पीव्ही सिस्टीमसाठी सर्ज प्रोटेक्शन डिव्हाइसेसची निवड - एसपीडीची स्थापना

१. एसपीडी स्थापनेवर परिणाम करणारे घटक

छतावरील फोटोव्होल्टेइक (PV) प्रणालींमधील ओव्हरव्होल्टेज प्रामुख्याने थेट वीज पडल्यामुळे (इमारतीवर किंवा जवळ किंवा LPS असलेल्या PV उपकरणांवर), विजेमुळे होणाऱ्या विद्युत क्षेत्रातील बदलांमुळे प्रेरित व्होल्टेजमुळे किंवा AC/DC वीज वितरण नेटवर्कमधील स्विचिंग कार्यांमुळे निर्माण होतात. सर्ज प्रोटेक्शनची गरज तपासण्यासाठी आणि योग्य संरक्षणात्मक धोरण निश्चित करण्यासाठी, उपकरणाच्या रेटेड इम्पल्स विथस्टँड व्होल्टेजचा (Uw) संदर्भ म्हणून वापर केला पाहिजे. जोखीम मूल्यांकनाद्वारे अन्यथा निर्दिष्ट केले नसल्यास, PV प्रणालीच्या DC आणि AC दोन्ही बाजूंना SPDs स्थापित केले पाहिजेत.

पीव्ही प्रणालीमधील ज्या उपकरणांना संरक्षणाची आवश्यकता असू शकते, त्यांमध्ये खालील उपकरणांचा समावेश होतो:

इन्व्हर्टर्स, ज्यामध्ये लो-व्होल्टेज एसी सिस्टीम आणि डीसी सिस्टीम या दोन्हींसाठीचे इंटरफेस समाविष्ट आहेत, पीव्ही अॅरे, पीव्ही सिस्टीमची अंतर्गत वायरिंग, इन्व्हर्टर आणि पीव्ही अॅरे यांच्यामध्ये स्थापित केलेले घटक, जसे की कंबाइनर बॉक्स; पीव्ही सिस्टीमच्या देखरेख आणि नियंत्रणासाठी वापरण्यात येणारी उपकरणे.

IEC 61643-12 आणि GB/T 21714 च्या संबंधित विभागांनुसार, पीव्ही प्रणालींसाठी एसपीडीची निवड आणि स्थापना अनेक घटकांवर अवलंबून असते. यामध्ये ग्राउंड फ्लॅश डेन्सिटी (NG) [1/km²·year] किंवा प्रति वर्ष गडगडाटी वादळांच्या दिवसांची सरासरी संख्या (T), कमी-व्होल्टेज वीज पुरवठा प्रणालीची वैशिष्ट्ये (उदा., ओव्हरहेड लाईन्स किंवा भूमिगत केबल्स) आणि संरक्षित केल्या जाणाऱ्या उपकरणाचे स्वरूप, तसेच पीव्ही प्रणालीला थेट वीज पडण्यापासून वाचवण्यासाठी बाह्य लाइटनिंग प्रोटेक्शन सिस्टीम (LPS) स्थापित केली आहे की नाही, यांचा समावेश होतो.

जर बाह्य LPS उपस्थित असेल तर, SPD आवश्यकता LPS च्या संरक्षण पातळीवर (वर्ग) आणि LPS आणि PV प्रणाली दरम्यान आवश्यक विभक्त अंतर (S) राखले जाते की नाही (विलग वि. गैर-विलग LPS) यावर अवलंबून असतात.

२. पीव्ही सिस्टीमच्या वीज संरक्षणावर विविध बाह्य एलपीएस संरचनेचा प्रभाव

छतावरील पीव्ही प्रणालींसाठी एसपीडी स्थापना, बाह्य एलपीएसच्या उपस्थिती आणि प्रकारानुसार, सामान्यतः तीन श्रेणींमध्ये विभागली जाते:

(1) बाह्य एलपीएस शिवाय पीव्ही प्रणाली

आकृतीमध्ये (जी येथे समाविष्ट नाही) दाखवल्याप्रमाणे, जर इमारत बाह्य वीज संरक्षण प्रणालीने सुसज्ज नसेल, तर वीज धोक्याच्या मूल्यांकनाच्या निष्कर्षांनुसार सर्ज प्रोटेक्शन डिव्हाइसेस (SPDs) स्थापित केले पाहिजेत. महत्त्वाच्या पीव्ही (PV) घटकांचे संरक्षण करण्यासाठी एसी (AC) आणि डीसी (DC) दोन्ही बाजूंना सर्ज प्रोटेक्शन डिव्हाइसेस स्थापित करण्याची शिफारस केली जाते.

डीसी बाजूसाठी, एक टाईप २ डीसी एसपीडी (DC1 म्हणून दर्शविलेले) पीव्ही कंबाइनर बॉक्सजवळ किंवा पीव्ही अॅरेजवळ (जर कंबाइनर बॉक्स वापरला नसेल तर) स्थापित केले पाहिजे. हे एसपीडी पीव्ही केबल्समधून प्रसारित होणाऱ्या बाह्य सर्जेसपासून इमारतीचे संरक्षण करते आणि सामान्यतः पीव्ही केबल्स इमारतीत प्रवेश केल्यानंतर लगेचच स्थापित केले जाते. दुसरे टाईप २ डीसी एसपीडी (DC2 म्हणून दर्शविलेले) इन्व्हर्टरच्या डीसी इनपुटजवळ स्थापित केले पाहिजे. जर DC1 आणि इन्व्हर्टरमधील केबलची लांबी १० मीटरपेक्षा कमी असेल, तर DC1 वगळले जाऊ शकते.

एसी बाजूसाठी, एसी मेन्स इनपुटवर टाइप २ एसी एसपीडी (एसी१ म्हणून दर्शविलेले) लावण्याची शिफारस केली जाते, जे सहसा मुख्य वितरण पॅनेलवर असते. हे उपकरण युटिलिटी ग्रीडमधून येणाऱ्या सर्जेसपासून संरक्षण करते. बाह्य वीज संरक्षणाशिवाय असलेल्या प्रणालीमध्ये एसी१ ची आवश्यकता आहे की नाही, हे वीज धोक्याच्या मूल्यांकनाच्या निकालांवर अवलंबून असते. महागड्या इन्व्हर्टरचे संरक्षण करण्यासाठी, टाइप २ एसी एसपीडी (एसी२ म्हणून दर्शविलेले) सामान्यतः इन्व्हर्टरच्या एसी आउटपुटजवळ स्थापित केले जाते. जर एसी१ आणि एसी२ मधील केबलची लांबी १० मीटरपेक्षा कमी असेल, तर एसी२ वगळले जाऊ शकते. सविस्तर मार्गदर्शनासाठी कृपया कॉन्फिगरेशन टेबलचा संदर्भ घ्या.

(2) आवश्यक विभक्त अंतर पूर्ण करणाऱ्या बाह्य एलपीएस असलेल्या पीव्ही प्रणाली (विलग एलपीएस)

आकृतीत दाखवल्याप्रमाणे, जेव्हा इमारतीला बाह्य वीज संरक्षण प्रणाली (जसे की एअर-टर्मिनेशन रॉड्स किंवा टेप्स) असते आणि छतावरील पीव्ही अॅरे योग्य विभक्त अंतर राखून या प्रणालीद्वारे संरक्षित केला जातो, तेव्हा ती पीव्ही प्रणाली आयसोलेटेड एलपीएसने सुसज्ज आहे असे मानले जाते. या परिस्थितीतही, एसपीडी स्थापित करणे आवश्यक आहे.

आयसोलेटेड एलपीएस (LPS) असलेल्या सिस्टीमसाठी, एसपीडी (SPD) सेटअप कोणत्याही बाह्य लाइटनिंग प्रोटेक्शनशिवाय असलेल्या सिस्टीमसारखाच असतो. एक टाइप २ डीसी एसपीडी (Type 2 DC SPD) कंबाइनर बॉक्सजवळ, किंवा कंबाइनर बॉक्स वापरला नसल्यास पीव्ही अॅरेजवळ (PV array) स्थापित केला पाहिजे. दुसरा टाइप २ डीसी एसपीडी इन्व्हर्टरच्या डीसी बाजूला, आणि एक टाइप २ एसी एसपीडी (Type 2 AC SPD) इन्व्हर्टरच्या एसी बाजूला ठेवला पाहिजे. तथापि, पीव्ही सिस्टीम इमारतीच्या आत आणि बाहेर जोडलेली असल्यामुळे, मुख्य एसी डिस्ट्रिब्युशन बोर्डवर, जिथे युटिलिटी पॉवर इमारतीत प्रवेश करते, तिथे एक टाइप १ एसी एसपीडी (Type 1 AC SPD) देखील आवश्यक आहे. तपशीलवार लेआउट मार्गदर्शनासाठी कॉन्फिगरेशन टेबलचा संदर्भ घ्या.

(3) आवश्यक विभक्त अंतर पूर्ण न करणाऱ्या बाह्य एलपीएस असलेल्या पीव्ही सिस्टीम (नॉन-आयसोलेटेड एलपीएस)

छतावरील पीव्ही सिस्टीममध्ये, जिथे पॅनेल्स बाह्य वीज संरक्षण प्रणालीच्या (LPS) खूप जवळ असतात आणि आवश्यक सुरक्षित अंतर राखू शकत नाहीत, तिथे योग्य वीज समविभव बंधन (lightning equipotential bonding) सुनिश्चित करण्यासाठी पीव्ही सिस्टीमचे सर्व धातूचे भाग एलपीएसला जोडणे आवश्यक असते. छतावरील वीज संरक्षणासाठी वापरली जाणारी ही एक सामान्य पद्धत आहे. या सेटअपमध्ये, एसी आणि डीसी दोन्ही केबल्सना बॉन्डिंग सिस्टीममध्ये समांतर वाहक मानले जाते, याचा अर्थ त्यांच्यावर विजेच्या प्रवाहाचा थेट परिणाम होऊ शकतो. म्हणूनच आयईसी (IEC) सिस्टीममधील महत्त्वाच्या ठिकाणी टाइप १ सर्ज प्रोटेक्टिव्ह डिव्हाइसेस (SPDs)—सहसा टाइप २ एसपीडींसोबत—वापरण्याची शिफारस करते: जिथे पीव्ही केबल्स इमारतीत प्रवेश करतात, आणि इन्व्हर्टरसारख्या महत्त्वाच्या उपकरणांच्या एसी आणि डीसी दोन्ही बाजूंना.

आकृतीत दाखवल्याप्रमाणे, DC1 शक्य तितके कंबाईनर बॉक्सच्या जवळ, किंवा कंबाईनर बॉक्स नसल्यास PV अॅरे जवळ स्थापित केले पाहिजे. इन्व्हर्टरला अधिक चांगले संरक्षण देण्यासाठी DC2 आणि AC2 त्याच्या जवळ ठेवले पाहिजेत. बहुतेक प्रकरणांमध्ये, AC1 (मुख्य पॅनलवर) आणि AC2 (इन्व्हर्टरजवळ) या दोन्हींची आवश्यकता असते. परंतु जर इन्व्हर्टर मुख्य पॅनलमध्ये स्थापित केला असेल आणि त्यांचे ग्राउंडिंग एकच असेल, तसेच केबलची लांबी 0.5 मीटर किंवा त्यापेक्षा कमी असेल, तर AC2 ची आवश्यकता भासणार नाही. स्थापनेच्या सविस्तर मार्गदर्शनासाठी तुम्ही तक्ता पाहू शकता.

१: खालील परिस्थितीत DC1 वगळले जाऊ शकते: जर DC1 आणि इन्व्हर्टरमधील केबलची लांबी १० मीटरपेक्षा कमी असेल, आणि AC2 ची व्होल्टेज संरक्षण पातळी (Up) ही PV अॅरेच्या रेटेड इम्पल्स विथस्टँड व्होल्टेजच्या (Uw) ०.८ पटीपेक्षा कमी किंवा समान असेल; किंवा जर AC2 ची Up ही Uw च्या ०.५ पटीपेक्षा कमी किंवा समान असेल आणि PE (प्रोटेक्टिव्ह अर्थ) कंडक्टर DC केबल्सच्या जवळून नेला असेल.

2: खालील परिस्थितीत AC2 वगळले जाऊ शकते: जर AC1 आणि AC2 मधील केबलची लांबी 10 मीटरपेक्षा कमी असेल; किंवा जर इन्व्हर्टर आणि मुख्य वितरण बोर्ड समान ग्राउंडिंग इलेक्ट्रोड वापरत असतील, आणि SPD कनेक्शन केबल्स प्रत्येकी 0.5 मीटरपेक्षा जास्त लांब नसतील—उदाहरणार्थ, जर इन्व्हर्टर मुख्य पॅनेलच्या आत बसवलेला असेल.

3: SPD ग्राउंडिंग कंडक्टरसाठी किमान क्रॉस-सेक्शनल क्षेत्रफळ: टाइप 2 SPD साठी, तांब्याच्या ग्राउंडिंग कंडक्टरचे क्षेत्रफळ 6 mm² पेक्षा कमी नसावे; टाइप 1 SPD साठी, ते 16 mm² पेक्षा कमी नसावे.

रूफटॉप पीव्ही सिस्टीममधील डीसी-साइड एसपीडीची निवड मुख्यत्वे इमारतीचे विजेपासून संरक्षण कसे केले आहे आणि सिस्टीमची वायरिंग कशी केली आहे यावर अवलंबून असते. कॉन्फिगरेशन टेबल आणि आयईसी मानकांनुसार, इन्व्हर्टरच्या डीसी बाजूला नेहमीच एक सर्ज प्रोटेक्टर असणे आवश्यक आहे. परंतु, कंबाइनर बॉक्सजवळ—किंवा कंबाइनर बॉक्स नसल्यास पीव्ही पॅनेलजवळ—अतिरिक्त एसपीडीची आवश्यकता फक्त तेव्हाच असते, जेव्हा पॅनेल आणि इन्व्हर्टरमधील केबलची लांबी १० मीटरपेक्षा जास्त असेल.

तरीही, हे सर्वत्र असे केले जात नाही. काही देशांमध्ये—उदाहरणार्थ, जर्मनीमध्ये—नियम मुळात याच्या उलट आहेत. तिथे, डीसी सर्ज प्रोटेक्शन नेहमी पीव्ही पॅनेलच्या अगदी जवळ बसवले जाते, आणि जर केबलची लांबी १० मीटरपेक्षा जास्त असेल तरच तुम्हाला ते इन्व्हर्टरजवळ लावण्याची गरज असते.