System zasilania energią słoneczną do bezpieczników fotowoltaicznych
1.Według rozmiaru systemu
- Domowa instalacja fotowoltaiczna (fotowoltaika dachowa)
Jest to podstawowy scenariusz zastosowania bezpieczników fotowoltaicznych. W domowych systemach fotowoltaicznych między modułem fotowoltaicznym a falownikiem zwykle instaluje się bezpiecznik, który ma dwa główne zadania: chronić obwód wewnętrzny domu przed wstrząsem zwrotnym spowodowanym przez układ fotowoltaiczny oraz szybko odcinać nieprawidłowy prąd, aby zapobiec przegrzaniu, a nawet pożarowi w przypadku zwarcia w zespole. Takie systemy zazwyczaj wykorzystują specyfikacje nisko-prądowe (takie jak 1 A do 30 A) i są kompatybilne z falownikami łańcuchowymi.
- Przemysłowa i komercyjna rozproszona elektrownia
W systemach dystrybucji na dachach lub naziemnych w fabrykach, centrach handlowych, szkołach, szpitalach itp. bezpieczniki są zwykle instalowane pomiędzy panelami a skrzynką przyłączeniową, aby chronić skrzynkę przyłączeniową i całą linię prądu stałego. Ze względu na złożoność systemów elektrycznych w środowisku przemysłowym, kruchość i szybkość reakcji bezpieczników są bardziej wymagające i należy wybrać odpowiednie specyfikacje.
Duża naziemna elektrownia fotowoltaiczna (system scentralizowany)
Duże elektrownie mają więcej komponentów i bardziej systematyczną konfigurację bezpieczników. Oprócz zastosowania bezpieczników na końcu każdego łańcucha, wymagane jest wiele warstw zabezpieczeń pomiędzy skrzynką przyłączeniową a falownikiem oraz na szynie wejściowej DC falownika. System można wybrać ze względu na specyfikację wysokiego prądu (np.. 200A do 500A), dostosowuje się do scentralizowanych falowników i wymaga wydajności kruszenia większej niż 50 kA.
2. Według struktury systemu
Szeregowe systemy fotowoltaiczne
Jest to dominująca architektura rozproszonej fotowoltaiki. Każdy dodatni lub ujemny zacisk wyjściowy ciągu musi być podłączony do bezpiecznika (lub użyć zintegrowanego zacisku bezpiecznika) w celu zapewnienia ochrony na poziomie pojedynczego-łańcucha. Kiedy jeden ciąg ulegnie awarii, bezpiecznik szybko się topi, izolując nieprawidłowo działające gałęzie bez zakłócania działania innych normalnych ciągów. Falowniki stringowe zazwyczaj mają zdolność wykrywania prądów stringowych i mogą być wykorzystywane do szybkiego lokalizowania i wymiany uszkodzeń bezpieczników.
Scentralizowany system fotowoltaiczny
Wiele ciągów jest najpierw agregowanych, a następnie podłączanych do scentralizowanego falownika. W tej architekturze bezpiecznik musi obejmować dwa poziomy: odgałęzienie szeregowe chroniące skrzynkę kombinowaną oraz magistralę chroniącą wejście prądu stałego falownika. Niektóre systemy będą również wykorzystywać inteligentne zapalniki, które mogą skutecznie eliminować ryzyko awarii, takie jak przepływ wsteczny w odgałęzieniu i małe wielokrotne przeciążenia.
Zintegrowany system magazynowania energii fotowoltaicznej
W systemie fotowoltaicznym + magazynowania energii bezpiecznik fotowoltaiczny musi chronić nie tylko stronę prądu stałego systemu fotowoltaicznego, ale także schemat ochrony systemu magazynowania energii. Obwód ładowania-rozładowania pakietu akumulatorów magazynujących energię również wymaga zabezpieczenia przed przepełnieniem i zabezpieczeniem-zwarciowym. Bezpieczniki fotowoltaiczne i bezpieczniki magazynujące energię tworzą razem kompletny łańcuch ochronny po stronie prądu stałego w łączu kombinowanym prądu stałego.
3. Według typu technologii baterii
- System akumulatorów z krzemu krystalicznego (w tym krzem monokrystaliczny i krzem polikrystaliczny)
Bezpieczniki fotowoltaiczne mają szerokie możliwości dostosowania do systemów ogniw z krzemu krystalicznego i zapewniają skuteczną ochronę przed przeciążeniem i zwarciem-dla konwencjonalnych modułów z krzemu krystalicznego i modułów krzemowych. Szczególnie, gdy wiele szeregów jest podłączonych równolegle do tego samego kanału MPPT, bezpiecznik może zapobiec sytuacji, w której zwarcie jednego szeregu spowoduje powrót prądu szeregowego do drugiego.
- System baterii cienkowarstwowych
Baterie cienkowarstwowe mają inne właściwości elektryczne niż baterie z krzemu krystalicznego i charakteryzują się stosunkowo małymi-prądami zwarciowymi. W przypadku awarii zwykłe bezpieczniki mogą nie działać niezawodnie. Mając na uwadze tę charakterystykę, zoptymalizowano specjalny bezpiecznik PV DC, który skutecznie odcina prąd zwarciowy niskiego napięcia i zapewnia odpowiednią ochronę.
4. Stosowane systemy w szczególnych okolicznościach
- Wysoko-wysokogórska elektrownia fotowoltaiczna
Na obszarach położonych na dużych wysokościach, z rozrzedzonym powietrzem i słabymi warunkami odprowadzania ciepła, prąd znamionowy zapalników należy zmniejszyć zgodnie z krzywą nośności środowiskowej. Zapalniki fotowoltaiczne charakteryzują się szerokim zakresem możliwości dostosowania temperatury (zwykle do -25 stopni C do+70 stopnia C lub nawet+85 stopnia C), co pozwala im wytrzymać tak ekstremalne warunki.
- Wysokotemperaturowa elektrownia środowiskowa- (np. pustynna baza fotowoltaiczna)
Gdy temperatura otoczenia przekroczy 40 stopni C, obciążalność prądowa zapalnika zmniejszy się i należy wybrać model o wyższym prądzie znamionowym lub o zwiększonej konstrukcji odprowadzającej ciepło. Konstrukcja bezpieczników fotowoltaicznych odporna na warunki atmosferyczne jest odporna na światło ultrafioletowe, wysoką temperaturę, wysoką wilgotność itp.
- Fotowoltaika wodna (fotowoltaika uzupełniająca dla rybołówstwa, fotowoltaika pływająca)
W przypadku wysokiej wilgotności i korozji mgły solnej wymagany jest poziom ochrony i odporność na korozję obudowy bezpiecznika. Bezpieczniki fotowoltaiczne zwykle wykorzystują materiały-ognioodporne (takie jak PA66) jako osłonę o stopniu ochrony nie niższym niż IP2X, a niektóre produkty mogą osiągnąć wyższy poziom ochrony.
5. Klasyfikacja według poziomu napięcia
- System 1000 V prądu stałego
Jest to najbardziej popularny poziom napięcia w systemach fotowoltaicznych i jest stosowany w większości rozproszonych systemów domowych i komercyjnych. Odpowiedni bezpiecznik fotowoltaiczny ma moc znamionową 1000 V prądu stałego i zakres prądu znamionowego od 1 A do 30 A (poziom łańcucha) lub wyższy (poziom magistrali).
- System 1500 V prądu stałego
Wraz z popularyzacją-komponentów dużej mocy, udział systemów 1500 V w dużych elektrowniach naziemnych szybko rośnie. Odpowiedni bezpiecznik fotowoltaiczny wymaga napięcia znamionowego 1500 V prądu stałego, a w przypadku niektórych produktów zdolność wyłączania wynosi 20 kA–25 kA.
