A Fusível fotovoltaico protege circuitos fotovoltaicos contra sobrecorrente prejudicial. Em um arranjo com strings paralelas, pode interromper a corrente reversa que flui de strings saudáveis para uma com falha. A seleção depende da tensão DC máxima do arranjo, corrente normal e condições de falha, juntamente com os limites dos módulos e da fiação.
Escolher a classificação de amperagem exige mais do que ler a etiqueta do painel. O fusível precisa suportar a corrente de geração normal através de variações de temperatura diárias e eliminar falhas antes que o equipamento protegido seja danificado.
I. O que é um fusível PV?
Um fusível fotovoltaico, também chamado de fusível solar ou fusível de string solar, contém um elemento fusível que abre quando a corrente excede sua característica de tempo-corrente. O conjunto deve então extinguir o arco DC e suportar a tensão na circuito aberto. Diferentemente de corrente alternada, a corrente contínua não possui zero natural periódico para ajudar a interromper um arco.
Algumas falhas PV produzem apenas uma modesta sobrecorrente. Verifique a curva de tempo-corrente nesses menores níveis de corrente, bem como a capacidade máxima de interrupção. Os ciclos diários de geração e a temperatura dentro do invólucro também afetam a seleção.
II. O que significa gPV?
gPV identifica uma característica de fusível de faixa completa para aplicações fotovoltaicas, cobrindo a faixa de operação de sobrecarga e curto-circuito especificada. O tempo de abertura depende da corrente de falha e da curva do fabricante. A marcação não garante proteção instantânea contra todas as falhas.
IEC 60269-6 especifica requisitos adicionais para fusíveis que protegem strings e arranjos PV em circuitos de até 1.500 V DC dentro do escopo do padrão publicado. Para projetos que requerem aprovações na América do Sul, verifique a listagem exata do produto e os requisitos aplicáveis de fusíveis PV, ao invés de tratar uma marca IEC como substituto automático.
Um cartucho de cerâmica ou corpo fixo indica como um fusível é construído ou montado. Verifique sua classificação de aplicação e documentação para estabelecer se é adequado para serviço PV.
III. Por que Strings PV Paralelas Precisam de Proteção
Uma string com falha pode receber corrente de strings saudáveis conectadas ao mesmo ponto de coleta DC. Essa contribuição de corrente reversa pode exceder o que os módulos ou a fiação afetados podem suportar, mesmo que cada string saudável produza apenas sua corrente disponível normal.
Comece identificando as strings que compartilham uma conexão e a corrente que cada uma pode fornecer a uma falha. Verifique também outras fontes possíveis. Em um sistema de armazenamento solar, a conversão e o arranjo de isolamento do inversor determinam se a bateria pode contribuir; uma conexão de bateria sozinha não estabelece um caminho de falha direto.
Use essa avaliação de falha, os limites do módulo e do cabo, as instruções do equipamento e os requisitos de instalação local para decidir onde os fusíveis são necessários. Nem o número de painéis nem uma regra geral sobre strings paralelas substituem essa verificação.
IV. Onde São Usados Fusíveis PV?
Ramificações de strings e saídas combinadas carregam correntes diferentes. Muitas vezes, precisam de classificações de fusível diferentes e podem usar arranjos de montagem distintos.
| Localização | Dever de proteção a ser avaliado | Preocupação com a seleção |
|---|---|---|
| String individual ou montagem em linha aprovada | Exposição de corrente reversa de módulos e condutores de string | Limite do módulo, corrente da string e vedação ambiental |
| Entradas da caixa de combinadores | Ramificações de string individual conectando-se a uma conexão comum | Compatibilidade do suporte e temperatura do invólucro |
| Saída de subarray ou recombinador | Circuitos combinados e cabos associados | Corrente de operação mais alta e coordenação com ramificações a montante |
| Circuitos DC relacionados ao inversor | A entrada específica ou circuito interno | Instruções do equipamento; proteção de semicondutores pode exigir uma classe de fusível diferente |
Para um projeto que cobre o array e o equipamento de conversão de energia, revise as soluções de proteção de circuito de energia solar da Chauron. Especifique qual circuito cada fusível protegerá para que o dispositivo proposto possa ser verificado quanto a essa função.
V. Como Selecionar um Fusível PV
Comece com a tensão DC máxima
Use a tensão de circuito aberto da string calculada máxima, incluindo a correção de temperatura fria necessária. A tensão de operação normal no ponto de máxima potência do inversor não é o limite superior adequado. Confirme a classificação de tensão DC de ambos, o fusível e seu suporte.
Considere uma string hipotética de 20 módulos, cada um com uma tensão de circuito aberto de referência de 49 V. Isso resulta em 980 V. Com uma correção a frio assumida e aprovada pelo projeto de 1,12, o valor sobe para 1.097,6 V, excedendo a classificação de um fusível de 1.000 V. Use os dados reais do módulo e o método de correção necessário para o seu projeto.
Encontre uma classificação de corrente permissível
Comece com a corrente de curto-circuito do módulo, arranjo da string e o cálculo de corrente necessário para o projeto. Considere a irradiação relevante e as condições bifaciais quando aplicável. Depois, aplique as orientações térmicas e de instalação do fabricante do fusível.
A classificação selecionada deve permanecer dentro dos limites de proteção dos módulos, cabos e equipamentos. Trate a classificação máxima de fusível em série como um limite superior. Não é um tamanho recomendado para todas as instalações. Se a corrente necessária exceder esse limite, o projeto precisa ser revisado.
Verifique toda a faixa de falhas
Compare a maior corrente de falha prospectiva com a capacidade de interrupção do fusível nas condições relevantes de tensão DC e teste. Depois, verifique o tempo de disparo nas falhas menores que o circuito pode produzir. Passar na verificação de corrente máxima não garante proteção adequada nessas correntes menores.
Combine o suporte e a instalação
Formatos cilíndricos, em linha e de lâmina maior ou parafusados atendem a diferentes instalações. O ajuste mecânico sozinho é insuficiente: verifique a tensão DC, capacidade de corrente, aceitação de perdas de energia, requisitos de terminais e a combinação de fusíveis aprovada. Montagens externas também precisam de proteção ambiental adequada.
Mantenha um registro do método de dimensionamento e dos fatores de correção utilizados. Aplique-os com os dados do equipamento e os requisitos de instalação do projeto; um multiplicador de corrente retirado de outro projeto pode não ser aplicável.
VI. Fusível PV vs. Fusível DC Geral
Um fusível DC geral pode ter capacidade de tensão suficiente, mas uma característica de operação diferente. A proteção de string fotovoltaica também requer uma resposta adequada a sobrecorrentes baixas, desempenho de ciclo e qualificação de aplicação.
| Descrição do dispositivo | O que ele estabelece | O que ainda precisa de verificação |
|---|---|---|
| Fusível PV com característica gPV documentada | Característica de proteção fotovoltaica específica para aplicação | Tensão, corrente, desempenho de interrupção, instalação e aprovação do projeto |
| Fusível DC geral | Dever de corrente contínua documentado dentro de suas classificações | Adequação para falhas em strings PV e a qualificação PV necessária |
| Fusível apenas de corrente alternada | Seu dever declarado de corrente alternada | Não deve ser assumido como adequado para um circuito DC |
Ao revisar os fusíveis de alta tensão DC para outros circuitos na instalação, solicite os dados de aplicação exatos do modelo. Não inferir a qualificação gPV a partir de uma classificação de tensão do catálogo.
Projetos de armazenamento solar também podem exigir um desligamento de bateria comandado. Os produtos Pyrofuse abordam essa função separada. Sua interface de acionamento e dever de interrupção precisam de sua própria revisão; eles não devem ser tratados como substitutos diretos para fusíveis de string PV.
VII. Erros Comuns em Fusíveis PV
Se um fusível abre repetidamente, investigue o histórico de falhas, corrente de operação e temperatura do invólucro antes de alterar sua classificação. Verifique também os terminais: uma conexão solta ou degradada pode gerar calor local sem corrente excessiva suficiente para acionar o fusível.
Algumas falhas de aterramento e condições de arco em série precisam de detecção e proteção separadas. Um fusível aberto também deixa módulos fotovoltaicos iluminados capazes de produzir voltagem.
Somente pessoal qualificado deve fazer a manutenção do equipamento, seguindo seu procedimento de isolamento. Um suporte de fusível não deve ser aberto sob carga, a menos que seja especificamente projetado e classificado para essa operação.
VIII. Perguntas Frequentes
Cada painel solar precisa de um fusível?
Nenhuma regra universal por painel se aplica. Avalie a configuração do circuito, a corrente reversa disponível, limites do módulo e do cabo, e as instruções do equipamento. A proteção é frequentemente considerada em nível de string ou circuito combinado. O número de painéis sozinho não determina se uma determinada configuração de fusível é necessária.
Posso usar um fusível PV de 1.500 V em um sistema de 1.000 V?
Uma classificação de voltagem mais alta pode satisfazer a verificação de voltagem, mas não estabelece a adequação geral. A classificação de corrente, curva de operação, compatibilidade do suporte e aprovações do produto também devem corresponder. Nunca assuma que um fusível fisicamente diferente pode ser encaixado no suporte existente.
Um fusível PV é o mesmo que um fusível de bateria?
Não. Strings fotovoltaicas e baterias possuem características de fonte e falha diferentes. Fusíveis de bateria precisam atender à carga de operação e falha do circuito da bateria. Um produto pode ser aprovado para ambas as aplicações, mas essa aprovação deve estar documentada; marcar voltagem e amperagem correspondentes não é suficiente.
O fusível PV deve ficar no condutor positivo ou negativo?
O arranjo de aterramento, os caminhos de falha e os requisitos de instalação aplicáveis determinam o layout de proteção. Alguns projetos exigem proteção em ambos os polos. Siga o projeto do sistema aprovado, em vez de transferir uma regra de um circuito de bateria ou automotivo não relacionado.
Um disjuntor pode substituir um fusível PV?
Somente quando o disjuntor for adequado para a aplicação PV e atender aos requisitos de voltagem DC, duty de interrupção, resposta de operação e requisitos do equipamento. A capacidade de resetar não estabelece proteção equivalente. Qualquer substituição requer uma revisão de coordenação e conformidade.
O que devo enviar a um fornecedor para a seleção de fusível PV?
Forneça a folha de dados do módulo, contagem de strings em série e paralelo, temperatura mínima de projeto, classificação máxima de fusível em série, detalhes do cabo, condições do invólucro e aprovações necessárias. Inclua a configuração do inversor e quaisquer outras fontes de falha possíveis. Identifique se a solicitação diz respeito a uma string, saída do combinador ou outro circuito.
IX. Discuta suas Necessidades de Proteção Solar com a Chauron
Para um projeto solar ou de armazenamento solar, Chauron pode revisar seus requisitos de proteção. Inclua o diagrama do circuito, os dados do módulo e as condições de operação na sua consulta de seleção de fusível. Indique quando a qualificação gPV é necessária e solicite a documentação de suporte do modelo proposto antes da aprovação do projeto.