Bezpečnější fotovoltaické systémy

Tyto varovné systémy zvyšují bezpečnost solárních instalací tím, že v případě vzniku elektrického oblouku spouštějí automatické vypnutí. Stejnosměrná oblouková ochrana je relevantní nejen pro fotovoltaiku, ale i pro další technologie, jako je bateriová technika, letectví nebo elektromobilita, kde lze v různých aplikacích pozorovat tendenci k vyšším napětím, což zvyšuje riziko elektrických přeskoků a výsledných paralelních nebo sériových oblouků.

Detektory hlídají rizika
K sériovému oblouku ve FV systémech dochází v důsledku problémů s kontakty, např. vadných pájených spojů v modulu nebo ve stejnosměrném zapojení střídače, přičemž vysoké teploty na vadných kontaktních místech mohou způsobit i vznícení systému.
„Detektory obloukových poruch v invertorech využívají toho, že oblouk vede ke skoku proudu ve střídači nebo k charakteristickému širokopásmovému šumu. Detekují oblouk a ještě před dosažením kritické energie se vypnou. V USA jsou od roku 2011 tyto detektory pro nově instalované fotovoltaické systémy povinné a některé stavební pojišťovny je vyžadují z důvodů požární ochrany,“ vysvětluje Felix Kulenkampff z Fraunhofer ISE.
Nový standard IEC podle něj odstraňuje některé slabiny starého amerického standardu, který dostatečně nesimuloval reálný provoz, takže mnoho oblouků zůstalo nezjištěno, protože nedosáhly prahových hodnot alarmu nebo byly spuštěny falešné poplachy.

Nový standard podporují realističtější testy
S nově publikovanou mezinárodní normou IEC 63027 lze na detektorech provádět spolehlivější testy, přičemž nový testbed realisticky reprodukuje elektrický oblouk, což může výrazně snížit riziko nedetekovaného oblouku a falešného vypnutí.
Zkušební zařízení v TestLab Power Electronics vhodné pro stejnosměrná napětí do 1500 V umožňuje díky modulární konstrukci testovací scénáře s různým zapojením FV modulů. Pro test podle normy IEC 63027 je jako FV simulátor místo reálných FV modulů použit elektronický stejnosměrný zdroj. Proud teče z FV simulátoru do střídače přes připojovací bod, který lze přesně odpojit. Tím je kulový kloub tvořený dvěma wolframovými elektrodami, které se od sebe odtahují definovanou rychlostí, čímž se zapálí charakteristický oblouk.
Pevné parametry testu (vzdálenost elektrody a rychlost) lze uložit a vybrat pro testovací sekvenci. Aby výsledek měření nebyl ovlivněn FV simulátorem, je mezi střídač a simulovaný FV systém zapojena filtrační síť.
Pro správnou funkci hlásiče oblouku je rozhodující doba do vypnutí střídače. Čím kratší dobu hoří oblouk, tím menší je příkon energie do vadného kontaktního místa, takže krátké vypínací časy spolehlivě zabrání vzniku požáru. Pokud je energie mezi 200 a 750 jouly a doba vypnutí kratší než 2,5 s, detektor testem projde. Automatické opětovné připojení po vypnutí detektoru je povoleno čtyřikrát během 24 hodin, popáté musí být znovu připojen ručně.

Petr Sedlický
Foto: Fraunhofer ISE

Publikováno: 23. 7. 2024 | Počet zobrazení: 21 2