Paskirstytos fotovoltinės įrangos elektros sauga yra labai svarbi. Šiame straipsnyje išsamiai aprašomi atitinkami reikalavimai, susiję su komponentų, laidų, keitiklių ir skirstomųjų dėžių įrengimu, pvz., apsauga nuo atviros grandinės įtampos ir komponentų įžeminimas, tinkami laidų prijungimo būdai ir kabelių pasirinkimas. Kartu tiriant elektros nuotėkio riziką, nurodant jo žalą žmonių sveikatai, akcentuojant, kad nuo liekamosios srovės veikiantys apsauginiai įtaisai bei reguliarios saugos patikros gali veiksmingai to išvengti, siekiant užtikrinti saugų sistemos veikimą ir personalo saugumą.
1. Paskirstytos fotovoltinės instaliacijos elektros saugos reikalavimai
(1) Komponentų montavimas
Apsauga nuo atviros grandinės įtampos:Montuojant fotovoltinius modulius reikia atkreipti dėmesį į tai, kad esant šviesai moduliai generuos atviros grandinės įtampą. Ypač kai nuosekliai sujungti keli komponentai, įtampa kaupsis ir kils. Montuojantis personalas turi užtikrinti, kad operacijos metu žmogaus kūnas nesiliestų su teigiamu ir neigiamu komponento poliais, kad būtų išvengta elektros smūgio. Pavyzdžiui, naudojant izoliuotus įrankius komponentų prijungimui ir tvirtinimui, kad būtų išvengta atsitiktinio įrankio elektros laidumo.
Komponento įžeminimas:Fotovoltinių modulių rėmas dažniausiai turi būti įžemintas. Taip reikia įvesti srovę į žemę komponentų gedimo atveju, pvz., žaibo smūgio arba vidinio izoliacijos pažeidimo, sukeliančio elektrifikavimą, atveju, kad būtų išvengta elektros smūgio pavojaus žmogaus kūnui, kurį sukelia elektrifikuotų komponentų rėmai. Įžeminimo varža turi atitikti vietinius elektros saugos standartus, pagal kuriuos paprastai reikalaujama, kad įžeminimo varža būtų mažesnė už tam tikrą vertę (pvz., 10 Ω), o įžeminimo jungtis turi būti tvirta ir patikima.
(2) Laidų sauga
Kabelio pasirinkimas:Labai svarbu pasirinkti tinkamą fotovoltinės energijos perdavimo kabelį. Vardinė įtampa, srovės galia ir kiti kabelio parametrai turi atitikti sistemos reikalavimus. Pavyzdžiui, didelės galios paskirstytoje fotovoltinėje sistemoje būtina parinkti tokius laidus, kurie atlaikytų aukštą įtampą ir didelę srovę, kad kabelio perkaitimas nesukeltų gaisrų ar nepažeistų izoliacijos.
Laidų prijungimo būdas:Klojant kabelius reikia vengti mechaninių pažeidimų. Paprastai jis klojamas per vamzdžius arba kabelių lovelius. Klojant laidus lauke, reikia atsižvelgti į tokius veiksnius kaip hidroizoliacija, apsauga nuo saulės ir graužikų įkandimų prevencija. Jei kabelis ilgą laiką yra veikiamas atšiaurioje aplinkoje, jo izoliacijos sluoksnis gali senėti ir pažeisti, o tai gali sukelti nuotėkio avarijas. Tuo pačiu metu kabelio jungiamosios dalys turi būti gerai izoliuotos, pavyzdžiui, naudojant profesionalias kabelių jungtis ir izoliacinę juostą sandarinimui ir apvyniojimui.
(3) Inverterio įrengimas
Elektrinis atstumas ir valkšnumo atstumas:Inverterio viduje yra aukštos įtampos grandinė. Montuojant keitiklį, būtina užtikrinti pakankamą elektros tarpą ir valkšnumo atstumą tarp jo vidinių komponentų. Elektrinis atstumas reiškia trumpiausią erdvinį atstumą tarp dviejų laidžių komponentų, o valkšnumo atstumas reiškia trumpiausią kelią tarp dviejų laidžių komponentų, išmatuotą išilgai izoliacijos paviršiaus. Jei šių dviejų atstumų nepakanka, tai gali sukelti lanko iškrovą, sugadinti įrangą ir sukelti elektros gaisrą.
Įžeminimo jungtis:Metalinis keitiklio korpusas turi būti patikimai įžemintas. Tokiu būdu, kai keitiklio viduje yra elektros gedimas, dėl kurio korpusas įsielektrina, srovę galima įvesti į žemę, kad būtų užtikrintas asmens saugumas. Be to, įžeminimo sistemos jungtis turėtų būti prijungta prie visos fotovoltinės sistemos įžeminimo tinklo, kad būtų sudaryta visa įžeminimo sistema.
(4) Paskirstymo dėžutės montavimas
Apsaugos lygis:Paskirstymo dėžutė turi turėti tinkamą apsaugos lygį, kad dulkės, vanduo ir kt. nepatektų į skirstomosios dėžės vidų ir nesukeltų trumpųjų jungimų. Pavyzdžiui, lauke įrengtų skirstomųjų dėžių apsaugos lygis turėtų būti ne mažesnis kaip IP54, kuris gali apsaugoti nuo pašalinių objektų patekimo ir vandens aptaškymo.
Skirstomųjų įrenginių pasirinkimas:Skirstymo dėžutėje esantys skirstomieji įrenginiai, tokie kaip grandinės pertraukikliai, saugikliai ir kt., turėtų būti pagrįstai parinkti pagal fotovoltinės sistemos srovės, įtampos lygį ir apsaugos nuo trumpojo jungimo reikalavimus. Šie perjungimo įtaisai gali greitai nutraukti grandinę ir apsaugoti įrangą bei personalo saugumą sistemos perkrovos, trumpojo jungimo ir kitų gedimų atveju.
2. Nutekėjimo rizika ir žalos personalui prevencija
Jei paskirstytoje fotovoltinėje sistemoje atsiranda nuotėkis, tai iš tikrųjų gali kelti pavojų asmens saugumui. Kai žmogaus kūnas liečiasi su nuotėkio įtaisu, per žmogaus kūną einanti srovė gali sukelti elektros smūgį. Kai srovė pasiekia tam tikrą lygį (paprastai laikoma, kad ji viršija 10 mA kintamoje srovėje ir virš 50 mA nuolatinės srovės atveju), ji gali sukelti raumenų spazmus, kvėpavimo sunkumus ir net širdies sustojimą.
Kad elektros nuotėkis nekeltų pavojaus personalui, paskirstytose fotovoltinėse sistemose dažniausiai įrengiami liekamosios srovės apsauginiai įtaisai (RCD). RCD gali aptikti likutinę srovę grandinėje. Kai likutinė srovė viršija nustatytą vertę (pvz., 30mA), RCD per labai trumpą laiką (paprastai ne ilgiau kaip 0,1 sekundės) atjungs grandinę, kad būtų išvengta elektros smūgio į žmogaus kūną. Tuo pačiu metu galima atlikti reguliarius fotovoltinių sistemų elektros saugos patikrinimus, įskaitant izoliacijos varžos bandymus, įžeminimo varžos bandymus ir kt., siekiant greitai aptikti ir išspręsti tokias problemas kaip izoliacijos pažeidimas ir prastas įžeminimas, taip veiksmingai sumažinant elektros nuotėkio riziką.
Atliekant paskirstytą fotovoltinį įrengimą, griežtas elektros saugos reikalavimų laikymasis ir veiksmingos apsaugos nuo nuotėkio priemonės gali maksimaliai padidinti saugų sistemos veikimą ir asmeninį saugumą.