சூரிய மின் அமைப்புகளுக்கான மின்னழுத்த எழுச்சி பாதுகாப்பு சாதனங்களைத் தேர்ந்தெடுத்தல் - SPD-களை நிறுவுதல்

1. SPD நிறுவலைப் பாதிக்கும் காரணிகள்

கூரைமேல் உள்ள ஒளிமின்னழுத்த (PV) அமைப்புகளில் ஏற்படும் மிகை மின்னழுத்தங்கள், முதன்மையாக நேரடி மின்னல் தாக்குதல்கள் (கட்டிடத்தின் மீதோ அல்லது அருகிலோ அல்லது LPS பொருத்தப்பட்ட PV உபகரணத்தின் மீதோ), மின்னல் தொடர்பான மின்புல மாற்றங்களால் தூண்டப்படும் மின்னழுத்தம், அல்லது AC/DC மின் விநியோக வலையமைப்புகளில் நிகழும் நிலைமாற்றச் செயல்பாடுகள் ஆகியவற்றால் ஏற்படுகின்றன. மின்னழுத்த எழுச்சிப் பாதுகாப்பின் தேவையை மதிப்பிடுவதற்கும், பொருத்தமான பாதுகாப்பு உத்தியைத் தீர்மானிப்பதற்கும், உபகரணத்தின் மதிப்பிடப்பட்ட கணநேரத் தாங்கு மின்னழுத்தத்தை (Uw) ஒரு குறிப்பாகப் பயன்படுத்த வேண்டும். இடர் மதிப்பீட்டில் வேறுவிதமாகக் குறிப்பிடப்பட்டாலன்றி, மின்னழுத்த எழுச்சிப் பாதுகாப்பு சாதனங்கள் (SPDs) PV அமைப்பின் DC மற்றும் AC ஆகிய இரு பக்கங்களிலும் நிறுவப்பட வேண்டும்.

சூரிய ஒளி மின் அமைப்பில் பாதுகாப்பு தேவைப்படக்கூடிய சாதனங்கள் பின்வருமாறு:

குறைந்த மின்னழுத்த ஏசி அமைப்பு மற்றும் டிசி அமைப்பு ஆகிய இரண்டிற்குமான இடைமுகங்கள் உள்ளிட்ட இன்வெர்ட்டர்கள், பிவி வரிசைகள், பிவி அமைப்பின் உள்ளக மின்னிணைப்புகள், இன்வெர்ட்டருக்கும் பிவி வரிசைகளுக்கும் இடையில் நிறுவப்பட்ட இணைப்பான் பெட்டிகள் போன்ற கூறுகள்; பிவி அமைப்பைக் கண்காணிப்பதற்கும் கட்டுப்படுத்துவதற்கும் பயன்படுத்தப்படும் உபகரணங்கள்.

IEC 61643-12 மற்றும் GB/T 21714-இன் தொடர்புடைய பிரிவுகளின்படி, PV அமைப்புகளுக்கான SPD-களின் தேர்வு மற்றும் நிறுவுதல் பல காரணிகளைச் சார்ந்துள்ளது. இவற்றில், தரை மின்னல் அடர்த்தி (NG) [1/km²·year] அல்லது ஒரு வருடத்திற்கான சராசரி இடிமழை நாட்களின் எண்ணிக்கை (T), குறைந்த மின்னழுத்த மின் வழங்கல் அமைப்பின் பண்புகள் (எ.கா., மேல்நிலை மின்பாதைகள் அல்லது நிலத்தடி கேபிள்கள்), பாதுகாக்கப்படும் உபகரணத்தின் தன்மை, மற்றும் PV அமைப்பை நேரடி மின்னல் தாக்குதல்களிலிருந்து பாதுகாக்க வெளிப்புற மின்னல் பாதுகாப்பு அமைப்பு (LPS) நிறுவப்பட்டுள்ளதா இல்லையா என்பன அடங்கும்.

வெளிப்புற ஒளிமின்னழுத்த அமைப்பு (LPS) ஒன்று இருக்கும்பட்சத்தில், SPD தேவைகளானது அந்த LPS-இன் பாதுகாப்பு நிலை (வகுப்பு) மற்றும் LPS-க்கும் PV அமைப்புக்கும் இடையே தேவையான பிரிப்புத் தூரம் (S) பராமரிக்கப்படுகிறதா (தனிமைப்படுத்தப்பட்ட LPS அல்லது தனிமைப்படுத்தப்படாத LPS) என்பதைப் பொறுத்து அமைகின்றன.

2. சூரிய மின் அமைப்புகளுக்கான மின்னல் பாதுகாப்பில், வெவ்வேறு வெளிப்புற LPS கட்டமைப்புகளின் தாக்கம்

கூரை மேல் பொருத்தப்படும் சூரிய மின் அமைப்புகளுக்கான SPD நிறுவுதல், வெளிப்புற LPS-இன் இருப்பு மற்றும் வகையின் அடிப்படையில், பொதுவாக மூன்று வகைகளாகப் பிரிக்கப்படுகிறது:

(1) வெளிப்புற LPS இல்லாத PV அமைப்புகள்

வரைபடத்தில் காட்டப்பட்டுள்ளபடி (இங்கு சேர்க்கப்படவில்லை), கட்டிடத்தில் வெளிப்புற மின்னல் பாதுகாப்பு அமைப்பு பொருத்தப்படவில்லை என்றால், மின்னல் அபாய மதிப்பீட்டின் முடிவுகளின் அடிப்படையில் மின்னழுத்த எழுச்சிப் பாதுகாப்பு சாதனங்கள் (SPDs) நிறுவப்பட வேண்டும். முக்கியமான சூரிய மின்பகுளிக் கூறுகளைப் பாதுகாக்க, AC மற்றும் DC ஆகிய இரு பக்கங்களிலும் மின்னழுத்த எழுச்சிப் பாதுகாப்பு சாதனங்களை நிறுவப் பரிந்துரைக்கப்படுகிறது.

DC பக்கத்திற்கு, PV கம்பைனர் பெட்டிக்கு அருகிலோ அல்லது PV வரிசைக்கு அருகிலோ (கம்பைனர் பெட்டி பயன்படுத்தப்படாவிட்டால்) ஒரு வகை 2 DC SPD (DC1 எனக் குறிப்பிடப்படுவது) நிறுவப்பட வேண்டும். இந்த SPD, PV கேபிள்கள் வழியாகப் பரவும் வெளிப்புற மின்னழுத்த ஏற்றங்களிலிருந்து கட்டிடத்தைப் பாதுகாக்கிறது, மேலும் இது பொதுவாக PV கேபிள்கள் கட்டிடத்திற்குள் நுழைந்த உடனேயே நிறுவப்படுகிறது. இன்வெர்ட்டரின் DC உள்ளீட்டிற்கு அருகில் மற்றொரு வகை 2 DC SPD (DC2 எனக் குறிப்பிடப்படுவது) நிறுவப்பட வேண்டும். DC1 மற்றும் இன்வெர்ட்டருக்கு இடையிலான கேபிள் நீளம் 10 மீட்டருக்கும் குறைவாக இருந்தால், DC1-ஐத் தவிர்க்கலாம்.

AC பக்கத்திற்கு, பொதுவாக பிரதான விநியோகப் பலகத்தில் அமைந்துள்ள AC மெயின்ஸ் உள்ளீட்டில், ஒரு வகை 2 AC SPD (AC1 எனக் குறிப்பிடப்படுவது) பரிந்துரைக்கப்படுகிறது. இந்தச் சாதனம் பயன்பாட்டு மின் கட்டத்திலிருந்து வரும் மின்னழுத்த ஏற்றங்களிலிருந்து பாதுகாக்கிறது. வெளிப்புற மின்னல் பாதுகாப்பு இல்லாத ஒரு அமைப்பில் AC1 தேவையா என்பது மின்னல் அபாய மதிப்பீட்டின் முடிவுகளைப் பொறுத்தது. விலை உயர்ந்த இன்வெர்ட்டரைப் பாதுகாக்க, ஒரு வகை 2 AC SPD (AC2 எனக் குறிப்பிடப்படுவது) பொதுவாக இன்வெர்ட்டரின் AC வெளியீட்டிற்கு அருகில் நிறுவப்படுகிறது. AC1 மற்றும் AC2-க்கு இடையிலான கேபிள் நீளம் 10 மீட்டருக்கும் குறைவாக இருந்தால், AC2-ஐத் தவிர்க்கலாம். விரிவான வழிகாட்டுதலுக்கு உள்ளமைவு அட்டவணையைப் பார்க்கவும்.

(2) தேவையான பிரிப்பு தூரத்தை பூர்த்தி செய்யும் வெளிப்புற LPS உடன் கூடிய PV அமைப்புகள் (தனிமைப்படுத்தப்பட்ட LPS)

வரைபடத்தில் காட்டப்பட்டுள்ளபடி, ஒரு கட்டிடத்தில் வெளிப்புற மின்னல் பாதுகாப்பு அமைப்பு (காற்று முனையக் கம்பிகள் அல்லது நாடாக்கள் போன்றவை) இருந்து, கூரை மேல் உள்ள சூரிய மின் தகடு வரிசையானது இந்த அமைப்பால் முறையான பிரிப்புத் தூரத்துடன் பாதுகாக்கப்படும்போது, ​​அந்த சூரிய மின் அமைப்பு ஒரு தனிமைப்படுத்தப்பட்ட மின்னல் பாதுகாப்பு அமைப்பைக் (LPS) கொண்டதாகக் கருதப்படுகிறது. இந்த நிலையிலும்கூட, தனித்த மின்னல் தடுப்பான்களை (SPDs) நிறுவுவது அவசியமாகிறது.

தனிமைப்படுத்தப்பட்ட LPS கொண்ட அமைப்புகளுக்கு, SPD அமைப்பானது வெளிப்புற மின்னல் பாதுகாப்பு இல்லாத அமைப்புகளைப் போன்றே இருக்கும். ஒரு வகை 2 DC SPD-ஐ கம்பைனர் பாக்ஸிற்கு அருகில் அல்லது கம்பைனர் பாக்ஸ் பயன்படுத்தப்படாவிட்டால் PV வரிசைக்கு அருகில் நிறுவ வேண்டும். மற்றொரு வகை 2 DC SPD-ஐ இன்வெர்ட்டரின் DC பக்கத்திற்கு அருகிலும், ஒரு வகை 2 AC SPD-ஐ இன்வெர்ட்டரின் AC பக்கத்திற்கு அருகிலும் வைக்க வேண்டும். இருப்பினும், PV அமைப்பானது கட்டிடத்திற்கு உள்ளேயும் வெளியேயும் இணைக்கப்படுவதால், பயன்பாட்டு மின்சாரம் கட்டிடத்திற்குள் நுழையும் பிரதான AC விநியோகப் பலகையில் ஒரு வகை 1 AC SPD-ம் தேவைப்படுகிறது. விரிவான தளவமைப்பு வழிகாட்டுதலுக்கு உள்ளமைவு அட்டவணையைப் பார்க்கவும்.

(3) தேவையான பிரிப்பு தூரத்தை பூர்த்தி செய்யாத வெளிப்புற LPS உடன் கூடிய PV அமைப்புகள் (தனிமைப்படுத்தப்படாத LPS)

கூரை மேல் பொருத்தப்படும் சூரிய மின் தகடு அமைப்புகளில், பேனல்கள் வெளிப்புற மின்னல் பாதுகாப்பு அமைப்புக்கு (LPS) மிக அருகில் இருந்து, தேவையான பாதுகாப்பு தூரத்தை பூர்த்தி செய்ய முடியாத சமயங்களில், முறையான மின்னல் சம மின்னழுத்தப் பிணைப்பை உறுதி செய்வதற்காக, சூரிய மின் அமைப்பின் அனைத்து உலோகப் பாகங்களும் LPS உடன் இணைக்கப்பட வேண்டும். கூரை மேல் மின்னல் பாதுகாப்பிற்காகப் பயன்படுத்தப்படும் பொதுவான அணுகுமுறை இதுவே ஆகும். இந்த அமைப்பில், AC மற்றும் DC கேபிள்கள் இரண்டும் பிணைப்பு அமைப்பில் இணை கடத்திகளாகக் கருதப்படுகின்றன, அதாவது அவை மின்னல் மின்னோட்டத்தால் நேரடியாகப் பாதிக்கப்படலாம். இதனால்தான், அமைப்பின் முக்கிய இடங்களில் வகை 1 மின்னழுத்த எழுச்சி பாதுகாப்பு சாதனங்களைப் (SPDs) பயன்படுத்த IEC பரிந்துரைக்கிறது—பொதுவாக வகை 2 SPDs உடன் சேர்த்து—சூழலில்: சூரிய மின் கேபிள்கள் கட்டிடத்திற்குள் நுழையும் இடங்களிலும், இன்வெர்ட்டர் போன்ற முக்கியமான சாதனங்களின் AC மற்றும் DC பக்கங்களிலும்.

வரைபடத்தில் காட்டப்பட்டுள்ளபடி, DC1-ஐ கம்பைனர் பாக்ஸிற்கு முடிந்தவரை அருகில் நிறுவ வேண்டும், அல்லது கம்பைனர் பாக்ஸ் இல்லாத பட்சத்தில் PV வரிசைக்கு அருகில் நிறுவ வேண்டும். இன்வெர்ட்டருக்கு சிறந்த பாதுகாப்பை வழங்குவதற்காக, DC2 மற்றும் AC2-ஐ அதன் அருகில் வைக்க வேண்டும். பெரும்பாலான சந்தர்ப்பங்களில், AC1 (மெயின் பேனலில்) மற்றும் AC2 (இன்வெர்ட்டருக்கு அருகில்) ஆகிய இரண்டுமே தேவைப்படும். ஆனால், இன்வெர்ட்டர் மெயின் பேனலுக்குள் நிறுவப்பட்டு, அவை ஒரே கிரவுண்டைப் பகிர்ந்துகொண்டு, கேபிள்களின் நீளம் 0.5 மீட்டருக்குக் குறைவாகவோ அல்லது சமமாகவோ இருந்தால், AC2 தேவைப்படாமல் போகலாம். விரிவான நிறுவல் வழிகாட்டுதலுக்கு நீங்கள் அட்டவணையைப் பார்க்கலாம்.

1: பின்வரும் நிபந்தனைகளின் கீழ் DC1 தவிர்க்கப்படலாம்: DC1 மற்றும் இன்வெர்ட்டருக்கு இடையிலான கேபிள் நீளம் 10 மீட்டருக்கும் குறைவாக இருந்து, AC2-இன் மின்னழுத்தப் பாதுகாப்பு நிலை (Up), PV வரிசையின் மதிப்பிடப்பட்ட இம்பல்ஸ் தாங்கும் மின்னழுத்தத்தின் (Uw) 0.8 மடங்குக்குக் குறைவாகவோ அல்லது சமமாகவோ இருந்தால்; அல்லது AC2-இன் Up, Uw-இன் 0.5 மடங்குக்குக் குறைவாகவோ அல்லது சமமாகவோ இருந்து, PE (பாதுகாப்பு எர்த்) கடத்தி DC கேபிள்களுக்கு அருகில் அமைக்கப்பட்டிருந்தால்.

2: பின்வரும் நிபந்தனைகளின் கீழ் AC2 தவிர்க்கப்படலாம்: AC1 மற்றும் AC2-க்கு இடையிலான கேபிளின் நீளம் 10 மீட்டருக்கும் குறைவாக இருந்தால்; அல்லது இன்வெர்ட்டர் மற்றும் பிரதான விநியோகப் பலகை ஒரே புவி இணைப்பு மின்முனையைப் பகிர்ந்துகொண்டு, SPD இணைப்பு கேபிள்கள் ஒவ்வொன்றும் 0.5 மீட்டருக்கும் அதிகமாக இல்லாத பட்சத்தில் — உதாரணமாக, இன்வெர்ட்டர் பிரதான பேனலுக்குள் நிறுவப்பட்டிருந்தால்.

3: SPD புவி இணைப்பு கடத்திகளுக்கான குறைந்தபட்ச குறுக்குவெட்டுப் பரப்பளவு: வகை 2 SPD-களுக்கு, செப்பு புவி இணைப்பு கடத்தியானது 6 மிமீ²-க்குக் குறையாமலும்; வகை 1 SPD-களுக்கு, அது 16 மிமீ²-க்குக் குறையாமலும் இருக்க வேண்டும்.

கூரை மேல் அமைக்கப்படும் சூரிய மின் அமைப்புகளில் DC பக்க மின்னழுத்தப் பாதுகாப்பான்களின் (SPDs) தேர்வு, முக்கியமாக கட்டிடம் மின்னலிலிருந்து எவ்வாறு பாதுகாக்கப்படுகிறது மற்றும் அமைப்பு எவ்வாறு மின்னிணைப்பு செய்யப்பட்டுள்ளது என்பதைப் பொறுத்தது. உள்ளமைவு அட்டவணை மற்றும் IEC தரநிலைகளின்படி, இன்வெர்ட்டரின் DC பக்கத்தில் எப்போதும் ஒரு மின்னழுத்தப் பாதுகாப்பான் இருக்க வேண்டும். ஆனால், பேனல்களுக்கும் இன்வெர்ட்டருக்கும் இடையிலான கேபிள் 10 மீட்டருக்கும் அதிகமாக இருந்தால் மட்டுமே, இணைப்பான் பெட்டிக்கு அருகில்—அல்லது இணைப்பான் பெட்டி இல்லாத பட்சத்தில் சூரிய மின் பேனல்களுக்கு அருகில்—கூடுதல் மின்னழுத்தப் பாதுகாப்பான்கள் தேவைப்படுகின்றன.

இருப்பினும், எல்லா இடங்களிலும் இது இப்படிச் செய்யப்படுவதில்லை. உதாரணமாக, ஜெர்மனி போன்ற சில நாடுகளில், விதிகள் அடிப்படையில் இதற்கு நேர்மாறாக உள்ளன. அங்கு, DC மின்னழுத்தப் பாதுகாப்பு எப்போதும் PV பேனல்களுக்கு அருகிலேயே நிறுவப்படுகிறது, மேலும் கேபிள் நீளம் 10 மீட்டருக்கு மேல் இருந்தால் மட்டுமே இன்வெர்ட்டருக்கு அருகில் ஒன்றைச் சேர்க்க வேண்டும்.