Instalacje fotowoltaiczne (PV) bywają położone w trudno dostępnych miejscach i bardzo często są narażone na zwiększone ryzyko oddziaływania wyładowań piorunowych. Aby zapewnić ich niezawodną i bezprzerwową pracę, należy stosować odpowiednie środki ochrony przed przepięciami, które pozwolą zminimalizować przerwy w pracy generatora oraz przedłużyć okres eksploatacji przekształtnika.

Liczba zainstalowanych paneli fotowoltaicznych (PV) stale wzrasta i dotyczy to zarówno instalacji na dachach domów mieszkalnych czy budynków przemysłowych, jak i autonomicznych systemów czy farm słonecznych zlokalizowanych na otwartym terenie. Wystawione na bezpośrednie działanie słońca, instalacje fotowoltaiczne są narażone na stałe oddziaływanie różnych czynników zewnętrznych. Jak podają towarzystwa ubezpieczeniowe, jedną z najczęstszych przyczyn uszkodzeń instalacji PV są przepięcia. Aby zapewnić ochronę od tego typu szkody, wymagane jest zastosowanie niezawodnej ochrony przepięciowej. W trakcie montażu może jednak wystąpić problem z doborem odpowiedniej, szczelnej obudowy izolacyjnej, gdy zabudowa ograniczników wewnątrz przekształtnika nie jest możliwa. Aby zrealizować te zadania, w ofercie firmy Dehn pojawił się nowy ogranicznik DEHNcube, dopasowany do małych falowników, gdzie SPD nie może być wbudowany wewnątrz.

Rys. 1. Autonomiczny układ zasilania instalacji fotowoltaicznej zamontowany nad brzegiem rzeki

Rys. 2. Ogranicznik DEHNcube w obudowie IP65. Obudowa wyposażona jest w układ wyrównania ciśnienia (po prawej) zapobiegający kondensacji wody wewnątrz

Ogranicznik DEHNcube

Ogranicznik DEHNcube YPV SCI posiada kompaktową budowę. Jest lekki i prosty w montażu, dzięki czemu może znaleźć zastosowanie w różnorodnych instalacjach PV. Ponadto dzięki obudowie o stopniu szczelności IP65 (rys. 2) może być instalowany na zewnątrz obiektów. Aparat może być stosowany do ochrony instalacji PV o maksymalnym napięciu U_CPV ≤ 1000 V. Jest dostępny w dwóch wersjach – 1 MPPT i 2 MPPT. Sprawdzona technologia SCI (zintegrowany bezpiecznik w torze zwarciowym DC) pozwala na wykorzystanie ogranicznika DEHNcube w systemach PV o prądzie I_SCPV = 1000 A bez konieczności dodatkowego dobezpieczania SPD.

Rys. 3. Przewody przyłączeniowe do ogranicznika DEHNcube
w wersji X,  w wersji Y

Montaż
W celu prostego i szybkiego podłączenia SPD do przekształtnika firma Dehn proponuje specjalnie przygotowane przewody przyłączeniowe AL DCU (akcesoria do ogranicznika DEHNcube zamawiane oddzielnie). Przyłączenie przewodów do aparatu nie wymaga narzędzi – końcówkę przewodu wprowadza się do sprężystego zacisku. Końce przewodów są już odizolowane, a długości przewodów są optymalizowane dla przypadków typowych aplikacji. W zależności od wersji ogranicznika stosuje się specjalne połączenie o długości 600 mm lub 1000 mm w wersji X lub Y (rys. 3).
Rysunek 4 pokazuje podłączenie ogranicznika (wersja 1M) do instalacji PV z pojedynczym łańcuchem (stringiem) przy wykorzystaniu dwóch przewodów AL DCU Y PV. W przypadku ochrony instalacji z dwoma łańcuchami, do połączenia wykorzystuje się dwa przewody AL DCU X PV (rys. 5).

Rys. 4. Podłączenie ogranicznika DEHNcube do instalacji PV z pojedynczym łańcuchem (stringiem)

Rys. 5. Podłączenie ogranicznika DEHNcube do instalacji PV z dwoma łańcuchami (stringami)

Technologia SCI

SCI to skrót od Short Circuit Interruption i oznacza technologię stosowania zintegrowanego bezpiecznika DC we wszystkich ogranicznikach przepięć firmy Dehn do obwodów DC wykorzystujących trójstopniowy układ przełączający. Ograniczniki wyposażone są w specjalny układ odłączający, który zapewni bezpieczne elektryczne oddzielenie od instalacji w przypadku jego przeciążenia. W obwodzie DC, z uwagi na charakterystykę prądowo-napięciową źródła PV, w przypadku wystąpienia uszkodzenia „klasyczny” ogranicznik przepięć może nie zostać odłączony od instalacji z uwagi na zapalenie się wewnątrz łuku elektrycznego. Aby temu zapobiec, powstał trójstopniowy układ przełączający z gałęzią „bypass” zawierającą bezpiecznik. W przypadku przeciążenia, układ odłączający powoduje przepływ prądu przez gałąź „bypass”, gdzie następuje zgaszenie łuku elektrycznego. Zintegrowany bezpiecznik przerywa przepływ prądu i ogranicznik przepięć zostaje odłączony od instalacji (rys. 6). Ograniczniki przepięć z technologią SCI posiadają międzynarodowe certyfikaty, a odporność na działanie ekstremalnych warunków zewnętrznych pozwala na stosowanie ich we wszystkich strefach klimatycznych.

Rys. 6. Schemat działania układu SCI

Więcej informacji na temat ograniczników przepięć firmy Dehn przeznaczonych do zastosowania w instalacjach PV można znaleźć w materiałach dostępnych na stronie www.dehn.pl/fotowoltaika.

Krzysztof Wincencik
Autor jest pracownikiem
firmy Dehn