Безопасность солнечных панелей (СП): заземление, пожароопасность, GFDI, импульсная защита и тп

РЕКЛАМА НА ФОРУМХАУС

О, вы не знаете этого страшного зверя?
https://www.solarhome.ru/equipment/protect/yzfes.htm
Уже второе поколение "изобрели"
http://www.helios-house.ru/ustroystva-zaschity-solnechnyh-sistem/182-uzefes/view-details.html
(не реклама!)

Я лично себе на фотовольтаику поставил нормальные УЗИПы по классам от 1 до 3 у контроллера, как того требуют стандарты с нормальным Uc. Ибо панели в зоне 0, а вход в зоне 1. УЗФЭС же класса II и III

 

Нет, этого устройства я не знаю - не вникал в тонкости солнечной энергетики (не было нужды ни по работе, ни дома). Кстати, на прошлой неделе вернулся из поездки Прага-Марианске Лазне-Мюнхен. Поездил по необходимости по Баварии. Ооочень много солнечных панелей. Вдоль дороги все свободные поля ими покрыты. А вот ветряков мало, видел всего парочку. Электроэнергия там в принципе дорогая, а солнечная энергетика по настоянию зеленых щедро датируется. Специалисты- сетевики скоро взвоют от местных эконорм.

А УЗИП он и в Африке УЗИП, куда его не ставь. Всякие загадочные и красочные названия (ну типа УФЗЭС) - чисто маркетинговый ход. "Дурят нашего брата" (С) и далее по тексту Шнура.

 

Уже взвыли, "зеленка" падать начала и субсидии не вытягивает Германия.
У нас в Беларуси тоже всё порезали, Белэнерго сказало, что платить за эту херь большие деньги не будет. Все проекты с квотами, которые были теоретически прибыльны, ушли ниже плинтуса. Вот и инвестиции...

Идентичного мнения. Тем более почему-то они его сделали II+III. Где I потеряли?

 

Мне бы с постоянным напряжением разобраться. Пожалуйста, укажите парочку производителей на алиэкспрессе. По 350р не видел, все от 800 （dc на 2 полюса）. УЗИП на 100В существуют？

 

Да, помню, и тоже полемика была нехилая, и зря сдулись.

 

1. Что постоянное напряжение, что переменное - физика процессов в сетях одинаковая. Я об этом выше написал.
2. Вот неплохой производитель https://ru.aliexpress.com/store/group/AC-SPD/300086_511720730.html?spm=a2g0v.12010612.0.0.191e613816Fq1v или https://ru.aliexpress.com/item/Hot-sale-C20-2P-10KA-20KA-275V-AC-SPD-House-Surge-Protector-Protective-Low-voltage-Arrester/32820658962.html?spm=a2g0v.search0604.3.363.711827a6hZNBT7&ws_ab_test=searchweb0_0,searchweb201602_2_10065_10068_319_317_10696_453_10084_454_10083_10618_10307_10301_537_536_10059_10884_10889_10887_321_322_10915_10103_10914_10911_10910,searchweb201603_6,ppcSwitch_0&algo_expid=af87a094-37f8-4e90-8bbd-b5f720cb3897-46&algo_pvid=af87a094-37f8-4e90-8bbd-b5f720cb3897
https://ru.aliexpress.com/store/product/Hot-sale-C20-1P-10KA-20KA-275V-AC-SPD-House-Surge-Protector-Protective-Low-voltage-Arrester/2945225_32822791023.html?spm=a2g0v.12010612.8148356.2.18b43f0atZuYiJ
НЕ РЕКЛАМА
3. УЗИПы на 100 В бывают, но их мало. Надо долго искать. Или на заказ

 

Забыл написать о ещё одной подлости продаванов. Если покупаете трехфазный УЗИП, то имейте ввиду: зачастую в ТТХ устройства указывается суммарный для трех фаз ток In и также Iimp. В реале токи воздействуют на каждую фазу. Поэтому указанный ток надо делить на 3 и на него ориентироваться в плане защитных уровней УЗИП. Как я написАл, желательно иметь In = 5...10 кА. Т. е. трехфазный УЗИП нужно брать на заявленные 15...30 кА. Вот такой маркетинговый ход.

 

Нет, пока не взвыли. Немцы очень законопослушны и толерантны. Только в кулуарах и только шопотом говорят, что зеленые м...

 

Потому и вымрут/ассимилируются/исламизируются.

 

@Osolemio, можно вопросик?
Существует некая фотоэлектрическая система. Стоит шкаф 1м х 1м, на шкафу висит солнечный модуль. В шкафу расположен аккумулятор и контроллер заряда (длина кабеля от солнечного модуля до контроллера заряда 30см), а также некая нагрузка. Допустим расположен данный шкаф в поле. Шкаф защищает молниеотвод, сделано заземление. Шкаф существует абсолютно автономно и никакие кабели (кроме проводов от солнечного модуля) в него не входят. Собственно говоря сам вопрос: Требуется ли установка УЗИП в таком случае? Интуиция подсказывает, что нужно поставить от панели до контроллера УЗИП III, однако, товарищи из Hakel написали технический бюллетень TNP018 11.07.2016 г. Защита силовых фотоэлектрических систем от импульсных перенапряжений в котором сказано, цитирую:
"Если фотоэлектрические модули оказывается в зоне защиты молниеприёмников или вышестоящих объектов, применение УЗИП целесообразно, если длина силового кабеля от солнечной фотоэлектрической батареи до оборудования составляет 15 м и более."
Из чего следует, что устанавливать УЗИП нецелесообразно.
Помогите разобраться в нелегком вопросе)

 

@ViLLaiN51,

Вопросик можно. Только я могу высказать лишь свое мнение. За экспертым - это пробуйте @АлександрСПб59 дергать. УЗИП - это его работа. А меня жизнь заставила просто кое в чем разобраться.
Смотрите: Как реактивный элемент, УЗИП гасит импульсы тока. Как нелинейный - напряжения.
Как устанавливается УЗИП? Обычно между двумя проводниками: токонесущим и нулевым потенциалом (заземляющее устройство). Для чего? Чтобы ток шел от потенциала ф1 до ф0 и на клеммах УЗИП появлялась разность потенциалов. Либо если разность потенциалов появилась (больше порога), УЗИП ее "погасил" через КЗ.
Интуиция немного подводит: УЗИП III - это фактически последнее устройство защиты перед потребителями (в основном для частных домов)

До него ставится УЗИП I и УЗИП II, в соответствии с зонами защиты и требованиям к размещению.
Что у вас происходит в отдельно стоящей системе без внешних коммуникаций? УЗИП установлен будет между + и землей и между - и землей. Это бы хорошо, если бы молния била в панели. Однако, если у вас они в зоне защиты молниеотвода и нет внешних сетей (у вас автономная электроустановка), то при попадании молнии в молниеотвод фактически (я полагаю, и выводы хакеля это подтверждают) путь тока один: заряды пойдут от потенциала ф1 на молниеприемнике, куда переместились заряженные частицы газового разряда (проводник 2 рода - перемещение ионов) до ф0 на вашем заземляющем устройстве (проводник 1 рода - движутся заряды). Пути для тока в сторону панелей нет. Провода короткие - со стороны панелей наведенных импульсов так же не возникнет в значимых величинах. А благодаря заземленным (?) корпусам СП разницы потенциалов между панелями и заземляющим устройством вообще не возникнет. Вот и получается, что нецелесообразно. Нефиг ему там делать. Ни тока, ни напряжения (имею в виду импульсов, от которых спасает УЗИП). Я нарисовал от руки картинку с потенциалами, у меня так получилось.

 

Логика размышлений абсолютно понятна. Я оправдывал УЗИП лишь тем, что может возникнуть импульс на проводах (он маленький, поэтому УЗИП 3).
А что там происходит уже военная тайна
За мнение спасибо

 

Для того, чтобы для "маленького" достоверно выбрать УЗИП 3, нужно доказать, что импульс будет соответствовать определенным характеристикам для УЗИП 3. Вряд ли это возможно сделать достаточно легко для вашего случая.

 

Спасибо. А стоит на постоянное напряжение брать специальные？Физика образования перенапряжений одинаковая, а бороться с ними ведь иначе？

 

Совершенно правильный вопрос. Ответ на него кроется в конструкции УЗИП. Ситуация такова: если элементом, который ограничивает перенапряжения в УЗИП, является оксидно-цинковый варистор, то такой УЗИП может использоваться и в сетях переменного, и в сетях постоянного тока. Только выбираются эти варисторы (ну и УЗИП) для этих сетей по-разному. Продаваны Вам могут рассказывать, что существуют специальные варисторы для сетей пост. тока и потому нельзя использовать варисторы для сетей пер. тока в сетях пост. тока. Ответственно заявляю: чушь полная. Причин две (очень кратко, не вдаваясь в подробности).
Причина 1: (физико-технологическая): процесс производства ZnO сам по себе довольно сложный, требующий ооочень скрупулезного выполнения всех технологических процессов. Основу варистора составляет кристаллический оксид цинка (99,9%) и большое количество разнообразных легирующих добавок (0,1%). Легирующие добавки, несмотря на то, что из только 0,1%, играют важнейшую роль в формировании вольт-амперной характеристики варисторов и по сути определяющую для её коэффициента нелинейности. ZnO и добавки измельчаются, затем обжигаются в кислородной среде, затем смесь прессуется в таблетки (в основном цилиндрической формы). Затем таблетки (цилиндры) снова обжигаются при высокой температуре. Торцы обожженных цилиндров металлизируются, как правило, напылением алюминия - это контакты для присоединения варисторов. Всё (я только не перечислил выбраковку на каждом этапе изготовления и выбраковочные испытания на финальной стадии). Если вырезать из толщи варистора микрокубик и рассмотреть под электронным микроскопом, то увидим следующую внутреннюю структуру варистора (см.рис)

Обозначения на рис.: 1 - кристаллы оксида цинка; 2 - межкристаллические прослойки; 3 - линии тока, протекающего через варистор; 4 - активные зоны.

После всех обработок кристаллы оксида цинка (1) становятся полупроводниками n-типа; прослойки (2), состоящие, в основном, из легирующих добавок, являются полупроводниками p-типа; каждая активная зона (4) представляет собой два встречно включенных p-n-перехода. Именно активные зоны определяют ВАХ варистора. (Важно: проводимость прослоек на много порядков ниже проводимости кристаллов оксида цинка и чисто по прослойкам ток не потечет, ток прыгает сквозь прослойки по пути минимального сопротивления вдоль силовых линий от одного кристалла ZnO к другому.) Таким образом, ЛЮБОЙ варистор представляет собой совокупность громадного количества встречно включенных p-n-переходов. Именно поэтому варисторы имеют симметричную ВАХ (не важно с какой стороны варистора подавать плюс, а с какой минус), т. е. варисторам изначально неважно в какой сети работать (подчеркиваю - я сравниваю сети пост. тока и пер. тока частотой 50 Гц).
Причина 2 (физико-коммерческая). Процесс проводимости варисторов в сетях пер. тока на 100% обеспечивают электроны. НО в полупроводниках имеются и ионы. Однако подвижность ионов в твердых полупроводниках в миллионы раз ниже подвижности электронов. Поэтому ионы даже не успевают сдвинуться за полупериод напряжения в сетях пер. тока. Так что в этих сетях процесс проводимости варисторов по сути исключительно электронный. Другое дело сети пост. тока. Здесь тоже основная проводимость обеспечивается электронами, но одновременно длительное приложение однонаправленного напряжения к варистору вызывает медленный, но верный дрейф ионов. Ионы двигаются и постепенно разрушают p-n-переходы, в итоге приводя варистор к выходу из строя - пробою. Любой полупроводник под воздействием напряжения стареет (т.н. электрическое старение) и когда-то варистор состарится до состояния, когда большая часть p-n-переходов разрушится и варистор пробьётся. Чем выше напряженность электрического поля внутри варистора, тем быстрее он старится. Варисторы выбирают так, чтобы срок его службы соответствовал сроку службы УЗИП. Я не могу вспомнить какие-либо нормы на этот срок службы, но, например, срок службы ОПН в сетях свыше высокого напряжения (>1000 В) нормирован не менее 30 лет. Для УЗИПов обычно срок службы декларируют производители. Очевидно, что время воздействия максимальной напряженности на полупроводник варистора в сетях пер. тока ниже чем в сетях пост. тока. Потому в сетях пост. тока варисторы стареют и пробиваются быстрее, чем в сетях пер. тока. Этому же, как я написАл выше, способствует ионная проводимость. Бороться с более быстрым разрушением варисторов в сетях пост. тока можно двумя путями. Первый путь: изменением состава легирующих добавок, которые будут препятствовать дрейфу ионов и уменьшать общее старение варисторов. Этот путь очень финансово затратный. Дело в том, что сам оксид цинка весьма дешев, а легирующие добавки ооочень дорогие, т. к. они включают в себя, в основном, редкоземельные элементы. Процесс изготовления варисторов тоже недешев. Поэтому производить отдельные варисторы именно для силовых сетей пост. тока (которых в общем немного по сравнению с сетями пер. тока) экономически не целесообразно. Поэтому в 99% случаев идут вторым путём: снижают напряженность электрического поля внутри обычного варистора, который применяется в сетях пер. тока. Таким образом доводят срок службы варисторов в этих сетях до нужного. Проще говоря, в сетях пост. тока применяют более толстые таблетки (варисторы) по сравнению с сетями пер. тока. Всё. Следствием этого является то, что на более толстом варисторе в сетях пост. тока падение напряжения при протекании тока перенапряжения получается выше, чем при протекании такого же тока через варисторы в сетях пер. напряжения. Т. е. УЗИП для сетей пост. тока всегда будет иметь уровень ограничения перенапряжений выше, чем в сетях пер. тока.

Так что первая часть ответа на Ваш вопрос следующая: если УЗИП имеет в своей основе ZnO варистор, то брать специальный для сетей пост. тока НЕ нужно, при условии соответствующего выбора Uc. Как выбирать этот параметр, я написал ранее.

Если же в составе УЗИП для сетей пер. тока имеется разрядник, то УЗИП в сетях пост. тока применять нельзя. Разряднике пост. тока существуют, но они имеют более "хитрую" конструкцию по сравнению с разрядниками для сетей пер. тока.

Вот собственно и всё, что мне кажется имеет отношение к делу. Извините, что получилось очень длинно, но короче как-то не смог.

Успехов.