המתח בצד DC של מערכת האנרגיה הסולארית גדל ל-1500V, והקידום והיישום של 210 תאים מציבים דרישות גבוהות יותר לבטיחות החשמל של המערכת הפוטו-וולטאית כולה.לאחר הגברת מתח המערכת, זה מציב אתגרים לבידוד ובטיחות המערכת, ומגביר את הסיכון להתמוטטות בידוד של רכיבים, חיווט אינוורטר ומעגלים פנימיים. הדבר מצריך אמצעי הגנה על מנת לבודד תקלות בזמן וביעילות כאשר מתרחשות תקלות מתאימות.
על מנת להיות תואמים לרכיבים בעלי זרם מוגבר, יצרני הממירים מגדילים את זרם הכניסה של המיתר מ-15A ל-20A. בעת פתרון הבעיה של זרם כניסה של 20A, יצרן המהפך ייעל את העיצוב הפנימי של MPPT והרחיב את יכולת הגישה למיתר של MPPT לשלושה או יותר. במקרה של תקלה, למחרוזת עשויה להיות בעיה של הזנה חוזרת נוכחית.כדי לפתור בעיה זו, מתג DC עם הפונקציה של "כיבוי DC אינטליגנטי" הופיע לפי הזמנים.
01 ההבדל בין מתג בידוד מסורתי לבין מתג DC אינטליגנטי
קודם כל, מתג בידוד DC המסורתי יכול להישבר בתוך הזרם המדורג, כגון 15A נומינלי, ואז הוא יכול לשבור את הזרם תחת המתח הנקוב של 15A ובפנים. למרות שהיצרן יסמן את יכולת שבירת עומס יתר של מתג הבידוד , זה בדרך כלל לא יכול לשבור את זרם הקצר.
ההבדל הגדול ביותר בין מתג בידוד למפסק הוא שלמפסק יש את היכולת לשבור את זרם הקצר, וזרם הקצר במקרה של תקלה גדול בהרבה מהזרם הנקוב של המפסק. ;מכיוון שזרם הקצר של הצד הפוטו-וולטאי הוא בדרך כלל פי 1.2 מהזרם הנקוב, כמה מתגים מבודדים או מתגי עומס יכולים גם לשבור את זרם הקצר של צד ה-DC.
נכון לעכשיו, מתג ה-DC החכם המשמש את המהפך, בנוסף לעמידה באישור IEC60947-3, עומד גם בקיבולת שבירת זרם יתר של קיבולת מסוימת, שיכולה לשבור את תקלת זרם היתר בטווח זרם הקצר הנומינלי, למעשה. פותר את הבעיה של הזנת מיתרים לאחור.במקביל, מתג ה-DC החכם משולב עם ה-DSP של המהפך, כך שיחידת הנסיעה של המתג יכולה לממש בצורה מדויקת ומהירה פונקציות כמו הגנת זרם יתר והגנה מפני קצר חשמלי.
תרשים סכמטי חשמלי של מתג DC חכם
02 תקן התכנון של המערכת הסולארית דורש שכאשר מספר ערוצי הקלט של המיתרים מתחת לכל MPPT הוא ≥3, יש להגדיר הגנה על נתיך בצד DC. היתרון ביישום ממירי מיתר הוא השימוש בתכנון ללא נתיך כדי להפחית עבודת התפעול והתחזוקה של החלפה תכופה של נתיכים בצד DC.ממירים משתמשים במתגי DC חכמים במקום בנתיכים.MPPT יכול להזין 3 קבוצות של מחרוזות.בתנאי תקלה קיצוניים, יהיה סיכון שהזרם של 2 קבוצות של מיתרים יזרום חזרה לקבוצה 1 של מיתרים.בשלב זה, מתג ה-DC החכם יפתח את מתג ה-DC דרך שחרור ה-shunt וינתק אותו בזמן.מעגל כדי להבטיח הסרה מהירה של תקלות.
תרשים סכמטי של הזנה חוזרת של מחרוזת MPPT
שחרור ה-shunt הוא למעשה סליל טריפינג פלוס התקן טריpping, אשר מחיל מתח מוגדר על סליל ה-shunt-tripping, ובאמצעות פעולות כגון משיכה אלקטרומגנטית, מפעיל מתג DC מופעל כדי לפתוח את הבלם, וה-shunt מפעיל אותו משמש לעתים קרובות בבקרת כיבוי אוטומטי מרחוק. כאשר מתג ה-DC החכם מוגדר על מהפך GoodWe, ניתן להכשיל את מתג ה-DC ולפתוח אותו דרך ה-DSP של המהפך כדי לנתק את מעגל מתג ה-DC.
עבור ממירים המשתמשים בפונקציית הגנת ה-shunt, יש צורך תחילה לוודא שמעגל הבקרה של סליל ה-shunt מקבל כוח בקרה לפני שניתן להבטיח את פונקציית הגנת היציאה של המעגל הראשי.
03 סיכוי יישום של מתג DC אינטליגנטי
מכיוון שהבטיחות של הצד הפוטו-וולטאי של DC מקבלת בהדרגה יותר תשומת לב, פונקציות בטיחות כגון AFCI ו-RSD הוזכרו לאחרונה יותר ויותר. מתג DC חכם חשוב לא פחות.כאשר מתרחשת תקלה, מתג DC החכם יכול להשתמש ביעילות בשלט הרחוק ובלוגיקית הבקרה הכוללת של המתג החכם.לאחר פעולת AFCI או RSD, ה-DSP ישלח אות נסיעה כדי להפעיל אוטומטית את מתג בידוד DC DC.ליצור נקודת שבירה ברורה כדי להבטיח את שלומם של אנשי התחזוקה.כאשר מתג DC שובר זרם גדול, זה ישפיע על החיים החשמליים של המתג.בעת שימוש במתג DC אינטליגנטי, השבירה גוזלת רק את חייו המכניים של מתג DC, מה שמגן ביעילות על החיים החשמליים ויכולת כיבוי הקשת של מתג DC.
היישום של מתגי DC חכמים מאפשר גם "כיבוי מקש אחד" מהימן של ציוד המהפך בתרחישים ביתיים; שנית, באמצעות התכנון של כיבוי בקרת DSP, כאשר מתרחש חירום, מתג DC של המהפך יכול להיות מהיר ו כיבוי מדויק באמצעות אות ה-DSP, ויוצר נקודת ניתוק אמינה לתחזוקה.
04 סיכום
היישום של מתגי DC חכמים פותר בעיקר את בעיית ההגנה של הזנה חוזרת נוכחית, אך האם ניתן ליישם את הפונקציה של מעידה מרחוק על תרחישים מבוזרים וביתיים אחרים כדי ליצור ערבות תפעול ותחזוקה אמינה יותר ולשפר את בטיחות המשתמש במצבי חירום.היכולת להתמודד עם תקלות עדיין דורשת יישום ואימות של מתגי DC חכמים בתעשייה.
זמן פרסום: 16-2-2023