Solarstromanlage für Photovoltaik-Sicherungen
1. Nach Systemgröße
- Haushalts-Photovoltaikanlage (Dach-Photovoltaik)
Dies ist das grundlegende Anwendungsszenario für Photovoltaik-Sicherungen. In privaten Photovoltaikanlagen wird normalerweise eine Sicherung zwischen dem Photovoltaikmodul und dem Wechselrichter installiert, mit zwei Hauptaufgaben: den internen Stromkreis des Hauses vor dem durch die Photovoltaikanlage verursachten Rückflussstoß zu schützen und den abnormalen Strom schnell zu unterbrechen, um eine Überhitzung und sogar einen Brand zu verhindern, wenn die Baugruppe kurzgeschlossen wird. Solche Systeme verwenden typischerweise Niederstromspezifikationen (z. B. 1 A bis 30 A) und sind mit String-Wechselrichtern kompatibel.
- Industrielles und kommerzielles dezentrales Kraftwerk
In Dach- oder Bodenverteilungssystemen in Fabriken, Einkaufszentren, Schulen, Krankenhäusern usw. werden Sicherungen normalerweise zwischen Schalttafeln und dem Anschlusskasten installiert, um den Anschlusskasten und die gesamte Gleichstromleitung zu schützen. Aufgrund der Komplexität elektrischer Systeme in einer industriellen Umgebung sind die Bruchfestigkeit und Ansprechgeschwindigkeit von Sicherungen anspruchsvoller und es müssen geeignete Spezifikationen ausgewählt werden.
Großes terrestrisches Photovoltaikkraftwerk (zentrales System)
Große Kraftwerke verfügen über mehr Komponenten und eine systematischere Sicherungsanordnung. Zusätzlich zum Einsatz von Sicherungen am Ausgangsende jedes Strings sind mehrere Schutzebenen zwischen dem Generatorkasten und dem Wechselrichter sowie auf dem DC-Eingangsbus des Wechselrichters erforderlich. Das System kann für hohe Stromspezifikationen (z. B. . 200A bis 500 A) ausgewählt werden, passt sich an zentralisierte Wechselrichter an und erfordert eine Zerkleinerungskapazität von mehr als 50 kA.
2. Nach Systemstruktur
Serielle Photovoltaikanlagen
Dies ist die vorherrschende Architektur für verteilte Photovoltaik. Für den Schutz auf Einzelstrangebene muss jeder positive oder negative Ausgangsanschluss eines Strings an eine Sicherung angeschlossen werden (oder einen integrierten Sicherungsanschluss verwenden). Bei einer Fehlfunktion eines Strangs schmilzt die Sicherung schnell und isoliert die fehlerhaften Zweige, ohne den Betrieb anderer normaler Stränge zu beeinträchtigen. String-Wechselrichter verfügen in der Regel über die Fähigkeit, String-Ströme zu erkennen und können zum schnellen Auffinden und Ersetzen von Sicherungsfehlern eingesetzt werden.
Zentralisierte Photovoltaikanlage
Mehrere Strings werden zunächst zusammengefasst und dann an einen Zentralwechselrichter angeschlossen. In dieser Architektur muss die Sicherung zwei Ebenen abdecken: einen seriellen Zweig zum Schutz der Kombinationsbox und einen Bus zum Schutz des DC-Eingangsendes des Wechselrichters. Einige Systeme verwenden auch intelligente Zünder, die das Ausfallrisiko wie Zweigrückfluss und kleine Mehrfachüberlastungen wirksam bekämpfen können.
Integriertes Photovoltaik-Energiespeichersystem
Im Photovoltaik- und Energiespeichersystem muss die Photovoltaiksicherung nicht nur die Gleichstromseite des Photovoltaiksystems, sondern auch das Schutzsystem des Energiespeichersystems schützen. Der Lade-Entladekreis des Energiespeicher-Akkupacks erfordert außerdem einen Überlaufschutz und einen Kurzschlussschutz. Photovoltaik-Sicherungen und Energiespeicher-Sicherungen bilden zusammen eine komplette DC-seitige Schutzkette im DC-Kombinationsglied.
3. Nach Batterietechnologietyp
- Batteriesystem aus kristallinem Silizium (einschließlich monokristallinem Silizium und polykristallinem Silizium)
Photovoltaik-Sicherungen lassen sich umfassend an kristalline Siliziumzellensysteme anpassen und bieten einen wirksamen Überlast- und Kurzschlussschutz für herkömmliche kristalline Siliziummodule und Siliziummodule. Insbesondere wenn mehrere Serien parallel an denselben MPPT-Kanal angeschlossen sind, kann die Sicherung verhindern, dass ein Serienfehler dazu führt, dass ein anderer Serienstrom zurückfließt.
- Dünnschichtbatteriesystem
Dünnschichtbatterien haben andere elektrische Eigenschaften als kristalline Siliziumbatterien und weisen relativ kleine Kurzschlussströme auf. Herkömmliche Sicherungen funktionieren im Falle einer Fehlfunktion möglicherweise nicht zuverlässig. Um diese Eigenschaft zu erreichen, wurde die spezielle PV-DC-Sicherung optimiert, die den Niederspannungs-Fehlerstrom effektiv unterbricht und einen angemessenen Schutz bietet.
4. Anwendbare Systeme unter besonderen Umständen
- Photovoltaik-Kraftwerk in großer Höhe-
In hochgelegenen Gebieten mit dünner Luft und schlechten Wärmeableitungsbedingungen muss der Nennstrom der Zünder entsprechend der Umgebungstragfähigkeitskurve reduziert werden. Photovoltaik-Zünder verfügen über eine große Temperaturanpassungsfähigkeit (normalerweise bis zu -25 °C bis +70 °C oder sogar +85 °C), wodurch sie solchen extremen Umgebungen standhalten können.
- Hochtemperatur-Umweltkraftwerk (z. B. Wüsten-Photovoltaikanlage)
Wenn die Umgebungstemperatur 40 °C übersteigt, nimmt die Strombelastbarkeit des Zünders ab und es sollte ein Modell mit einem höheren Nennstrom oder einem verbesserten Wärmeableitungsdesign ausgewählt werden. Das wetterfeste Design von Photovoltaik-Sicherungen kann ultraviolettem Licht, hohen Temperaturen, hoher Luftfeuchtigkeit usw. widerstehen.
- Wasser-Photovoltaik (komplementäre Fischerei-Photovoltaik, schwimmende Photovoltaik)
Bei hoher Luftfeuchtigkeit und Salznebelkorrosion sind das Schutzniveau und die Korrosionsbeständigkeit des Sicherungsgehäuses erforderlich. Photovoltaik-Sicherungen verwenden in der Regel flammhemmende Materialien (z. B. PA66) als Abdeckung mit einer Schutzart von mindestens IP2X, und einige Produkte können einen höheren Schutzgrad erreichen.
5. Klassifizierung nach Spannungsebene
- 1000-V-Gleichstromsystem
Dies ist die gängigste Spannungsebene für Photovoltaikanlagen und wird in den meisten dezentralen Haushalts- und Gewerbesystemen verwendet. Die entsprechende Photovoltaik-Sicherung ist für DC1000 V ausgelegt und hat einen Nennstrombereich von 1 A bis 30 A (String-Ebene) oder höher (Bus-Ebene).
- 1500-V-Gleichstromsystem
Mit der Verbreitung von Hochleistungskomponenten nimmt der Anteil von 1500-V-Systemen in großen terrestrischen Kraftwerken rapide zu. Die entsprechende Photovoltaik-Sicherung benötigt eine Nennspannung von DC1500V, bei einigen Produkten ein Ausschaltvermögen von 20 kA-25 kA.
