2025-06-23
Inleiding: de kwetsbare kern van PV -arrays
PV -combinatieboxen dienen als het zenuwstelsel van zonne -energiecentrales, verzamelen meerdere DC -stringuitgangen voordat ze in omvormers worden gevoed. Deze kritische knooppunten worden constant blootgesteld aan bedreigingen van blikseminslag en elektrische pieken die hele PV -systemen kunnen verlammen. Hoogwaardige Surge Protective Devices (SPD's) fungeren als de eerste verdedigingslinie, waarmee hij uitrusting van honderdduizenden dollars ter waarde van duizenden dollars beschadigt.
Hoofdstuk 1: Waarom SPD's essentieel zijn voor PV -systemen
1.1 Unieke kwetsbaarheden van PV -arrays
Constante blootstelling: op het dak en op de grond gemonteerde systemen worden van nature blootgesteld aan atmosferische lozingen.
DC-circuitrisico's: in tegenstelling tot AC-systemen missen DC-bogen natuurlijke nul-kruisingpunten, waardoor de overspanningsgebeurtenissen gevaarlijker worden.
Gevoelige elektronica: componenten in moderne omvormers kunnen worden beschadigd door spanningen slechts 20% boven de nominale waarde.
1.2 gevolgen van onvoldoende bescherming
Onmiddellijke schade: 72% van de storingen van de omvormer kan worden teruggevoerd op spanningsstieken (Solaredge 2023 -rapport).
Verborgen degradatie: herhaalde kleine stijgingen kunnen de levensduur van de module met maximaal 30%verminderen.
Brandrisico's: DC-boogfouten zijn goed voor 43% van de zonne-gerelateerde branden (NFPA 2022-gegevens).
Hoofdstuk 2: Belangrijkste overwegingen voor SPD -selectie in PV -toepassingen
2.1 Kritieke prestatieparameters
Nominale spanning: ≥1,2 keer de maximale spanning van het systeem (per IEC 61643-31).
Nominale ontladingsstroom (in): ≥20ka voor type 1 SPD's (per UL 1449, 4e editie).
Maximale ontladingsstroom (IMAX): ≥40ka (per IEC 61643-11).
Reactietijd: <25 nanoseconden (per EN 50539-11).
Bedrijfstemperatuur: -40 ° C tot +85 ° C (per UL 96A).
2.2 SPD -typen voor verschillende toepassingen
Type 1 (Klasse I): voor locaties met directe blikseminslagrisico's (bijv. Systemen op het dak).
Type 2 (Klasse II): voor secundaire bescherming (bijv. Commercieel op de grond gemonteerde systemen).
Gecombineerd type 1+2: ideaal voor planten op grote nutsschaal.
DC-specifieke modellen: ontworpen voor PV-toepassingen met polariteitsmarkeringen.
Hoofdstuk 3: Best practices voor installatie
3.1 Strategische plaatsing
Verplichte installatiepunten:
Combiner Box Input Terminals (per tekenreeks).
Stroomopwaarts van DC -loskoppelen.
Inverter DC -invoeraansluitingen.
Aanbevolen aanvullende beschermingpunten:
Sub-array combiners.
Langs lange kabelruns (> 30 meter).
3.2 Bedradingsnormen
Geleidingsgrootte: minimaal 6 mm² koper (voor 20KA SPD's).
Padlengte: bewaar SPD -verbindingen <0,5 meter.
Aardingsvereisten: gebruik speciale aardgeleiders (≥10 mm²).
Verbindingstopologie: Star -configuratie om grondlussen te voorkomen.
Hoofdstuk 4: Onderhouds- en vervangingscriteria
4.1 Preventief onderhoud
Driemaandelijkse cheques:
Inspecteer statusindicator Windows (groen/rood).
Voer infraroodthermografie uit (temperatuurstijging <15K).
Record Lightning Strike Tellers (indien uitgerust).
Jaarlijkse tests:
Isolatieweerstandstest (> 1 MΩ).
Grondweerstandsmeting (<10 Ω).
Restspanningstest door professionals.
4.2 Vervangingsrichtlijnen
Onmiddellijke vervangingstriggers:
Zichtbare fysieke schade (scheuren, brandstekens).
Statusindicator wordt rood.
De telling van de blikseminslag overschrijdt de nominale waarde.
Mislukte prestatietests.
Aanbevolen vervangingsintervallen:
Kustgebieden: 5 jaar.
Hooglichte zones: 7 jaar.
Standaardregio's: 10 jaar.
Hoofdstuk 5: Gemeenschappelijke misvattingen en aanbevelingen van deskundigen
5.1 Typische misverstanden
Mythe: "Lightningstangen elimineren de behoefte aan SPD's."
Feit: Bliksemstangen beschermen alleen tegen directe stakingen, geen geïnduceerde pieken.
Kosten Trap: gebruiken niet-PV-specifieke AC-SPD's.
Gevolg: onvermogen om DC te onderbreken volgt stromen.
5.2 Expertadvies
Neem een drieledige beschermingsarchitectuur over: SPD's op de array-, combinatiebox- en omvormingsniveaus.
Kies modellen met externe signaleringscontacten voor integratie met bewakingssystemen.
Controleer voor 1500V -systemen de DC -breekcapaciteit van de SPD.
Evalueer de bestaande SPD-capaciteit opnieuw tijdens systeemuitbreidingen.
Naarmate PV-systeemspanningen stijgen tot 1500V, evolueert de SPD-technologie van de volgende generatie met drie belangrijke trends: hogere energie-absorptie (tot 100KA), slimmere waarschuwingsfuncties (IoT-compatibele monitoring) en meer compacte modulaire ontwerpen. Het selecteren van producten die door TUV Rheinland worden gecertificeerd voor PV-toepassingen en het volgen van IEC 62305-normen voor bescherming op systeemniveau zorgt ervoor dat PV-fabrieken de bliksempieken gedurende hun 25-jarige levensduur kunnen weerstaan. Onthoud: in PV-veiligheid is hoogwaardige overspanningsbeveiliging geen kosten-het is de meest kosteneffectieve investeringen in risicobeperking.