Leistungsschalter und Überspannungsschutz: Die Sicherheitsschützer von Photovoltaiksystemen

Einleitung

In photovoltaischen Stromerzeugungssystemen gibt es neben den "Sternengeräten" wie Solarpanels und Wechselrichtern zwei "unbeachtete Helden", die still und leise die Sicherheit des Systems schützen – Leistungsschalter und Überspannungsschutzsysteme (SPDS). Sie sind wie die "Sicherungen" und "Blitzableiter" des Stromsystems, die das gesamte Photovoltaiksystem ständig vor elektrischen Störungen und Blitzeinschlägen schützen. Dieser Artikel führt Sie durch die bedeutenden Rollen dieser beiden wichtigsten Schutzvorrichtungen in Photovoltaiksystemen.

1. Leistungsschalter: Der "Sicherheitsschalter" von Photovoltaiksystemen

Die Funktion eines Leistungsschalters

Leistungsschalter sind die wichtigsten Überstromschutzvorrichtungen in Photovoltaiksystemen und erfüllen hauptsächlich drei Hauptaufgaben:

Überlastschutz: Schaltung wird automatisch abgeschaltet, wenn der Strom den Auslegungswert überschreitet

Kurzschlussschutz: Im Falle eines Kurzschlussfehlers schnell trennen

Manuelles Abschalten: Bietet einen sicheren Abschaltpunkt für die Systemwartung

2. Sonderanforderungen für photovoltaische dedizierte Leistungsschalter

Im Gegensatz zu gewöhnlichen Wechselstromschaltern erfordern photovoltaische Gleichstromschutzschalter eine spezielle Konstruktion:

Gleichstrom-Lichtbogen-Löschfähigkeit: Gleichstrom-Lichtbögen sind schwieriger zu löschen und erfordern ein stärkeres Design der Lichtbogen-Löschkammer

Hoher Spannungsniveau: Die Arbeitsspannung des Photovoltaiksystems kann über 1000 V erreichen

Wetterbeständigkeit: Staub- und wasserdicht (mindestens IP65-Qualität) ist für die Außeninstallation erforderlich.

3. Typische Anwendungsorte

Batteriepanel-Serienausgangsanschluss

Gleichstrom-Eingangsanschluss des Wechselrichters

Kommunikation und Netzwerk

II. Überspannungsschutz: Die Verteidigungslinie gegen "elektrische Überspannungen"

Die Bedrohung durch Spitzenüberspannungen durch Photovoltaiksysteme

Photovoltaiksysteme sind aufgrund ihrer großen Verbreitungsfläche und exponierten Lage besonders anfällig für:

Direkter Blitzschlag (geringe Wahrscheinlichkeit, aber sehr zerstörerisch)

Induzierter Blitz (die häufigste Bedrohung)

Schaltbetriebsüberspannung (intern vom System erzeugt)

2. Das Arbeitsprinzip von Überspannungsschutzsystemen

SPD ist wie ein "elektrischer Überlauf", innerhalb von Nanosekunden:

Abnormale Spannung erkennen

Einen Niederimpedanzpfad etablieren

Leite gefährliche Energie in die Erde

3. Die Besonderheit von SPD in Photovoltaiksystemen

Gleichstrom-SPD: Es muss speziell für Gleichstromsysteme entwickelt werden

Bipolarschutz: Schützt sowohl die positive als auch die negative Schaltung gleichzeitig

Dauerspannung: Sie muss an die Hochspannung des Photovoltaiksystems angepasst werden

III. Synergistischer Schutz: 1 1>2 Sicherheitseffekt

In tatsächlichen Systemen müssen Leistungsschalter und SPDS zusammen verwendet werden:

Hierarchisches Schutzsystem

Schutz erster Ebene (eingehender Leitungsende): Entladungsverstärkungsstrom

Sekundärschutz (Verteilungsende): Begrenzte den Restdruck weiter

In Abstimmung mit Leistungsschaltern: Bereitstellen Sie Backup-Schutz, wenn der SPD ausfällt.

Typisches Verdrahtungsschema

SPD ist parallel zur Leitung angeschlossen und durch einen Serienschalter geschützt

iv. Schlüsselpunkte für Auswahl und Erhaltung

Auswahl des Leistungsschalters

Die Nennspannung ist größer oder gleich der maximalen Systemspannung

Die Unterbrechungskapazität ist größer oder gleich dem erwarteten Kurzschlussstrom

SPD-Auswahl

Die maximale kontinuierliche Betriebsspannung Uc beträgt ≥1,2 mal die Systemspannung

Einschaltstrom Iimp≥12,5 kA (erstklassiger Schutz)

Wartungsvorschläge

Überprüfen Sie jedes Jahr vor der Gewittersaison

Achte auf das Fenster der SPD-Statusanzeige

Zeichnen Sie die Anzahl der Funktionsangriffe des Leistungsschalters auf

Fazit

In Photovoltaiksystemen sind Leistungsschalter und Überspannungsschutz wie zwei gut koordinierte "Sicherheitspartner": Leistungsschalter sind für die Behandlung von Überstromfehlern im System verantwortlich, während SPDS gegen externe Überspannungsangriffe schützen. Ihre Zusammenarbeit gewährleistet den sicheren Betrieb des Photovoltaikkraftwerks über mehr als 25 Jahre hinweg. Für Kraftwerksbesitzer ist die Wahl hochwertiger Schutzvorrichtungen und deren regelmäßige Wartung ein wichtiger Bestandteil, um eine Rendite zu gewährleisten.