A PV-Sicherung schützt photovoltaic-Schaltungen vor schädlichem Überstrom. In einer Anordnung mit parallelen Strings kann sie den Rückstrom unterbrechen, der von gesunden Strings in einen fehlerhaften fließt. Die Auswahl hängt von der maximalen DC-Spannung der Anlage, dem normalen Strom und den Fehlerbedingungen ab, zusammen mit den Grenzen der Module und Verkabelung.
Die Wahl der Ampere-Bewertung erfordert mehr als nur das Ablesen des Panels. Die Sicherung muss den normalen Erzeugungsstrom durch tägliche Temperaturschwankungen tragen und Fehler beseitigen, bevor die geschützte Ausrüstung beschädigt wird.
I. Was ist eine PV-Sicherung?
Eine photovoltaische Sicherung, auch Solar- oder String-Sicherung genannt, enthält ein schmelzbares Element, das sich öffnet, wenn der Strom die zeitstromabhängige Kennlinie überschreitet. Das Gehäuse muss dann den DC-Arc löschen und die Spannung über dem geöffneten Stromkreis aushalten. Im Gegensatz zu Wechselstrom hat Gleichstrom keinen periodischen natürlichen Stromnullpunkt, um einen Arc zu unterbrechen.
Einige PV-Fehler verursachen nur einen moderaten Überstrom. Überprüfen Sie die Zeit-Strom-Kurve bei diesen niedrigeren Strömen sowie die maximale Unterbrechungsfähigkeit. Tägliche Erzeugungszyklen und die Temperatur im Gehäuse beeinflussen ebenfalls die Auswahl.
II. Was bedeutet gPV?
gPV kennzeichnet eine vollständige Sicherungscharakteristik für photovoltaic-Anwendungen, die den angegebenen Überlast- und Kurzschlussbetriebsbereich abdeckt. Die Ausschaltzeit hängt vom Fehlerstrom und der Kurve des Herstellers ab. Die Markierung verspricht keinen sofortigen Schutz gegen jeden Fehler.
IEC 60269-6 legt zusätzliche Anforderungen für Sicherungsleitungen fest, die PV-Strings und -Arrays in Stromkreisen bis 1.500 V DC innerhalb des veröffentlichten Standards schützen. Für Projekte, die nordamerikanische Zulassungen erfordern, überprüfen Sie die genaue Produktliste und die geltenden Anforderungen an PV-Sicherungen, anstatt eine IEC-Markierung als automatische Ersatz zu betrachten.
Ein keramisches Gehäuse oder eine Schraubbefestigung zeigt, wie eine Sicherung konstruiert oder montiert ist. Überprüfen Sie die Anwendungsbewertung und Dokumentation, um festzustellen, ob sie für PV-Dienst geeignet ist.
III. Warum parallele PV-Strings Schutz benötigen
Ein fehlerhafter String kann Strom von gesunden Strings erhalten, die am selben DC-Sammelpunkt angeschlossen sind. Dieser Rückstrombeitrag kann die Belastbarkeit der betroffenen Module oder Verkabelung übersteigen, auch wenn jeder gesunde String nur seinen normalen verfügbaren Strom erzeugt.
Beginnen Sie damit, die Strings zu identifizieren, die eine Verbindung teilen, und den Strom, den jeder in einen Fehler einspeisen kann. Überprüfen Sie auch andere mögliche Quellen. In einem Solar-Speichersystem bestimmt die Umwandlungs- und Isolationsanordnung des Wechselrichters, ob die Batterie beitragen kann; eine Batterieverbindung allein stellt keinen direkten Fehlerpfad her.
Verwenden Sie diese Fehlerbewertung, die Grenzen der Module und Kabel, die Anweisungen der Ausrüstung und die örtlichen Installationsanforderungen, um zu entscheiden, wo Sicherungen benötigt werden. Weder die Anzahl der Paneele noch eine allgemeine Regel zu parallelen Strings ersetzt diese Überprüfung.
IV. Wo werden PV-Sicherungen verwendet?
String-Äste und kombinierte Ausgänge führen unterschiedliche Ströme. Sie benötigen oft unterschiedliche Sicherungsbewertungen und können verschiedene Montagerahmen verwenden.
| Standort | Schutzaufgabe zur Beurteilung | Auswahlbedenken |
|---|---|---|
| Einzelne Leitung oder genehmigte Inline-Montage | Rückstrombelastung von Modulen und String-Leitern | Modulbegrenzung, String-Strom und Umweltdichtung |
| Eingänge des Kombinationskastens | Einzelne String-Zweige, die eine gemeinsame Verbindung verbinden | Kompatibilität des Halters und Gehäusetemperatur |
| Unterarray- oder Recombiner-Ausgang | Kombinierte Schaltungen und zugehörige Kabel | Höherer Betriebsstrom und Koordination mit vorgelagerten Zweigen |
| Gleichstromkreise im Zusammenhang mit dem Wechselrichter | Der spezifische Eingang oder interner Schaltkreis | Geräteanweisungen; Halbleiterschutz kann eine andere Sicherungsklasse erfordern |
Für ein Projekt, das das Array und die Umwandlungsausrüstung abdeckt, prüfen Sie Chaurons Solarkreis-Schutzlösungen. Geben Sie an, welcher Stromkreis durch jede Sicherung geschützt wird, damit das vorgeschlagene Gerät überprüft werden kann.
V. Wie man eine PV-Sicherung auswählt
Beginnen Sie mit der maximalen Gleichspannung
Verwenden Sie die maximal berechnete Leerlaufspannung des Strings, einschließlich der erforderlichen Kaltwetterkorrektur. Die normale Betriebsspannung am maximalen Leistungspunkt des Wechselrichters ist nicht die geeignete Obergrenze. Bestätigen Sie die DC-Spannungsbewertung sowohl der Sicherung als auch ihres Halters.
Betrachten wir eine hypothetische Stränge aus 20 Modulen, von denen jedes eine Leerlauf-Referenzspannung von 49 V aufweist. Das ergibt 980 V. Mit einer angenommenen, vom Projekt genehmigten Kältekorrektur von 1,12 steigt der Wert auf 1.097,6 V, womit die Bemessungsgrenze einer 1.000-V-Sicherung überschritten wird. Verwenden Sie für Ihr Projekt die tatsächlichen Moduldaten und die erforderliche Korrekturmethode.
Ermitteln Sie einen zulässigen Bemessungsstrom
Beginnen Sie mit dem Kurzschlussstrom des Moduls, der Strangschaltung und der für das Projekt erforderlichen Stromberechnung. Berücksichtigen Sie gegebenenfalls relevante Bestrahlungsstärke- und Bifazialitätsbedingungen. Wenden Sie dann die thermischen und Installationsrichtlinien des Sicherungsherstellers an.
Der ausgewählte Bemessungsstrom muss innerhalb der Schutzgrenzen der Module, Kabel und Geräte bleiben. Betrachten Sie den maximalen Wert der Vorsicherung für die Modulreihe als Obergrenze. Dies ist keine empfohlene Größe für jede Installation. Wenn das Leiten des erforderlichen Stroms diesen Grenzwert überschreiten würde, muss das Design überprüft werden.
Überprüfen Sie den gesamten Fehlerbereich
Vergleichen Sie den höchsten voraussichtlichen Fehlerstrom mit dem Ausschaltvermögen der Sicherung bei der relevanten Gleichspannung und den Testbedingungen. Überprüfen Sie dann die Abschaltzeit bei den geringeren Fehlern, die der Stromkreis erzeugen kann. Das Bestehen der Maximalstromprüfung stellt keinen ausreichenden Schutz bei diesen geringeren Strömen sicher.
Passen Sie Halter und Installation aufeinander an
Zylindrische, in die Leitung integrierte (In-Line) sowie größere Flach- oder Schraubformate eignen sich für unterschiedliche Installationen. Die mechanische Passform allein reicht nicht aus: Überprüfen Sie Gleichspannung, Strombelastbarkeit, Verlustleistungstoleranz, Anschlussanforderungen und die zugelassene Sicherungskombination. Baugruppen für den Außenbereich benötigen zudem einen geeigneten Umweltschutz.
Dokumentieren Sie die verwendete Auslegungsmethode und die Korrekturfaktoren. Wenden Sie diese zusammen mit den Gerätedaten und den Installationsanforderungen für das Projekt an; ein von einem anderen Entwurf übernommener Strommultiplikator ist möglicherweise nicht anwendbar.
VI. PV-Sicherung vs. Allgemeine Gleichstromsicherung
Ein allgeme Sicherungsautomat für Gleichstrom kann ausreichende Spannungsfähigkeit haben, aber eine andere Betriebscharakteristik aufweisen. PV-String-Schutz erfordert ebenfalls eine geeignete Reaktion bei niedrigen Überstromwerten, Zyklusleistung und Anwendungsqualifikation.
| Gerätebeschreibung | Was es festlegt | Was noch überprüft werden muss |
|---|---|---|
| PV-Sicherung mit dokumentierter gPV-Charakteristik | Anwendungsspezifische photovoltaische Schutzcharakteristik | Spannung, Strom, Auslösungsleistung, Installation und Projektgenehmigung |
| Allgemeine Gleichstromsicherung | Dokumentierte Gleichstrom-Dienstleistung innerhalb ihrer Nennwerte | Eignung für PV-String-Fehler und die erforderliche PV-Qualifikation |
| Nur-AC-Sicherung | Ihre angegebene Wechselstrom-Dienstleistung | Es darf nicht angenommen werden, dass sie für einen Gleichstromkreis geeignet ist |
Bei der Überprüfung von Chaurons Hochspannungs-Gleichstromsicherungen für andere Schaltungen in der Anlage, fordern Sie die Anwendungsdaten des genauen Modells an. Die gPV-Qualifikation darf nicht anhand einer katalogbasierten Spannungsangabe abgeleitet werden.
Solarspeicherprojekte können auch eine gesteuerte Batterieschaltung erfordern. Chaurons Pyrofuse-Produkte befassen sich mit dieser separaten Funktion. Ihre Auslöse-Schnittstelle und Unterbrechungsleistung benötigen eine eigene Überprüfung; sie sollten nicht als Ersatz für PV-String-Sicherungen verwendet werden.
VII. Häufige Fehler bei PV-Sicherungen
Wenn eine Sicherung wiederholt auslöst, untersuchen Sie die Fehlerhistorie, den Betriebsstrom und die Gehäusetemperatur, bevor Sie ihre Nennleistung ändern. Überprüfen Sie auch die Anschlüsse: Eine lose oder verschlechterte Verbindung kann lokale Hitze erzeugen, ohne dass ein Überstrom ausreicht, um die Sicherung auszulösen.
Einige Erdschluss- und Serienfunkenbedingungen erfordern eine separate Erkennung und Schutz. Eine offene Sicherung lässt auch beleuchtete PV-Module stromführend, die Spannung erzeugen können.
Nur qualifiziertes Personal sollte die Ausrüstung warten, wobei das Isolationsverfahren befolgt wird. Ein Sicherungshalter darf unter Last nicht geöffnet werden, es sei denn, er ist speziell dafür ausgelegt und entsprechend bewertet.
VIII. Häufig gestellte Fragen
Benötigt jedes Solarmodul eine Sicherung?
Es gilt keine universelle Regel pro Modul. Bewerten Sie die Schaltungsanordnung, den verfügbaren Rückwärtstrom, die Grenzen der Module und Kabel sowie die Anweisungen der Ausrüstung. Der Schutz wird oft auf String- oder Kombinationsschaltkreis-Ebene betrachtet. Die Anzahl der Module allein bestimmt nicht, ob eine bestimmte Sicherungsanordnung erforderlich ist.
Kann ich eine PV-Sicherung mit 1.500 V auf einem 1.000 V-System verwenden?
Eine höhere Spannungsbewertung kann die Spannungsprüfung erfüllen, aber sie stellt keine allgemeine Eignung dar. Strombewertung, Betriebskurve, Kompatibilität des Halters und Produktzulassungen müssen ebenfalls übereinstimmen. Gehen Sie niemals davon aus, dass eine physisch andere Sicherung in den bestehenden Halter passt.
Ist eine PV-Sicherung dasselbe wie eine Batteriesicherung?
Nein. Photovoltaik-Strings und Batterien haben unterschiedliche Quellen- und Fehlercharakteristika. Batteriesicherungen müssen den Betriebs- und Fehlerbetrieb der Batterieschaltung entsprechen. Ein Produkt kann für beide Anwendungen zugelassen sein, aber diese Zulassung muss dokumentiert sein; das Übereinstimmen von Spannungs- und Strommarkierungen ist unzureichend.
Soll eine PV-Sicherung am positiven oder negativen Leiter angebracht werden?
Die Erdungsanordnung, Fehlerpfade und die geltenden Installationsanforderungen bestimmen die Schutzanordnung. Einige Designs erfordern Schutz an beiden Polen. Folgen Sie dem genehmigten Systemdesign, anstatt eine Regel aus einem nicht verwandten Batterie- oder Automobilkreis zu übertragen.
Kann ein Leitungsschutzschalter eine PV-Sicherung ersetzen?
Nur wenn der Schalter für die PV-Anwendung geeignet ist und die erforderliche Gleichspannung, Unterbrechungsfähigkeit, Betriebsreaktion und Geräteeigenschaften erfüllt. Rücksetzfähigkeit allein stellt keinen gleichwertigen Schutz dar. Jede Substitution erfordert eine Koordinations- und Konformitätsprüfung.
Was sollte ich einem Lieferanten für die Auswahl einer PV-Sicherung schicken?
Stellen Sie das Moduldatenblatt, die Serien- und Parallelschaltkreiszahlen, die minimale Betriebstemperatur, die maximale Serien-Sicherungsspezifikation, Kabeldetails, Gehäusebedingungen und erforderliche Zulassungen bereit. Fügen Sie die Wechselrichterkonfiguration und alle anderen möglichen Fehlerquellen hinzu. Geben Sie an, ob die Anfrage einen String, einen Kombinierer-Ausgang oder einen anderen Schaltkreis betrifft.
IX. Besprechen Sie Ihre Solar-Schutzanforderungen mit Chauron
Für ein Solar- oder Solar-Speicher-Projekt, Chauron kann Ihre Schutzanforderungen überprüfen. Fügen Sie das Schaltbild, die Modul-Daten und die Betriebsbedingungen in Ihre Sicherungsauswahlanfrage. Geben Sie an, wann eine gPV-Zulassung erforderlich ist, und fordern Sie die unterstützenden Dokumente des vorgeschlagenen Modells vor der Freigabe des Designs an.