päästa. Linnapiirkonnast kaugel, näiteks tulekahjude ja muude õnnetuste korral, on raske päästa;
4. Sekundaarne õnnetus. Kui sõiduk või muu õnnetus kahjustab komponente, ei saa nööri kõrgepinget õigel ajal välja lülitada, mis võib põhjustada tõsise sekundaarse õnnetuse.
Riiklikud seadused ja määrused
USA:
Vastavalt riikliku elektrikoodeksi NEC2020 dokumendi viimasele väljaandele:
Võtke kaugus PV maatriksist 305 mm piiriks, väljaspool piirmäära, 30 S jooksul pärast päästikseadme käivitamist langeb pinge alla 30 V; Piiri sees peab olema "PV ohujuhtimissüsteem" või vähendama pinget alla 80 V 30 sekundi jooksul pärast käivitusseadme käivitamist.
Kanada:
Vastavalt Kanada elektrikoodeksi 2021 väljaandele:
Kui PV-süsteemi alalisvoolu külgpinge on suurem kui 80 V, tuleks paigaldada kaare rikke katkestav seade või muu samaväärne seade.
Kui PV-süsteem paigaldatakse hoonesse või selle peale, tuleb paigaldada kiirseiskamisseade. 1 meetri kaugusel PV-moodulist, pärast kiirseiskamisseadme käivitamist, on vaja pinget 30S jooksul vähendada alla 30 V.
Saksamaa:
Vastavalt Saksa standardile VDE-AR-E 2100-712:
PV-süsteemis peab inverteri väljalülitamise või võrgu rikke korral alalispinge olema alla 120 V. Mainitakse väljalülitusseadme kasutamist, et viia alalisvoolu külgpinge alla 120 V.
Austraalia:
Vastavalt viimase AS/NZS 5033:2021 standardi jaotisele 4.3.3:
Kui alalispinge on suurem kui 120 Vd.c, tuleb mooduli ja inverteri vahele paigaldada eraldusseade.
Tai:
Vastavalt Thai Electrical Code-Solar Rooftop Power Supply Installations 2022 jaotisele 4.3.13:
Katusel asuv fotoelektrijaam peab olema varustatud kiire väljalülitusseadmega ja piirang on 300 mm PV maatriksist. Piirväärtuses olev pinge alandatakse 30 sekundi jooksul pärast seadme käivitamist alla 80 V ja piirvahemikust välja jääv pinge alla 30 V.
BENY füüsilisest isikust teadus- ja arendustegevuse tooted
Päikesekatuse ja hoone tuleohutuse tagamiseks juhivad BENY stringitaseme ja mooduli taseme kiirseiskamisseadmed paneelide pinget mikrosekundites teatud ohutu tasemeni. Ennetage õnnetusi ja parandage päikeseenergia süsteemi ohutust. BENY kiirseiskamislahendused on välja töötatud vastavalt CE, TUV, UL standardile ning vastavad riiklikele seadustele ja määrustele, nagu Tai elektrikoodeks, NEC2020. Sunspeci liidu liikmena arendab BENY PLC-side RSD-sid, et tagada laiem ühilduvus mitme stringinverteriga. Tutvuge toodetega kohe.
Epiloog
PV-elektrijaamade ehitus on täies hoos ja see on tihedalt seotud tuhandete majapidamistega. Kuidas tagada"ohutus"PV elektrijaamad äratavad kogu tööstusharu suurt tähelepanu. Selle probleemi tõhusaks lahendamiseks peab kogu tööstus tegema koostööd, et leida uuenduslikke lahendusi ning pidevalt täiustada asjakohaseid standardeid ja eeskirju ning seejärel rakendada asjakohaseid nõudeid järgnevas elektrijaama ehitamises.
Olulise energiataristuna on fotoelektrijaamade ohutu, stabiilne ja tõhus töö majandusarengu oluline tagatis.
