Um guia completo para dispositivos de proteção contra surtos de CC (SPD) para energia solar

Como especialista em protetores contra surtos de CC, discuti como escolher o DC SPD certo para energia solar. E a importância do DC SPD para energia solar, suas conexões de fase, modos de proteção e muito mais. Leia até o fim para descobrir.

 

Entendimento do DC SPD para energia solar

Um dispositivo de proteção contra surtos de CC evita surtos de energia em sistemas solares fotovoltaicos. Ele redireciona a corrente do componente do sistema e evita que ele seja danificado. Entretanto, para ser mais preciso, o DC SPD contém um varistor de óxido metálico.

Assim, quando ocorre um surto no circuito, o varistor de óxido metálico absorve a tensão extra e permite que a corrente flua por ele. Como o varistor de óxido metálico tem alta resistência, o circuito não é prejudicado pelo fluxo de corrente.

Em vez disso, ele volta ao funcionamento normal quando o surto passa. Além disso, o processo é feito em nanossegundos apenas para que não haja risco de surto no sistema.

Entendimento do DC SPD para energia solar

 

Por que os sistemas solares precisam de dispositivos de proteção contra surtos de corrente contínua (SPD)?

• Segurança

O surto de tensão pode ocorrer por vários motivos, como raios ou mudanças internas no uso da tensão. Assim, como os sistemas solares fotovoltaicos são suscetíveis a danos, os surtos de tensão destroem os componentes do sistema fotovoltaico (PV) da energia solar.

Esse surto de tensão também cria buracos de queimadura nos painéis fotovoltaicos e degrada os inversores. Portanto, um dispositivo de proteção contra surtos de CC pode impedir que a corrente transborde para o circuito e evitar que esses componentes sejam danificados.

• Desempenho do sistema

Quando ocorre um pico de energia, ele impede que o sistema funcione em seu nível ideal. Às vezes, também danifica seriamente os componentes do sistema fotovoltaico. Portanto, quando você instala um protetor solar contra surtos no sistema fotovoltaico, ele ajuda o sistema a funcionar sem problemas, sem surtos repentinos. Como consequência, o sistema oferece um desempenho melhor e mais consistente.

• Tempo de vida

Picos repentinos de energia levam os componentes do sistema fotovoltaico a se degradarem com o tempo. Isso reduz gradualmente a expectativa de vida do sistema de energia solar. Portanto, um dispositivo de proteção contra surtos garantirá o bem-estar desses componentes. Além disso, esse dispositivo aumentará a expectativa de vida do sistema de energia solar por um período mais longo.

• Economia

Quando um raio atinge o sistema fotovoltaico de energia solar, ele pode danificar gravemente os inversores, os controladores ou os painéis. O reparo desses danos muitas vezes pode fazer com que você pague mais do que o investimento a longo prazo. Às vezes, pode ser necessário substituir esses componentes, o que é bastante caro.

Portanto, um DC SPD garantirá que você não gaste dinheiro extra e o ajudará a economizar mais no longo prazo. Portanto, vale muito a pena investir no DC SPD.

Como escolher o DC SPD correto para energia solar?

• Tipo

Há três tipos de DC SPD disponíveis para energia solar. Portanto, você precisa escolher o dispositivo de proteção contra surtos de CC com base em suas necessidades.

Tipos	Uso	Aplicativo
Tipo 1	O surto do tipo 1 foi projetado para lidar com descargas atmosféricas diretas. Esse dispositivo é instalado na entrada primária da fonte de alimentação. Além disso, ele protege uma área ampla. No entanto, esse dispositivo protege o sistema fotovoltaico de energia solar apenas de surtos externos.	Você pode instalá-los em áreas onde há grande chance de queda de raios.
Tipo 2	O dispositivo DC SPD tipo 2 é instalado na caixa de junção. Esse dispositivo ajuda a proteger o sistema fotovoltaico de energia solar contra raios indiretos. Para ser mais preciso, às vezes, o raio atinge uma corrente de terra. Assim, ele pode se deslocar até os circuitos do sistema fotovoltaico do painel solar e danificar os componentes.	Melhor para instalar em usinas de energia solar que são montadas dentro de residências ou edifícios.
Tipo 3	O dispositivo do tipo 3 é instalado a jusante do inversor. Esse dispositivo pode lidar com raios diretos e indiretos. Portanto, basicamente, é uma combinação do tipo 1 e do tipo 2. Além disso, ele é instalado como um complemento ao DC SPD tipo 2 no caso de cargas sensíveis.	Você pode instalar o DC SPD tipo 3 em ambientes industriais onde estão instaladas usinas de energia solar.

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• Dispositivo de proteção contra surtos Tipo 2 600V 2P DC
• Dispositivo de proteção contra surtos Tipo 2 1000V 3P DC
• Dispositivo de proteção contra surtos Tipo 2 1500V 3P DC
• Dispositivo de proteção contra surtos de 1000V CC tipo 1+2
• Dispositivo de proteção contra surtos de 1500V CC tipo 1+2

• Densidade do flash

A densidade de relâmpagos é o número de relâmpagos que atingem o solo por quilômetro quadrado. Ela é medida com base em um ano. Essa densidade de relâmpagos o ajuda a saber a quantidade de relâmpagos que ocorrem em uma determinada área. Portanto, você pode escolher um DPS CC com base em quantos relâmpagos ele pode suportar em média.

Por exemplo, você pode escolher o DC SPD tipo 1 se houver muita ocorrência de raios em uma determinada área, pois esse dispositivo foi projetado especialmente para proteger os componentes contra descargas atmosféricas.

• Temperatura operacional do sistema

A temperatura de operação do sistema é o limite de operação do dispositivo no qual o componente físico pode falhar. Portanto, você deve conhecer a temperatura de operação do sistema do DC SPD que escolherá. Por exemplo, um DC SPD tipo 3 pode funcionar entre -40/+85°C. Uma melhor faixa de operação do sistema garantirá que o DC SPD esteja funcionando com segurança.

• Tensão do sistema

A tensão do sistema é a classificação máxima de tensão na qual o DC SPD funcionará. Isso significa que, se a corrente ultrapassar a corrente nominal, o dispositivo de proteção contra surtos de CC poderá se degradar. Isso também pode causar danos permanentes ao dispositivo. Portanto, certifique-se de que o DC SPD que você escolher tenha uma classificação de alta tensão.

Conexões de fase e modos de proteção do DC SPD

Especificações	Proteção	Aplicativos
1P	Linha de proteção monofásica e o terra	Eletrodomésticos
1+ NPE	Linha de proteção monofásica, neutro e terra	Usos industriais
3P	Linha de proteção trifásica e o terra	Usos industriais
3+ NPE	Linha de proteção trifásica, neutro e terra	Usos comerciais

• 1p

O 1P refere-se à conexão monofásica em que o DC SPD protegerá apenas um pino. Além disso, ele protegerá a conexão à terra, que é usada para fins de segurança. No entanto, se você não sabe o que é a conexão à terra, ela é a conexão do sistema de energia elétrica com o solo. Essa conexão à terra direciona a corrente para um espaço onde não podem ocorrer acidentes.

• 1+NPE

O NPE 1+ significa que o dispositivo protege uma conexão monofásica. Além disso, ele protege a conexão entre o neutro e o terra. No entanto, você conhece a conexão ao terra, mas o que é a conexão ao neutro? Essa linha neutra fornece um caminho de retorno para equilibrar a tensão em um circuito.

• 3P

O 3P significa que o dispositivo protegerá uma conexão trifásica e uma conexão de aterramento. Aqui, a conexão trifásica transmite a tensão extra para a conexão à terra. Em seguida, a conexão à terra redireciona o fluxo de eletricidade para que não ocorra nenhum surto.

• 3+NPE

O NPE 3+ significa que ele contém uma linha de conexão trifásica, uma conexão de aterramento e uma linha neutra. Aqui, a linha de fase transporta a corrente e a linha neutra redireciona a corrente de volta para o painel. E, por fim, a conexão de aterramento é usada para proteger o sistema de energia solar contra picos de energia.

 

Quais são os componentes do DC SPD para energia solar?

Vários tipos de resistores evitam surtos em usinas de energia solar. Portanto, seu DC SPD pode conter qualquer um desses resistores. Aqui, escrevi sobre seu funcionamento interno e como eles evitam surtos de energia. Dê uma olhada:

 

• Varistores de óxido metálico

O varistor de óxido metálico é um tipo de resistor que ajuda os dispositivos elétricos a evitar sobretensão ou picos de energia. Esse varistor é colocado na entrada do circuito. Esse resistor garante que a tensão extra do circuito primário possa ser transiente facilmente.

Entretanto, sua resistência muda de acordo com a tensão. Isso significa que, se a tensão aumentar, a resistência diminuirá. Como resultado, o fluxo de corrente será maior no circuito do DC SPD, o que ajudará a equilibrar a tensão.

Varistor de óxido metálico

 

• Tubos de descarga de gás

Os tubos de descarga de gás (GDT) são tubos de proteção contra raios. Quando esse tubo detecta um aumento na tensão, ele libera o gás inerte, que forma um canal de baixa resistência devido à ionização. Além disso, ele passa a corrente para a linha de aterramento. Dessa forma, o tubo de descarga de gás evita picos de energia em usinas de energia solar.

Tubo de descarga de gás

 

• Resistores sensíveis

Há alguns resistores sensíveis, como os supressores de tensão transiente (TVS). Esses supressores de tensão podem agir rapidamente contra a tensão transitória. No início, quando os diodos do TVS detectam a tensão no circuito, eles se convertem em um estado de transição baixo. Em seguida, eles transmitem a tensão extra para o terra. Às vezes, a tensão extra também pode passar pelo TVS diodos.

Resistor sensível

 

Como a sobretensão interrompe o sistema de painéis solares?

• Danificar as células solares

A sobrecarga de tensão no circuito exerce pressão sobre as células solares. Como resultado, elas começam a se superaquecer. Em última análise, isso faz com que os materiais se queimem ou danifiquem a célula. Às vezes, isso pode causar danos irreparáveis à célula solar. Como consequência, talvez seja necessário trocar completamente a usina de energia solar.

• Criar um risco de incêndio

Quando a tensão fica sobrecarregada, os materiais começam a se superaquecer. Às vezes, o superaquecimento excessivo pode levar os materiais a explodir. Como resultado, isso criará um enorme risco de incêndio nas usinas de energia solar. Além disso, como essas usinas estão interconectadas umas com as outras, isso pode arruinar todo o sistema de instalação do painel de energia solar. Isso também pode colocar em risco a vida das pessoas.

• Fonte de alimentação de interrupção

A sobrecarga de tensão impede que o circuito ofereça um desempenho consistente. Esses surtos regulares gradualmente tornam a usina de energia solar incapaz de funcionar sem problemas. Como resultado, os consumidores recebem um desempenho reduzido do sistema. Portanto, se as medidas adequadas não forem tomadas no momento certo, não demorará muito para que todo o sistema seja danificado.

 

Quantos dispositivos de proteção contra surtos são necessários para a energia solar?

• Se o cabo CC tiver menos de 10 metros, você deverá instalar um SPD nos módulos solares.
• Se o cabo CC tiver mais de 10 metros, você deverá instalar o primeiro SPD no inversor. Em seguida, você pode instalar um segundo SPD no módulo solar.

 

Dicas de pré-instalação do DC SPD para energia solar

• Você deve se certificar de que o SPD instalado tenha uma classificação de tensão mais alta do que a classificação de tensão esperada da usina de energia solar.
• Você deve garantir que haja espaço suficiente no gabinete do DC SPD para que o equipamento possa ser instalado corretamente e não apresente mau funcionamento devido à interrupção das conexões.
• Se for instalar mais de um DC SPD, certifique-se de que o espaço entre esses dispositivos de proteção contra surtos seja gerenciável.

Como instalar o DC SPD para energia solar?

Etapa 1: Conectar o DC SPD ao sistema solar

Primeiro, você precisa posicionar o DC SPD no local onde há possibilidade de surto. O local pode ser no inversor ou nos módulos solares com base no tamanho do cabo. Depois de encontrar o local, desligue as conexões elétricas do sistema fotovoltaico do painel solar para reduzir o risco de levar um choque elétrico enquanto estiver trabalhando nele.

Agora, você precisa pegar os cabos dos módulos do sistema fotovoltaico da usina de energia solar e conectá-los aos terminais do DC SPD. Esses terminais podem conter pinos monofásicos a pinos trifásicos.

Para ser mais preciso, se for uma conexão monofásica, você precisará conectar o cabo com marcação positiva ao terminal positivo e o cabo com marcação negativa ao terminal negativo.

O último cabo marcado como PE será conectado à linha de aterramento. Agora, certifique-se de que os cabos estejam conectados aos terminais corretamente para que não haja conexões soltas.

Etapa 2: Selecione o gabinete

Primeiro, selecione um compartimento onde você possa colocar o DC SPD. Entretanto, você também pode personalizar o compartimento para colocar o equipamento. Certifique-se de que haja aberturas na caixa do compartimento para que o calor possa sair da caixa.

Etapa 3: Fixar o DC SPD

Coloque o DC SPD no compartimento. Certifique-se de que os terminais estejam fixados corretamente em seu interior. Além disso, você pode colocar esses terminais voltados para baixo para que não haja acúmulo de poeira nas conexões.

Etapa 4: rotear os cabos

Agora, você pode rotear o Módulo fotovoltaico cabos ao gabinete. Além disso, é necessário usar braçadeiras de cabo para prender a borda do circuito de modo que ele não entre em contato com outros componentes e não crie nenhum risco em potencial. Em seguida, você pode fechar o gabinete.

Etapa 5: Teste o sistema fotovoltaico

Agora, você pode operar o sistema fotovoltaico e verificar se o DC SPD está fornecendo proteção adequada contra surtos e se a usina de energia solar está funcionando bem.

Como manter o DC SPD para energia solar?

Verificação regular: Você deve monitorar regularmente o DC SPD e verificar se há conexões soltas. Se você encontrar alguma conexão solta, prenda-a novamente com firmeza. Além disso, verifique se há acúmulo de poeira nos cabos. Às vezes, o acúmulo de poeira pode degradar os fios e danificá-los.

Substituição de rotina: Ao verificar o DC SPD, certifique-se de que todos os componentes estejam novos e intactos. Entretanto, se você observar algum dano no cabo ou no componente, substitua-o imediatamente.

 

DC SPD vs. AC SPD para energia solar: As diferenças

Especificações	DC SPD	AC SPD
Tipo atual	Corrente contínua	Corrente alternada
Conexão	Módulos solares fotovoltaicos, caixas de junção ou inversores	Rede de serviços públicos e equipamentos de carga
Tensão	1500 V	120V - 480V
Propriedades de fixação	Surtos de tensão unidirecionais	Surtos de tensão bidirecionais
Aplicativos	Sistemas solares fotovoltaicos, sistemas de armazenamento de bateria, infraestrutura de telecomunicações	Sistemas tradicionais de distribuição de energia, edifícios e instalações

Conclusão

Se for para iluminação direta, você pode escolher o tipo 1. Se for para iluminação indireta, você pode escolher o tipo 2. Mas, se houver uma chance de ocorrerem raios diretos e indiretos, você pode escolher o tipo 3.

No entanto, LETOP é um  DC SPD A empresa é uma fabricante que fornece aos clientes dispositivos de proteção contra surtos de corrente contínua com nossos 20 anos de experiência. Portanto, se sua aplicação precisar de um DC SPD, então Entre em contato conosco imediatamente para que nosso serviço premium esteja pronto para você.

Perguntas frequentes

1. Qual é a tensão máxima do DC SPD para energia solar?

A tensão máxima do DC SPD para energia solar é de 1000V. Isso significa que a energia pode funcionar em um máximo de 1000 V no circuito. Além disso, a classificação de tensão do DC SPD define a taxa máxima em que o dispositivo pode funcionar. Se o dispositivo exceder essa classificação, o DC SPD será danificado.

 

2. Qual DC SPD para energia solar é melhor?

Vários tipos de DC SPD são projetados principalmente para diferentes aplicações. Portanto, a escolha do DC SPD depende do local da aplicação. No entanto, o DC SPD tipo 1 geralmente é melhor para energia solar, pois foi especialmente projetado para lidar com descargas atmosféricas diretas.

 

3. O DC SPD para energia solar é caro?

Sim. Em geral, o DC SPD para energia solar é um pouco caro, mas vale a pena em uma consideração de longo prazo. Além disso, você não terá que gastar dinheiro desnecessário em reparos se optar por ele. No entanto, a compra de um DC SPD para energia solar pode custar, em média, de $100 a $300.

 

4. Qual é a duração do DC SPD?

Um DC SPD pode durar de dois a cinco anos, em média. Entretanto, se você fizer a manutenção regular do dispositivo, ele poderá durar mais de cinco anos.

 

5. Qual deve ser o tamanho do fio CC do cabo solar?

O tamanho do fio pode ser de 4 mm, 6 mm ou 10 mm, dependendo do sistema solar que você usa. Por exemplo, se o DC SPD for para sistemas fotovoltaicos, o uso de um cabo solar de 4 mm é adequado. Ele ajuda a equilibrar a capacidade de transporte de corrente da usina de energia solar.