Surge em sistemas fotovoltaicos: um guia completo para seu papel, riscos e seleção

# Surge em sistemas fotovoltaicos: um guia completo para seu papel, riscos e seleção

Seja uma pequena configuração do painel solar residencial ou uma usina de energia fotovoltaica (PV) comercial, "Surge" é um tópico -chave inevitável - mas muitas pessoas só percebem sua importância quando os equipamentos faltam. Esta nota quebra o papel central dos surtos nos sistemas fotovoltaicos e como selecionar um dispositivo de proteção de surto (SPD) que se adapte ao seu sistema, facilitando a compreensão dos iniciantes.

## I. Primeiro, entenda: o que exatamente é um aumento em um sistema fotovoltaico?

Simplificando, uma onda é uma "onda de choque de tensão/corrente" repentina em um sistema fotovoltaico, com três fontes comuns:  

1. ** Impacto externo **: O mais típico são os raios (raios diretos ou induzidos). A descarga das nuvens pode gerar instantaneamente uma alta tensão de dezenas de milhares de volts nas linhas;  

2. ** Inicialização/desligamento do sistema **: Quando inversores de PV ou caixas de combinador iniciam ou desligam, mudanças repentinas no gatilho atual "Surges Operational Surge";  

3.  

Esses surtos são caracterizados por serem "curtos, mas intensos" - eles podem durar apenas alguns microssegundos, mas a tensão pode subir para mais de 10 vezes a tensão nominal do sistema, quais módulos e inversores comuns não podem suportar.

## ii. Papel central dos dispositivos de proteção de surto (SPDS): instalando uma "válvula de segurança" para sistemas fotovoltaicos

Os próprios surtos não são "úteis"; O que realmente funciona é o dispositivo de proteção ** Surge (SPD, também conhecido como um raio) **. Sua tarefa principal é "bloquear picos perigosos", especificamente em três aspectos:  

1. ** Proteja o equipamento do núcleo de quebra **  

Os componentes nos inversores fotovoltaicos, caixas de junção do painel fotovoltaico e caixas de combinador têm limites superiores na capacidade de resistência à tensão (por exemplo, a resistência da tensão do lado da DC de inversores geralmente é de 1000V-1500V). Uma vez que a tensão de surto exceder esse limite, os componentes se queimarão instantaneamente, com os custos de manutenção geralmente variando de milhares a dezenas de milhares de yuan. O SPDS pode realizar eletricidade em um piscar de olhos (geralmente ≤25 nanossegundos) quando ocorre um aumento, desviando excesso de tensão/corrente no solo - equivalente a "bloquear balas" para o equipamento.  

2. ** Prevê o desligamento repentino do sistema ou o mau funcionamento **  

Mesmo que um aumento não queime diretamente o equipamento, ele pode interferir no chip de controle do inversor, fazendo com que o inversor relate falsamente falhas e se desconecte da grade. Por exemplo, após uma tempestade, muitos sistemas fotovoltaicos residenciais param repentinamente de gerar eletricidade - isso provavelmente se deve a surtos que afetam o inversor. A instalação do SPD direito pode reduzir esses "problemas injustificados" e garantir a geração estável de energia do sistema.  

3. ** prolongar a vida útil geral do sistema fotovoltaico **  

Pequenas picos frequentes (por exemplo, aquelas causadas por flutuações diárias da grade) podem danificar os circuitos de módulos e inversores "ao longo do tempo", como acelerar o envelhecimento do capacitor. O SPDS pode filtrar essas pequenas ondas, estendendo indiretamente a vida útil de todo o sistema fotovoltaico (geralmente por mais 3-5 anos).

## iii. PASSE PASSA: Como selecionar um SPD adequado para o seu sistema fotovoltaico?

Selecionar um SPD não é sobre "quanto maior, melhor" ou "quanto mais barato, o mais econômico". Requer foco em três parâmetros principais do seu sistema e seguindo quatro etapas:  

### Etapa 1: Primeiro, esclareça o "nível de tensão" do sistema

Este é o pré-requisito mais básico-a tensão nominal do SPD deve corresponder às tensões do lado CC e do lado da AC do sistema fotovoltaico:  

-** PV residencial (geralmente 3-10kW) **: A tensão do lado da DC geralmente é de 300V-800V; Selecione um SPD com uma tensão CC nominal (UC) ≥800V. O lado CA é conectado a uma grade de 220V; Selecione um SPD com uma tensão CA nominal (UC) ≥250V.  

-** PV comercial/industrial (geralmente 50kW e acima) **: A tensão do lado da DC pode atingir 1000V-1500V; O UC do SPD deve ser ≥1500V. O lado CA é conectado a uma grade de energia trifásica de 380V; Selecione um SPD com UC ≥420V.  

*Nota: se a tensão nominal do SPD for menor que a tensão do sistema, ela se queimará; Se estiver muito alto, não pode ativar a proteção em tempo hábil.*

### Etapa 2: selecione "Capacidade de transporte atual" com base na energia do sistema

A capacidade de transporte de corrente (IIMP ou in) representa a corrente máxima de onda que um SPD pode suportar. Se for muito pequeno, o SPD será quebrado pelo aumento; Se for muito grande, será um desperdício de dinheiro:  

- ** Sistemas residenciais (3-10kW) **: Se não houver edifícios altos próximos e a probabilidade de ataque de raios é baixa, um SPD com em = 20ka (forma de onda 8/20μs) é suficiente; Se localizado em áreas montanhosas ou regiões propensas a trovoadas, um SPD com em = 40ka é mais confiável.  

- ** Sistemas comerciais/industriais (50kW e acima) **: Para SPDs na extremidade frontal das caixas e inversores de combinadores, é recomendável selecionar aqueles com in = 40ka-60ka; Para usinas de energia em larga escala (Nível MW), é necessário um SPD primário adicional com In ≥100ka no lado de alta tensão.  

*Curiosidade: 8/20μs é a forma de onda de sobretensão mais comum nos sistemas fotovoltaicos, o que significa que são necessários 8 microssegundos para que a corrente de surto suba de 0 para o seu pico e 20 microssegundos para cair para metade do pico.*

### Etapa 3: verifique o "nível de proteção" e corresponda ao local da instalação

Os SPDs nos sistemas fotovoltaicos requerem "proteção hierárquica" e diferentes níveis de SPDs devem ser selecionados para diferentes locais:  

- ** Proteção primária (entrada do sistema) **: Por exemplo, a caixa de distribuição principal da matriz PV e a extremidade frontal do gabinete conectado à grade. Selecione um SPD "Classe B" (capaz de suportar grandes correntes de ataques diretos) com uma grande capacidade de transporte de corrente (acima de 40ka).  

- ** Proteção secundária (Equipamento front -end) **: Por exemplo, as extremidades de entrada dos inversores e caixas de combinador. Selecione um SPD "Classe C" (protege contra raios induzidos e surtos operacionais) com uma capacidade de transporte de corrente de 20Ka-40Ka.  

- ** Proteção terciária (front -end do componente) **: Por exemplo, as placas de circuito internas de inversores e equipamentos de monitoramento. Selecione um SPD "Classe D" (protege contra pequenos surtos) com uma capacidade de transporte de corrente de 10ka-20ka.  

*Os sistemas residenciais devem ter pelo menos proteção secundária (extremidade frontal do gabinete conectado ao inversor + grade), enquanto os sistemas comerciais devem ser equipados com todos os três níveis de proteção.*

### Etapa 4: não negligencie "certificação e compatibilidade"

- ** Certificação **: Certifique -se de selecionar SPDs com certificações internacionais ou domésticas, como a certificação CE da UE e a certificação CQC da China. Evite a compra de "produtos três-NO" (muitos SPDs de baixa qualidade falham após alguns meses de uso).  

- ** Compatibilidade **: Preste atenção se o tipo de interface do SPD (por exemplo, bloco de terminal ou plugue) corresponde aos cabos PV. Ao mesmo tempo, confirme que o tamanho da instalação do SPD pode se encaixar na caixa de distribuição (as caixas de distribuição residencial têm espaço limitado, por isso não compre as de grandes dimensões).

## 4. Lembrete final: A instalação correta é tão importante quanto a seleção correta

1. ** Instale próximo ao equipamento protegido **: O SPD deve ser instalado o mais próximo possível do equipamento protegido (por exemplo, dentro de 1 metro da extremidade frontal do inversor). Quanto menor o cabo, melhor o efeito de proteção;  

2. ** Aterramento confiável **: A resistência ao aterramento do fio de aterramento do SPD deve ser ≤4Ω. A más aterramento impedirá que a corrente de surto seja desviada, tornando o SPD inútil;  

3. ** Inspeção regular **: Antes da estação da tempestade todos os anos, verifique a luz indicadora do SPD (ela deve ser verde em condições normais; se ficar vermelho ou sair, é necessária uma substituição). Recomenda-se que SPDs residenciais sejam substituídos a cada 3-5 anos e comerciais a cada 2-3 anos.

Se o seu sistema fotovoltaico tiver parâmetros específicos (como Localização de energia ou instalação), você poderá adicioná -los nos comentários e eu posso ajudá -lo a refinar as sugestões de seleção! Você também pode compartilhar quaisquer problemas relacionados a surtos encontrados, para que possamos evitar armadilhas juntos!