Ochrona przeciwprzepięciowa to kolejny bardzo ważny rodzaj ochrony, którą należy zastosować do części DC systemu modułów PV. Źródłem niebezpiecznych przepięć w systemach PV najczęściej są wyładowania atmosferyczne, przepięcia indukowane w pętlach szeregowo połączonych modułów PV.
Na wzrost napięcia w systemie PV wpływa również zależność temperaturowa samych modułów PV. Przy obliczaniu poziomu ochrony przed przepięciami, a także przy wyborze typu ochrony przeciwprzepięciowej (typ T1 lub T2) istnieją pewne wytyczne, które zostaną zaprezentowane poniżej.
Prawidłowy dobór napięcia trwałej pracy UC ograniczników przepięć (SPD) oraz konsekwencje niewłaściwego podejścia
Tak jak w przypadku doboru zabezpieczenia przetężeniowego, również w przypadku ochrony przeciwprzepięciowej przy określaniu UC (maksymalne napięcie trwałej pracy) wymagane jest branie pod uwagę odpowiednich współczynników korekcyjnych. Według normy EN 50539 oraz zgodnie z zaleceniami większości producentów ograniczników przepięć (SPD) napięcie UC ogranicznika określone jest zależnością:
Uc ≥ 1,2 × Uoc stc
Uoc stc – jest to napięcie na zaciskach nieobciążonego modułu PV (przy jego otwartych stykach) lub rzędu szeregowo połączonych modułów PV w warunkach normalnych testu (ang. open circuit voltage under Standard Test Conditions). Warunki normalne testu są zdefiniowane w normie PN-EN 60904-3.
EN 60904-3: gęstość strumienia świetlnego – 1000 W/m2, rozkład widmowy AM = 1,5, temperatura 25 °C ± 2 °C).
Uoc stc – parametr ten można znaleźć w danych technicznych producenta modułów PV.
Przykład:
W danych technicznych producenta modułów PV podano: Uoc stc = 36 V, w rzędzie mamy 24 moduły, to znaczy, że Uoc stc rzędu = 24 × Uoc stc, a więc Uoc stc rzędu wynosi 864 V.
Używając współczynnika korekcyjnego, otrzymamy wartość Uc ogranicznika (napięcie pracy trwałej) do ochrony jednego rzędu modułów:
Uc ≥ 1,2 × Uoc stc rzędu
Uc ≥ 1,2 × 864 V = 1036,8 V
To znaczy, że ogranicznika (SPD) o napięciu Uc = 1000 V nie można zastosować; należy użyć ogranicznika na najbliższe większe napięcie, tj. Uc = 1200 V.
Skąd wziął się współczynnik korekcyjny 1,2? Napięcie na zaciskach nieobciążonego modułu PV podane jest dla temperatury 25 °C, a moduły PV posiadają charakterystykę napięciową z ujemnym współczynnikiem temperatury. To oznacza, że w niższych temperaturach (zima) napięcie na zaciskach nieobciążonego modułu PV może wzrosnąć nawet o 20% (…)
Artykuł został zamieszczony wnr 4/2017 Magazynu Fotowoltaika.