Choose the Best Surge Protection Devices for Solar PV Systems

Birçok kişi güneş enerjisine yatırım yapıyor ve bataryalar, paneller ve invertörler kuruyor. Ancak, aşağıdakiler gibi güç koruma sistemlerinin kurulumunu ya unutuyorlar ya da bazen bundan kaçınıyorlar: aşırı gerilim koruma cihazı. Aşırı gerilim koruma cihazları Güneş fotovoltaik sistemlerinin küçük ama değerli bir parçasıdır. Aşırı gerilim koruma cihazını “sessiz koruyucu” olarak nitelemek en uygun olur; zira bu cihaz, güneş enerjisi sistemini yıldırım ve gerilim dalgalanmalarından korur. Aşırı gerilim koruma cihazı olmadan, güneş panellerindeki ufak bir gerilim dalgalanması bile cihazı tahrip eder ve ondan gelen gücü keser. Bu nedenle, fazla gerilimi başka yöne yönlendirmek için bir aşırı gerilim koruma cihazı kurmanız gerekir. Bu cihaz, cihazlarınızı yıldırımlardan koruyacak ve güneş panellerinizin sağlıklı çalışmasını sağlayacaktır. Makaleyi sonuna kadar okuyun ve güneş enerjisi sisteminizin ömrünü uzatmayı öğrenin; enerji tasarrufu sağlayan ekipmanlar konusunda bilinçli kararlar verin.

Aşırı Gerilim Koruma Cihazlarının (SPD’ler) Rolü

SPD’ler, öngörülemeyen gerilimleri sınırlayarak ve aşırı akım akışını durdurarak elektronik ekipmanları korumayı amaçlamaktadır. Dış aşırı gerilim kaynakları arasında en güçlü neden olan yıldırım yer alır. Öte yandan, alternatif elektrik yüklerinin açılıp kapanması da dahil olmak üzere 65% iç aşırı gerilim meydana gelir. Röleler, kesiciler ve ısıtma sistemi de dahili dalgalanmalara dahildir. Etkili koruma sağlamak için esas olarak tüketici ünitelerini içeren elektronik cihazlarla çalışır. Genellikle elektrikli ekipmanları korur, ancak diğer SPD türleri de kablolu TV ve telefonlar gibi veri hatlarına bağlı cihazları korur. Ayrıca, elektrikli cihaz güvenli olsa da diğer hizmetler güvenli değilse, gerilim dalgalanmalarının kurulumunu etkileme olasılığı yüksektir. Bu nedenle, bir aşırı gerilim koruma cihazının kurulumu maliyet açısından verimli bir çözümdür. Bu cihaz, gerilim dalgalanmalarından kaynaklanan ekipman hasarını azaltır ve sistem ile verilerin güvenilirliğini artırır.

Güneş Enerjisi Fotovoltaik Sistemlerinde Elektriksel Aşırı Gerilimler

Elektrik dalgalanmaları, belirli bir aralığı aştığında güneş panellerinin çeşitli bileşenlerine zarar veren yüksek gerilimler şeklindedir. Burada, güneş enerjisi sistemini ve bileşenlerini etkileyen ani dalgalanmaları ele alacağız.

1. Yıldırım Dalgalanması

Doğal olarak, yıldırım muazzam bir enerji kaynağıdır. Yıldırım dalgalanmaları, indüklenmiş ve doğrudan yıldırım dalgalanmaları olarak sınıflandırılabilir. Bu ikisi arasında, indüklenmiş yıldırıma karşı koruma, doğrudan yıldırıma kıyasla daha kolaydır. Kablo ve elektrik hattı gibi çok uzun bir tel, yüksek gerilimli bir dalgalanma olan indüklenmiş yıldırım çarpmasına neden olur. Bu tür gerilim dalgalanmaları, invertörlere, panellere ve diğer parçalara zarar verebilir.

2. Açma/Kapama Dalgalanması

Bir anahtarın veya rölenin açık ve kapalı konumları arasında meydana gelen dalgalı yüksek gerilime “Açma/Kapama dalgalanması” denir. Bu durum, son derece yüksek gerilim üretir ve hızlı bir akım kaymasına yol açarak elektriksel empedansı artırır. Ayrıca, güneş PV sisteminin bileşenlerine zarar verebilecek kıvılcımlar ve elektromanyetik dalgalar oluşturur.

3. Yük Dökümü

Bir otomobilin akü bağlantısı kesildiğinde yük düşüşü meydana gelir. Alternatör aküyü şarj etmeye devam ederken otomobilin akü bağlantısında arıza meydana geldiğinde durum ciddi bir hal alır. Alternatör arızası, dalgalanmanın büyüklüğünü ve ciddiyetini belirlemek için manyetik alan şiddetini ve dönme hızını gösterir.

4. Elektrostatik Deşarj

ESD, bir yükün insan vücudu veya bir malzeme üzerinde çok düşük bir serbest potansiyele sahip olduğu durumlarda ortaya çıkan bir tür aşırı gerilimdir. Bu aşırı gerilim daha sonra, çok az enerjiye sahip olan veya hiç enerjisi bulunmayan komşu nesneye aktarılır. Yine de, gerilim dalgalanmaları elektrik devresinde arızaya yol açabilir veya elektronik bileşenlere zarar verebilir. Yüksek ve düşük dalgalanmalar, güneş PV sisteminin farklı kısımlarını potansiyel olarak etkileyebilir. Aşırı yükleme ve geçici gerilim, bazen güneş enerjisi bileşenlerini tahrip edebilir. Peki nasıl? Geçici gerilim, güneş panelleri. Yıldırım, tüm elektrik dalgalanmaları arasında en yüksek güce sahiptir ve güneş pillerinin çalışma kapasitesini bozar. Bu nedenle, güneş panelleri eskisi gibi verimli çalışmaz ya da tamamen işlevsiz hale gelir. Benzer şekilde, güneş panelleri gibi, invertörler gerilim dalgalanmalarına karşı hassastır. Yüksek gerilim dalgalanmaları, DC ve AC döngüsünü bozar ve invertör bileşenlerinin çalışmasını etkiler. Şiddetli bir dalgalanma, invertörleri bir anda tahrip eder. Güneş PV sistemi şunlara sahiptir: kablolar ve bağlantılar akımı ileten bileşenlerdir. Aşırı gerilim dalgalanmaları akım akışını bozar ve kısa devrelere neden olarak, sonuçta kablolama sistemini, invertörü ve güneş panellerini tahrip eder. Bu nedenle, güneş enerjisi fotovoltaik sistemleri için aşırı gerilim koruma cihazları, bir binanın temeli kadar hayati öneme sahiptir. Bu cihazlar, güneş enerjisi fotovoltaik sisteminin ömrünü ve çalışma kapasitesini artırmaya yardımcı olacaktır.

Güneş Enerjisi Fotovoltaik Sistemleri için Aşırı Gerilim Koruma Cihazı Türleri

Aşırı gerilim koruma cihazları, hem DC hem de AC devrelerinde de çalışır. DC-SPD’ler güneş PV sistemini yıldırımdan korurken, AC-SPD’ler akım aşırı yüklemesini önler. SPD’ler çeşitli güneş enerjisi devreleri için mevcuttur ve her sistemde farklı şekilde çalışır. Bu nedenle, kurulum sırasında farklı aşırı gerilim koruma cihazları kullanılır. Aşırı gerilim koruma standardı IEC/EN 61643-11, üç tür güneş enerjisi SPD'sini önermektedir. Bu cihazların işlevlerini ve güneş PV sistemini nasıl koruduklarını genel hatlarıyla ele alacağız.

Tip 1 – SPD

Tip 1-SPD’nin kurulumu, invertörün yukarısında, güneş paneli konumunda veya şebeke bağlantı noktasında gerçekleştirilmelidir. Bu cihaz, voltaj dalgalanmalarına neden olan doğrudan yıldırım çarpmalarına karşı güneş PV sistemini korur. Dışarıdan gelen dalgalanmalara karşı koruma sağladıkları için, en uygun kurulum yeri hizmet girişidir. Tip 1 – SPD, kesiciler ve sigortalarla da uyumlu çalıştığı için en kullanışlı ve güçlü güneş enerjisi kurulum sistemidir. 10/350 μs akım dalga formu aralığı ve yüksek deşarj akımı kapasitesi sunar.

Tip 2 – SPD

Tip 2 SPD’nin kurulum yeri, güneş panelinin akış yönünde bulunan invertör devresidir. Bu cihaz, güneş PV sistemini dolaylı yıldırım çarpmalarından kaynaklanan ani gerilim dalgalanmalarına karşı korur. Tip 2 – SPD, maliyet açısından etkilidir ve voltaj ile akımlara karşı Tip 1'e göre daha düşük koruma sağlar. 8/20 μs akım dalga formu aralığı ve orta düzeyde deşarj akımı kapasitesi sunar.

Tip 3 – SPD

Tip 3 – SPD’nin kurulumu, invertörün çıkış tarafındaki hassas yüklerin yakınına yerleştirilmesini amaçlar. Tip 1 ve Tip 2 ile birlikte çalışır; bu nedenle, birleşik SPD olarak da adlandırılır. Tip 3 – SPD, geçici gerilim dalgalanmalarını dağıttığı için Tip 2'yi tamamlayıcı bir unsurdur. 1,5/50 ila 8/20 μs arasında bir akım dalga formu ve düşük bir deşarj akımı kapasitesi sunar.

Güneş Enerjisi Fotovoltaik Sistemlerinde SPD’ler Nasıl Seçilir?

Güneş PV sistemi sahibi kişiler arasında sıkça sorulan bir soru, en iyi aşırı gerilim koruma cihazının nasıl seçileceğidir. Aslında, SPD seçimi çeşitli faktörlere bağlıdır. Şiddetli gerilim dalgalanmalarına dayanabilecek bir aşırı gerilim koruma cihazı seçmek gerekir; aksi takdirde, yaptığınız büyük yatırım bir anda boşa gidebilir. En iyi aşırı gerilim koruma cihazını seçerken bu faktörleri göz önünde bulundurun.

Güneş enerjisi fotovoltaik sisteminizin üstesinden geleceği yük türlerini analiz edin.
Aşırı gerilim risklerini ve bir sistemin ihtiyaç duyduğu SPD koruma türünü belirleyin.
Kurulumdan önce bölgenizdeki aşırı gerilim koruma ile ilgili yasal standartları ve elektrik yönetmeliklerini öğrenin.
Yüke ve özelliklere göre uygun SPD’yi seçin.

SPD Türüne Erişin

SPD seçerken dikkate alınması gereken ilk faktör, hangi tip SPD’yi kurmak istediğinizdir. Her sistemde, AC ve DC taraflarını yıldırım çarpmalarından korumak için birden fazla SPD kurulur. Sistemi doğrudan yıldırım çarpmalarına karşı korumak için Tip 1 SPD'yi tercih edin. Sistemi dolaylı yıldırım çarpmalarına karşı korumak için Tip 2 SPD'yi, dalgalanmalar ve aşırı yükler dahil olmak üzere tam koruma için ise Tip 3 SPD'yi tercih edin.

SPD Miktarını Belirleyin

Şimdi, güneş enerjisi fotovoltaik sistemleri için kaç adet aşırı gerilim koruma cihazı kurmak istediğinizi belirleyin. SPD kurulumu, güneş enerjisi sisteminin büyüklüğüne ve istediğiniz koruma türüne bağlı olacaktır. Güneş enerjisi cihazı ile SPD arasındaki mesafe on metre olmalıdır.

SPD Derecelendirmelerine bakın

Aşırı gerilim koruma cihazının (SPD) kaldırabileceği aşırı gerilim akım kapasitesini belirlemek için SPD değerlerine göz atın. SPD’nin nominal deşarj akımı (In) ve maksimum sürekli çalışma gerilimi (MCOV) değerlerinin yüksek olduğundan emin olun. Daha yüksek değerler, SPD’nin yüksek gerilimleri kaldırabileceği anlamına gelir.

SPD Özelliklerini Kontrol Edin

Güneş PV sisteminiz için satın alacağınız SPD’nin özelliklerini iyi anlayın. Bazı aşırı gerilim koruma cihazları dayanıklılık sunarken, diğerleri yalnızca işlevselliğe odaklanır. Gerilim işleme kapasitesini, izleme özelliğini, kullanım ömrünü ve diğer bazı özellikleri kontrol edin.

SPD Garantisi

Üreticinin orijinal olduğundan emin olmak için SPD garantisini kontrol edin. Orijinal cihazlar uzun süreli garanti ile sunulduğundan, bu size iç huzur sağlayacaktır.

Gerçek Hayattaki Uygulamalar

İster konut ister ticari alan olsun, güneş enerjisi sistemi kurulumu elektrikli ekipmanları çalıştırmanın yeni bir yoludur. Peki, güneş PV sistemlerinde elektrik sistemini koruyan herhangi bir aşırı gerilim koruma cihazı (SPD) var mı? Güneş PV sistemlerinde SPD’lerin çeşitli alanlardaki kullanımına genel bir bakış sunacağız. Konut tipi güneş PV sistemlerinde, aşırı gerilim koruma cihazı sistemi geçici aşırı gerilimlerden ve şebeke dalgalanmalarından korur. Özellikle konutlarda kablolamayı ve invertörleri koruyarak sabit bir enerji üretimi sağlar. Ticari ortamlarda ise SPD'ler, güneş panellerini aşırı gerilimlerden koruyarak çalışan makinelerin ve karmaşık sistemlerin kesintisiz çalışmasını sağlar. Bu sayede enerji üretimi artar ve aşırı gerilim kaynaklı kesinti süreleri azalır. SPD’ler endüstriyel sektörde de faydalıdır. Fabrikaların depolarını ve makinelerini elektriksel bozulmalardan korur. Ağır makinelerin dayanıklılığını artırır ve endüstriyel ekipmanları yıldırım ve aşırı yük dalgalanmalarından korur.

Son Düşünceler

SPD’ler, güneş PV sistemleri için vazgeçilmezdir. Elektrik sisteminin çalışma kapasitesini artırır ve sistemi ani gerilim dalgalanmalarından ve yıldırım çarpmalarından korur. Güneş PV sisteminiz için uygun aşırı gerilim koruma cihazını seçerken, öncelikle SPD’nin türünü, sayısını ve nominal değerini göz önünde bulundurun. Güneş PV sistemlerinin maruz kaldığı aşırı gerilim türleri, sistem bileşenlerini etkileyebilir; aksi takdirde bileşenler patlayabilir. Bu nedenle, sistem için doğru SPD türünü seçin. Tip 1 SPD'ler, şiddetli yıldırımlara karşı koruma sağladıkları için güneş PV sistemleri için en uygun seçenektir. Her alanda çalışmanın güvenilirliğini ve sürekliliğini sağlamak için doğru cihaza yatırım yapın.

Sık Sorulan Sorular

Güneş enerjisi fotovoltaik sistemlerinde aşırı gerilim koruma cihazı nasıl çalışır?

SPD’ler, güneş enerjisi fotovoltaik sistemlerini yıldırımdan koruyan cihazlardır. Güneş enerjisi ekipmanının bileşenlerinden gerilimi uzaklaştırarak bu bileşenlerin ömrünü ve çalışma kapasitesini güvence altına alır.

SPD’ler güneş paneli için neden vazgeçilmezdir?

Güneş panelleri, ışık, rüzgâr ve voltaj dalgalanmaları gibi dış ortam koşullarına maruz kalır. Bu faktörler, güneş panellerinin çalışmasını aksatabilir. Bu nedenle, bir aşırı gerilim koruma cihazı vazgeçilmezdir. Bu cihaz, güneş enerjisi sisteminin ve bileşenlerinin ömrünü uzatır.

Aşırı gerilim dalgalanmaları güneş enerjisi fotovoltaik sistemini etkiler mi?

Yıldırım, anahtarlama ve yükler gibi çeşitli dalgalanmalar güneş enerjisi sistemini etkiler. Bu durum, güneş enerjisi sisteminin çalışmasını ve bileşenlerini ilgilendirir.

SPD kurmazsam güneş enerjisi fotovoltaik sistemine ne olur?

Aşırı gerilim koruma cihazı, güneş enerjisi sistemini korur. Bu cihazlar olmadan, yıldırım ve aşırı gerilimler güneş panellerine, invertörlere ve bir PV birleştirme kutusu.

SPD’leri hangi yerlere monte etmeliyim?

Her bir aşırı gerilim koruma cihazının belirli bir kurulum yeri vardır. Tip 1 SPD, güneş panelinin yakınına kurulmalıdır; tip 2 ise invertörün yakınına kurulmalıdır. Öte yandan, tip 3, tip 1 ve 2’nin halihazırda kurulmuş olduğu yerlere yerleştirilebilir.

İlgili Ürün Kategorileri

DC Aşırı Gerilim Koruma Cihazları — DC SPD serilerini sistem gerilimi ve yayınlanmış koruma parametrelerine göre karşılaştırın.

Devre Koruması

Aşırı Gerilim Koruma Cihazı (SPD)

Güç Dağıtımı ve Kontrolü

Güneş Enerjisi ve DC Ürünleri

Güneş Enerjisi Fotovoltaik Sistemleri İçin En İyi Aşırı Gerilim Koruma Cihazlarını Seçin

Aşırı Gerilim Koruma Cihazlarının (SPD’ler) Rolü