Néhány bekezdés a fotovillamos (PV) rendszerekről II.
2011/9. lapszám | Darvas István | 9159 |
Figylem! Ez a cikk 13 éve frissült utoljára. A benne szereplő információk mára aktualitásukat veszíthették, valamint a tartalom helyenként hiányos lehet (képek, táblázatok stb.).
Az alábbiakban folytatjuk a fotovillamos rendszerek néhány vetületének bemutatását célul kitűző cikksorozatunkat. Míg az előző részben bemutattuk a fotovillamos panelek főbb műszaki paramétereit, szót ejtettünk a dokumentációs kötelezettségekről, a v...
Az alábbiakban folytatjuk a fotovillamos rendszerek néhány vetületének bemutatását célul kitűző cikksorozatunkat. Míg az előző részben bemutattuk a fotovillamos panelek főbb műszaki paramétereit, szót ejtettünk a dokumentációs kötelezettségekről, a védelmi rendszerekről és a telepítés néhány aspektusáról, most a füzérek kialakítását, a telepítéshez szükséges kábelekkel kapcsolatos tudnivalókat, valamint az alkalmazandó védelmi készülékeket tárgyaljuk vázlatosan.
■ Füzérek (string) kialakítása, kábelezés, csatlakozók, szerelődobozok
A füzérek felfűzésénél a kábelezést úgy kell kialakítani, hogy a rendszer maximális teljesítményének esetében a feszültségesés a DC-oldalon 3% alatt maradjon! Például a „PV-1000F” típusú kültéri szolár kábelek határfeszültsége 1500 V DC. A „T” típusú, H 07 RN-F jelölésű, fix telepítésre alkalmas kábelek (R02V) 1500 V DC feszültséghatárig alkalmazhatók. Az UTE C 32-502 előírások meghatározzák a PV-rendszerben alkalmazható kábelek műszaki jellemzőit is, továbbá azokat a telepítési feltételeket, melyek alapján a kábelek mechanikus védelmét kell kialakítani a környezeti behatások ellen (AN3). A PV- füzérek elemeinek csatlakozásánál, a nyomvonal kialakításánál figyelembe kell venni az EMC-előírásokat, és a vonatkozó hurokfelületeket minimálisra kell csökkenteni.
A mellékelt kapcsolási sémarajz (1. ábra) szerint kell kialakítani a PV-panelekből a „füzéreket” (PV string), ill. az „asztalokat” (PV table). A paneleket megfelelő sorrendben és topológiai kiosztásban kell a füzérelosztókhoz csatlakoztatni. Még egyszer kiemeljük, hogy a kötések kialakításánál az EMC-előírásokra fokozottan tekintettel kell lenni, azért, hogy a „hurok” felülete minimális legyen.
A mellékelt 5-6. ábrán egy helytelen és egy helyes felfűzési sémát mutatunk be. A kész PV-füzéreket a füzérelosztókhoz (string box) kell csatlakoztatni, ahol a DC-védelmek, a galvanikus leválasztás és a túlfeszültség-védelem készülékei találhatók. Nagyobb rendszerek esetében ide telepítik a PV-rendszer monitoring (felügyelet) funkcióit ellátó elektronikus egységeket is. Kényelmes szerelést biztosít a speciális csatlakozó elemek alkalmazása, mind a szerelési hibák elkerülésével (jelölt, kódolt elemek), mint az érintés- és tűzvédelmi előírások kielégítésével. Kötő- és szerelődobozként megfelelő méretű, UV-álló és IP-védettséggel rendelkező terméket kell alkalmazni.
■ Kapcsoló-, védelmi készülékek fotovillamos (PV) alkalmazásokhoz
Az alábbiakban a teljesség igénye nélkül számba vesszük azokat a fontosabb rendszerelemeket, melyek a hálózat biztonságos üzemét segítik.
■ Kismegszakítók DC-üzemre (MCB = Miniature Circuit Breaker)
A kismegszakítók az egyes áramköröket, berendezéseket és készülékeket védik a túlterheléssel és a zárlattal szemben. Az alapvédelem kialakítása érdekében az MSZ-HD 60364-4-41 szabvány általános előírásait kell alapul venni.
A fotovillamos (PV) rendszerekben feladatuk az egyenáramú (DC) oldalon az ép fotovillamos (PV) füzérektől (strang, string) a meghibásodott (vagy leárnyékolt) fotovilla-mos (PV) füzérek felé folyó visszáramok (IR) elleni védelem, valamint a váltakozó áramú (AC) komponensek visszatáplálásának megakadályozása egy esetleges DC/AC átalakító (inverter) meghibásodásakor.
Minden napelem-panel füzért külön DC-oldali védelemmel kell ellátni. Ez biztosítja, hogy bármely hiba esetén csak az érintett füzér kerüljön kikapcsolásra, a többi füzér folytatja az energia szolgáltatását. Ha a kismegszakító kioldott, a hiba kiküszöbölése után egyszerűen visszakapcsolható. Az az egyszerűség, amellyel a fotovillamos (PV) berendezés valamely része kikapcsolható, leválasztható karbantartás vagy rendszerbővítés céljából, jelentősen növeli a rendszer rendelkezésre állását is.
Erre a védelmi feladatra DC-védelmi jelleggörbés biztosítóbetét is alkalmas, de már két-három hiba felett a kisautomata használatának költsége megtérül. A biztosító-betét másik hátránya a környezet (általában kültér) változó páratartalma, ami a betétet alkotó homok állapotát befolyásolja, ez aztán a biztosító védelmi jelleggörbéjére is hatással van. (A biztosítóbetétek szabványa csak beltéri alkalmazásokra vonatkozik!) Fel kell hívni továbbá a beruházók figyelmét arra is, hogy az AC-védelmi jelleggörbével rendelkező olvadó biztosítóbetétek alkalmazása DC-áramkörökben élet- és tűzveszélyes!
■ Túlfeszültség elleni védelmi eszközök (SPD = Surge Protection Device)
A fotovillamos (PV) napelem-panelek és az inverterek nagyon érzékenyek túlfeszültséggel és áramlökéssel szemben, mint például a kapcsoláskor létrejövő áramlökések és a villámlás által okozott feszültséglökések.
A speciális egyenfeszültségű (DC) túlfeszültség-védelmi készülékcsaládok a túlfeszültséget a védendő berendezésre vonatkozóan egy biztonságos, megengedett szintre korlátozzák, és megakadályozzák a rendszerelemek károsodását.
A túlfeszültség-védelmi eszközök alkalmazásának biztos előnye a hibáktól mentes, kedvezőbb beruházási megtérülés, ezért a pénzügyi veszteségekkel kapcsolatos kockázatot is figyelembe kell venni a fotovillamos (PV) rendszerekbe beépítendő készülékek kiválasztásánál.
■ Terhelés-szakaszoló a galvanikus leválasztáshoz
Terhelés alatti biztonságos kapcsolások céljára egyenáramú (DC) alkalmazásokhoz kifejlesztett terhelés-szakaszolók használatosak.
Ezek a terhelés-szakaszolók rendelkeznek az IEC 60364-7-712 szerint szükséges szakaszolási jellemzőkkel 1200 V DC feszültségig, fotovillamos (PV) alkalmazásokhoz tesztelve (automatikusan kielégítik az MSZ HD hazai előírásokat is). A készülékek egyszerű kezelhetősége a rutinszerű karbantartási és bővítési munkák könnyű elvégzését teszik lehetővé, ami növeli az energiatermelésre kialakított berendezés rendelkezésre állásának idejét.
■ Kapcsolók, szakaszolók
Váltakozó áramú (AC) kapcsolók szolgálnak a terhelés alatti biztonságos leválasztások, kapcsolások céljára.
A készülékek megbízható, egyszerű kezelhetősége a váltakozó áramú berendezésen belüli rutinszerű karbantartási és bővítési munkák könnyű elvégzését teszi lehetővé. A szakemberek számára ez a terület már ismert, további részletek a szakirodalomban találhatók.
■ Áram-védőkapcsolók, kioldók – ÁVK, FI-relé (RCD = Residual Current Device, RCCD, RCBO)
Az áram-védőkapcsolónak a legkisebb hibaáramot is fel kell ismernie, a hibás áramköri szakaszt ki kell kapcsolnia olyan gyorsan, hogy a fellépő hiba ne veszélyeztesse sem az emberi életet, sem anyagi kár (tűzvédelem) ne keletkezzen. Ezek a védelmi készülékek normál esetben csak hiba fellépése esetén működnek (MSZ EN 61008-1 termékszabvány). A személyek és berendezések földzárlati áram- és tűzveszéllyel szembeni védelme alapvető fontosságú. A fotovillamos (PV) alkalmazásokhoz csak a „B” jellegű (IEC 60755 szerint) áram-védőkapcsolócsalád biztosítja ezt a védelmet, az IEC 62423 szabványnak megfelelően, kiemelkedően rövid reakcióidőkkel.
A paneleket megfelelő sorrendben és topológiai kiosztásban kell a füzérelosztókhoz csatlakoztatni. Még egyszer kiemeljük, hogy a kötések kialakításánál az EMC- előírásokra fokozottan tekintettel kell lenni, azért, hogy a „hurok” felülete minimális legyen. |
■ Elszámolási fogyasztásmérők (AC-oldal)
Kompakt műszerek (EN 50470, IEC 6202) mérik a fotovillamos berendezésekben előállított villamos energiát. A piacon található moduláris mérőműszerek DIN-sínre szerelhetők, és könnyen integrálhatók mérési adatgyűjtő rendszerekbe (M-Bus, RS232 soros, impulzus, KNX, Ethernet, LON, GSM/ GPRS stb.) kommunikációs adapterek segítségével. A műszerek MID, 2004/22/EC számú EU-direktíva szerinti (mérőműszerekre vonatkozó direktíva), IEC 62052, valamint IEC 62053 szerinti jóváhagyással kell, hogy rendelkezzenek.
■ DC- és AC-oldali védelmek tokozatai (füzér-, asztal- és főelosztó)
A kültéri alkalmazásra gyártott tokozatok (elosztók stb.) felhasználhatók DC-füzér, DC-asztal és DC-kombi elosztóként (egyenáramú oldal), valamint AC-al- és főelosztó panelként (váltakozó áramú AC-oldal) is. Magasfokú védettségüknek (IP66) köszönhetően megfelelnek a kültéri alkalmazás céljára. Az elosztókban a kapcsoló és védelmi készülékek DIN-sínre vagy szerelőlapra telepíthetők.