Los sistemas fotovoltaicos desprotegidos sufrirán daños repetidos e importantes.
Esto da como resultado costos sustanciales de reparación y reemplazo, tiempo de inactividad del sistema y pérdida de ingresos.
Los dispositivos de protección contra sobretensiones (SPD) correctamente instalados minimizarán el impacto potencial de los eventos de rayos.
Somos un fabricante confiable de dispositivos de protección contra sobretensiones en China que se especializa en la fabricación de SPD de alta calidad.
Con un profundo conocimiento de las normas y reglamentos, LSP fabrica millones de dispositivos de protección contra sobretensiones de CC (DC SPD) cada año.
Hay dos tipos diferentes de dispositivos de protección contra sobretensiones de CC SPD según IEC 61643-31:2018 y EN 61643-31:2019 (sustituto de EN 50539-11:2013).
Dispositivo de protección contra sobretensiones de CC tipo 1+2 SPD de hasta 1500 V CC para sistemas solares/fotovoltaicos, seguridad probada de forma independiente a través de la aprobación TUV y CB.
Alta fiabilidad operativa, gracias a una corriente nominal de cortocircuito de hasta 2000 A.
Max. tensión de funcionamiento continua Ucpv: 1000V 1500V
Tipo 1+2 / Clase I+II / Clase B
Corriente de descarga de impulso (10/350 μs) Itotal = 12,5kA @ Tipo 1
Corriente de descarga de impulso (10/350 μs) Idiablillo = 6,25kA @ Tipo 1
Corriente nominal de descarga (8/20 μs) In = 20kA @ Tipo 2
Corriente máxima de descarga (8/20 μs) Imax = 40kA @ Tipo 2
Elementos de protección: Varistor de Óxido Metálico (MOV) y Tubo de Descarga de Gas (GDT)
Este dispositivo de protección contra sobretensiones solares de la serie SPD FLP-PVxxxG utiliza circuitos de varistor de óxido de metal (MOV) y tubo de descarga de gas (GDT) para proteger los dispositivos eléctricos de picos en la corriente alterna.
La carcasa del dispositivo de protección contra sobretensiones de CC solar fotovoltaica tipo 1+2 SPD tiene un diseño monobloque y está disponible con o sin contacto flotante de indicación remota.
El dispositivo de protección contra sobretensiones de CC Tipo 1+2 de Reliable SPD está diseñado para satisfacer las necesidades de protección de las instalaciones contra rayos y sobretensiones. ¡Obtenga el precio del SPD de CC Tipo 1+2 ahora!
Este dispositivo de protección contra sobretensiones de CC SPD Tipo 1+2, sistemas de voltaje de CC aislados con 600 V 1000 V 1200 V 1500 V CC tienen una clasificación de corriente de cortocircuito de hasta 1000 A.
Permite la sustitución del elemento de protección (MOV), asegurando comodidad y reducción de costes.
El dispositivo de protección contra sobretensiones tipo 1+2 SPD se caracteriza por una forma de onda de corriente de rayo de 10/350 µs y 8/20 µs.
El dispositivo de protección contra sobretensiones CC solar fotovoltaica tipo 1+2 SPD protege contra mal funcionamiento y defectos causados por sobretensiones.
Max. tensión de funcionamiento continua Ucpv: 600V 1000V 1200V 1500V
Tipo 1+2 / Clase I+II / Clase B
Corriente de descarga de impulso (10/350 μs) Idiablillo = 6,25kA @ Tipo 1
Corriente nominal de descarga (8/20 μs) In = 20kA @ Tipo 2
Corriente máxima de descarga (8/20 μs) Imax = 40kA @ Tipo 2
Elementos de protección: Varistor de Óxido Metálico (MOV)
El dispositivo de protección contra sobretensiones de CA de tipo 1+2 para carril DIN SPD puede ser con o sin señalización remota.
El dispositivo de protección solar contra sobretensiones SPD Tipo 1+2 de Reliable está diseñado para satisfacer las necesidades de protección de las instalaciones contra rayos y sobretensiones. ¡Obtenga el precio del SPD solar tipo 1+2 ahora!
Este dispositivo de protección contra sobretensiones de CC SPD Tipo 2, sistemas de voltaje de CC aislados con 600 V 1000 V 1200 V 1500 V CC tienen una clasificación de corriente de cortocircuito de hasta 1000 A.
El dispositivo de protección contra sobretensiones tipo 2 SPD se caracteriza por una forma de onda de corriente de rayo de 8/20 µs.
La carcasa del dispositivo de protección contra sobretensiones de CC tipo 2 para riel DIN SPD tiene un diseño enchufable.
Max. tensión de funcionamiento continua Ucpv: 600V 1000V 1200V 1500V
Tipo 2 / Clase II / Clase C
Corriente nominal de descarga (8/20 μs) In = 20kA @ Tipo 2
Corriente máxima de descarga (8/20 μs) Imax = 40kA @ Tipo 2
Elementos de protección: Varistor de Óxido Metálico (MOV)
El dispositivo de protección contra sobretensiones CC solar tipo 2 de la serie SPD SLP40-PV está clasificado para uso en interiores o se fija en una caja impermeable para uso en exteriores.
El dispositivo de protección solar contra sobretensiones Reliable Tipo 2 SPD está diseñado para satisfacer las necesidades de protección de las instalaciones contra rayos y sobretensiones. ¡Obtenga el precio del SPD solar tipo 2 ahora!
LSP desarrolló una gama completa de dispositivos de protección contra sobretensiones de 48 V CC SPD que se utilizan para proteger los equipos conectados a la alimentación de CC contra sobretensiones debidas a rayos.
Se probó el dispositivo de protección contra sobretensiones de CC tipo 1+2 SPD serie FLP-DC de acuerdo con IEC 61643-11:2011 / EN 61643-11:2012.
Tensión nominal de trabajo Un: 48 V, 75 V
máx. tensión de funcionamiento continuo Uc: 65V, 75V, 85V
Tipo 1+2 / Clase I+II / Clase B+C
Corriente de descarga de impulso (10/350 μs) Idiablillo = 4kA / 7kA / 25kA @ Tipo 1
Corriente nominal de descarga (8/20 μs) In = 15kA / 20kA @ Tipo 2
Corriente máxima de descarga (8/20 μs) Imax = 30kA / 50kA / 70kA @ Tipo 2
Modo de protección: DC + / PE, DC- / PE
Elementos de protección: Varistor de Óxido Metálico (MOV) y/o Tubo de Descarga de Gas (GDT)
El dispositivo de protección contra sobretensiones de 48 V CC de la serie SPD FLP-DC está clasificado para uso en interiores o se fija en una caja impermeable para uso en exteriores.
El fiable dispositivo de protección contra sobretensiones de 48 V CC SPD está diseñado para satisfacer las necesidades de protección de las instalaciones contra rayos y sobretensiones. ¡Obtenga el precio de 48V DC SPD ahora!
LSP desarrolló una gama completa de dispositivos de protección contra sobretensiones (SPD) de CC que se utilizan para proteger los equipos conectados a la alimentación de CC contra sobretensiones provocadas por rayos.
Se probó el dispositivo de protección contra sobretensiones CC Tipo 2 SPD SLP20-DC serie de acuerdo con IEC 61643-11:2011 / EN 61643-11:2012.
Tensión nominal de trabajo Un: 12 V, 24 V, 48 V, 75 V, 95 V, 110 V, 130 V, 220 V, 280 V, 350 V
Max. tensión de funcionamiento continua Uc: 24 V, 38 V, 65 V, 100 V, 125 V, 150 V, 180 V, 275 V, 350 V, 460 V
Tipo 2 / Clase II / Clase C
Corriente nominal de descarga (8/20 μs) In = 10kA @ Tipo 2
Corriente máxima de descarga (8/20 μs) Imax = 20kA @ Tipo 2
Modo de protección: DC + / PE, DC- / PE
Elementos de protección: Varistor de óxido metálico (MOV)
La carcasa del dispositivo de protección contra sobretensiones de CC tipo 2 para riel DIN SPD tiene un diseño enchufable.
El fiable dispositivo de protección contra sobretensiones DC Tipo 2 SPD está diseñado para satisfacer las necesidades de protección de las instalaciones contra rayos y sobretensiones. ¡Obtenga el precio del SPD de CC Tipo 2 ahora!
El dispositivo de protección contra sobretensiones de CC de tipo 2 para riel DIN de la serie SPD SLP-DC está clasificado para uso en interiores o se fija en una caja impermeable para uso en exteriores.
Este dispositivo SPD de protección contra sobretensiones de CC tipo 2 puede ser con o sin señalización remota.
Tensión nominal de trabajo Un: 12 V, 24 V, 48 V, 75 V, 95 V, 110 V, 130 V
tensión de funcionamiento continuo Uc: 15 V, 30 V, 56 V, 85 V, 100 V, 125 V, 150 V
Tipo 2 / Clase II / Clase C
Corriente nominal de descarga (8/20 μs) In = 2kA @ Tipo 2
Corriente máxima de descarga (8/20 μs) Imax = 6kA @ Tipo 2
Modo de protección: DC + / PE, DC- / PE
Elementos de protección: Varistor de óxido metálico (MOV)
La carcasa del dispositivo de protección contra sobretensiones de CC tipo 2 para riel DIN SPD tiene un diseño enchufable.
El fiable dispositivo de protección contra sobretensiones DC Tipo 2 SPD está diseñado para satisfacer las necesidades de protección de las instalaciones contra rayos y sobretensiones. ¡Obtenga el precio del SPD de CC Tipo 2 ahora!
Los dispositivos de protección contra sobretensiones (SPD, por sus siglas en inglés) brindan protección contra sobretensiones y picos eléctricos, incluidos los causados directa e indirectamente por rayos.
En lugares con rayos frecuentes, los sistemas fotovoltaicos desprotegidos sufrirán daños repetidos e importantes. Esto da como resultado costos sustanciales de reparación y reemplazo, tiempo de inactividad del sistema y pérdida de ingresos.
Los dispositivos de protección contra sobretensiones (SPD) correctamente instalados minimizarán el impacto potencial de los eventos de rayos.
Los equipos eléctricos sensibles de los sistemas fotovoltaicos, como el inversor CA/CC, los dispositivos de monitoreo y el conjunto fotovoltaico, deben estar protegidos por dispositivos de protección contra sobretensiones (SPD).
Un dispositivo de protección contra sobretensiones (SPD) está diseñado para evitar que los picos de voltaje de energía más altos alcancen equipos sensibles y, por lo tanto, causen daños.
Si está diseñado correctamente, ¿cómo funciona un SPD en un sistema de CC?
Se evita que se acumule un exceso de voltaje (más allá de la clasificación del equipo) mediante la descarga de energía controlada entre los conductores de CC o CA afectados.
Si hay una conexión a tierra en el SPD, el SPD también monitorea el diferencial de voltaje entre la tierra y los otros conductores.
Si es necesario, la energía se descarga para evitar diferencias de voltaje excesivas, como en un evento de sobretensión. Para que esto funcione correctamente, el camino hacia el suelo debe ser de baja resistencia.
Los SPD no pueden proteger contra sobretensiones prolongadas durante varios segundos o minutos. Esto debe evitarse mediante el dimensionamiento correcto del sistema.
1. Asegúrese de que su sistema y SPD tengan una buena conexión a tierra de baja resistencia.
2. Haga coincidir el dispositivo de protección contra sobretensiones con las entradas de su equipo de conversión de energía que desea proteger asegurándose de que el “UcEl voltaje en la hoja de datos del dispositivo de protección contra sobretensiones es igual o levemente superior (preferiblemente de 0 a 10 V) al voltaje continuo máximo en los conductores a proteger, o la clasificación de voltaje máximo del equipo de potencia conectado.
Si el SPD es "Uc” está muy por encima de la clasificación de voltaje máximo del equipo de alimentación conectado, ya no puede proteger de manera efectiva contra picos de voltaje. El SPD protegerá los dispositivos o equipos al activarse muy por encima del voltaje de funcionamiento continuo máximo "Uc” y no interferirá con voltajes por debajo de “Uc.
3. LSP recomienda proteger al menos la entrada fotovoltaica del controlador de carga o del inversor/cargador y, si se utiliza una red eléctrica pública, proteger también la entrada de CA.
4. Si se usa en los conductores fotovoltaicos, asegúrese de que el dispositivo de protección contra sobretensiones esté clasificado para voltajes de CC; si se usa en la entrada de CA, asegúrese de que el SPD esté clasificado para voltajes de CA.
Los dispositivos de protección contra sobretensiones ayudan a reducir el tiempo de inactividad que se produce por las sobretensiones. En las plantas fotovoltaicas, los SPD deben cumplir requisitos específicos para garantizar un funcionamiento continuo y la generación de energía.
Al diseñar una planta fotovoltaica, es importante considerar la instalación de dispositivos de protección contra sobretensiones (SPD). Las sobretensiones y las perturbaciones de la red pueden provocar tiempos de inactividad, lo que reduce el rendimiento de la planta.
Por tanto, cualquier condición que afecte a la generación y distribución de energía debe tenerse en cuenta a la hora de diseñar la instalación eléctrica.
Los paneles solares se instalan en el exterior para convertir la energía solar en electricidad. Esta ubicación al aire libre los expone directamente a condiciones adversas como la lluvia, el viento y el polvo. Entre las condiciones meteorológicas, los rayos requieren una atención específica, ya que pueden afectar gravemente a la seguridad y el rendimiento de una planta fotovoltaica.
Se originan en una nube cumulonimbus y terminan en el suelo. Cuando el rayo golpea el suelo, descarga energía, afectando el campo eléctrico en el suelo. Para la planta solar fotovoltaica esto plantea dos riesgos:
En cuanto al impacto directo, 'Protección externa contra rayos' (ELP) proporciona la protección requerida según IEC 62305, que describe cómo evaluar si su ubicación necesita dicha protección y cuál debería ser la opción preferida (jaulas de malla, terminal aérea, etc.).
El concepto es simple: asegúrese de que el rayo caiga sobre una varilla metálica instalada en el punto más alto de su planta y disipe la energía directamente a tierra a través de un conductor de bajada de cobre.
Sin embargo, cuando se trata de sobretensiones transitorias, se requieren SPD. Se instalan en paralelo en las placas de protección del circuito para desviar la energía a tierra y limitar la sobretensión hasta un valor aceptable para el equipo final.
Tan pronto como se instala ELP en una planta fotovoltaica, es obligatorio instalar también un SPD. Si la planta fotovoltaica no está equipada con un ELP, se recomienda encarecidamente la instalación de un SPD para limitar las perturbaciones de la red (sobretensiones transitorias).
Para garantizar que la energía fluya primero a tierra para limitar las sobretensiones, el componente más importante es el varistor de óxido metálico (MOV).
Este componente tiene tal propiedad que en condiciones normales (sin sobretensiones) la resistencia es lo suficientemente alta como para no permitir el paso de corrientes nominales.
A partir de un cierto nivel de sobretensión, la resistencia caerá rápidamente, abriendo el camino a tierra y volviendo a una condición normal una vez que se haya disipado la energía.
Este proceso permite limitar el nivel de sobretensión que llega a todos los equipos conectados aguas abajo.
Hay diferentes tipos de SPD disponibles que varían en términos de resistencia: Tipo 1, Tipo 2 y Tipo 1+2. Un SPD de tipo 1 puede hacer frente a un golpe directo que provoca una sobretensión energética, mientras que el tipo 2 limita las sobretensiones de varias fuentes. Ambas características pueden combinarse en un “Tipo 1+2” para una protección completa.
En las plantas fotovoltaicas, el desafío es elegir la protección contra sobretensiones adecuada para soportar corrientes de forma de onda de energía pura de 10/350 µs (casi 10 veces más potentes que el tipo 2 de forma de onda de 8/20 µs) y, al mismo tiempo, tener en cuenta el espacio.
En un inversor o caja de conexiones, el espacio siempre es la máxima prioridad. Para maximizar el espacio disponible, los SPD de LSP usan la profundidad del gabinete para componentes más fuertes con una mayor profundidad del dispositivo.
Con las nuevas series FLP-PV & SLP-PV se pueden proteger los cuadros de protección de circuitos tanto AC como DC en instalaciones solares frente a sobretensiones debidas a caídas de rayos o perturbaciones en la red.
Los paneles solares, como todos los dispositivos electrónicos, son propensos a sobretensiones que pueden dañar los componentes y aumentar el tiempo de inactividad. Los dispositivos de protección contra sobretensiones pueden ayudar a mantener los sistemas en funcionamiento y rentables.
Un protector contra sobretensiones ayuda a prevenir daños a los componentes electrónicos al desviar la electricidad adicional de la línea de alimentación "activa" a un cable de conexión a tierra.
En los protectores contra sobretensiones más comunes, esto se logra a través de un varistor de óxido de metal (MOV), una pieza de óxido de metal unida a las líneas de alimentación y puesta a tierra por dos semiconductores.
Los paneles solares también son dispositivos electrónicos y, por lo tanto, están sujetos al mismo potencial de daño por sobretensiones. Los paneles solares son especialmente propensos a los rayos debido a su gran área de superficie y su ubicación en lugares expuestos, como en los techos o montados en el suelo en espacios abiertos.
Si los paneles solares son golpeados directamente, los rayos pueden quemar agujeros en el equipo o incluso provocar explosiones, y todo el sistema queda destruido.
Pero los efectos de la iluminación y otras sobretensiones no siempre son tan evidentes. Los efectos secundarios de estos eventos no solo pueden afectar a los componentes principales, como módulos e inversores, sino también a los sistemas de monitoreo, controles de seguimiento y estaciones meteorológicas.
La pérdida de un módulo fotovoltaico solo significará la pérdida de una cadena, mientras que la pérdida del inversor central significará la pérdida de la generación de energía para una gran parte de la planta.
Debido a que todos los equipos eléctricos son susceptibles a las sobretensiones, los SPD están disponibles para todos los componentes de los paneles solares. Las versiones industriales de estos dispositivos también utilizan varistores de óxido de metal (MOV) en combinación con otros equipos sofisticados para conducir sobretensiones transitorias a tierra. Por lo tanto, los SPD generalmente se instalan después de que se haya implementado un sistema de conexión a tierra estable.
Piense en un diagrama eléctrico unifilar de su instalación y conecte en cascada los SPD desde el servicio público hasta el equipo de matriz, ubique una protección robusta en las entradas principales para protegerse contra grandes sobretensiones transitorias y unidades más pequeñas en rutas críticas hasta el punto final del equipo.
Se debe instalar una red SPD en toda la distribución de energía de CA y CC del panel solar para proteger los circuitos críticos. Los SPD deben instalarse tanto en las entradas de CC como en las salidas de CA de los inversores del sistema y deben implementarse con referencia a tierra en las líneas de CC positivas y negativas. La protección de CA debe implementarse en cada conductor de alimentación a tierra. Los circuitos combinadores también deben protegerse, al igual que todos los circuitos de control e incluso los sistemas de seguimiento y monitoreo para evitar interferencias y pérdidas de datos.
Cuando se trata de sistemas comerciales y de servicios públicos, LSP sugiere usar la regla de los 10 m. Para instalaciones con longitudes de cable de CC inferiores a 10 m), la protección contra sobretensiones solares de CC debe instalarse en un punto conveniente, como inversores, cajas de combinación o más cerca de los módulos solares. Para instalaciones con cableado de CC de más de 10 m, debe instalarse protección contra sobretensiones en los extremos de los cables tanto en el inversor como en el módulo.
Los sistemas solares residenciales con microinversores tienen un cableado de CC muy corto, pero cables de CA más largos. Un SPD instalado en la caja del combinador puede proteger el hogar de las sobretensiones del arreglo. Un SPD en el panel principal también puede proteger el hogar de las sobretensiones del arreglo, además de las de la energía de la red pública y otros equipos internos.
En sistemas de cualquier tamaño, los SPD deben ser instalados por un electricista autorizado de acuerdo con las recomendaciones del fabricante y los códigos eléctricos y de instalación para maximizar la seguridad y la eficacia.
Se pueden tomar medidas adicionales, como agregar terminales aéreas contra rayos, para proteger aún más un panel solar específicamente contra los rayos. Los SPD no pueden evitar el daño físico causado por los rayos directos.
La sobretensión puede ocurrir en instalaciones eléctricas por varias razones. Puede ser causado por:
Como todas las estructuras al aire libre, las instalaciones fotovoltaicas están expuestas al riesgo de rayos que varía de una región a otra. Deben existir sistemas y dispositivos preventivos y de detención.
La primera protección que se debe implementar es un medio (conductor) que asegura la conexión equipotencial entre todas las partes conductoras de una instalación fotovoltaica.
El objetivo es unir todos los conductores conectados a tierra y las partes metálicas y así crear el mismo potencial en todos los puntos del sistema instalado.
Los SPD son particularmente importantes para proteger equipos eléctricos sensibles como inversores de CA / CC, dispositivos de monitoreo y módulos fotovoltaicos, pero también otros equipos sensibles alimentados por la red de distribución eléctrica de 230 VCA. El siguiente método de evaluación de riesgos se basa en la evaluación de la longitud crítica Lcrit y su comparación con L la longitud acumulada de las líneas de cd.
Se requiere protección SPD si L ≥ Lcrit.
Lcrit depende del tipo de instalación fotovoltaica y se calcula como se indica en la siguiente tabla:
Tipo de instalación | Locales residenciales individuales | Planta de producción terrestre | Servicio / Industrial / Agrícola / Edificios |
Lcrit (En m) | 115 / Ng | 200 / Ng | 450 / Ng |
L ≥ Lcrit | Dispositivo (s) de protección contra sobretensiones obligatorio en el lado de CC | ||
L <Lcrit | Dispositivo (s) de protección contra sobretensiones no obligatorio en el lado de CC |
L es la suma de:
Ng es la densidad del rayo de arco (número de rayos/km2/año).
Ubicación | Módulos fotovoltaicos o cajas de matrices |
| Lado de CC del inversor | Lado de CA del inversor |
| placa principal | |
| LDC |
| LAC | Pararrayos | |||
Criterios | > 10 m |
| > 10 m | Sí | No | ||
Tipo de SPD | NO HAY NECESIDAD | "SPD 1" TIPO 2 | "SPD 2" TIPO 2 | NO HAY NECESIDAD | "SPD 3" TIPO 2 | "SPD 4" TIPO 2 | "SPD 4" Tipo 2 si Ng> 2.5 y línea aérea |
El número y la ubicación de los SPD en el lado de CC dependen de la longitud de los cables entre los paneles solares y el inversor. El SPD debe instalarse cerca del inversor si la longitud es inferior a 10 metros. Si es mayor a 10 metros, es necesario un segundo DPS y debe ubicarse en la caja cercana al panel solar, el primero se ubica en la zona del inversor.
Para ser eficientes, los cables de conexión del SPD a la red L + / L- y entre el bloque de terminales de tierra del SPD y la barra colectora de tierra deben ser lo más cortos posible, menos de 2.5 metros (d1 + d2 <50 cm).
Generación de energía fotovoltaica segura y confiable
Dependiendo de la distancia entre la parte del “generador” y la parte de la “conversión”, puede ser necesario instalar dos descargadores de sobretensión o más, para asegurar la protección de cada una de las dos partes.
Cuando un sistema fotovoltaico está ubicado en un sitio industrial, las operaciones comerciales y el equipo también están en peligro. Los inversores son costosos, pero para aplicaciones industriales, una falla aún más costosa es el costo del tiempo de inactividad.
Cuando un rayo golpea un sistema fotovoltaico solar, provoca una corriente transitoria inducida y un voltaje dentro de los bucles de cables del sistema fotovoltaico solar.
Estas corrientes y voltajes transitorios aparecerán en los terminales del equipo y probablemente causen fallas dieléctricas y de aislamiento dentro de los componentes eléctricos y electrónicos de la energía solar fotovoltaica, como los paneles fotovoltaicos, el inversor, el equipo de control y comunicaciones, así como los dispositivos en la instalación del edificio.
La caja de matriz, el inversor y el dispositivo MPPT (seguidor del punto de máxima potencia) tienen los puntos de falla más altos.
Para evitar que pase mucha energía a través de los componentes electrónicos y cause daños por alto voltaje al sistema fotovoltaico, las sobretensiones deben tener un camino a tierra.
Para hacer esto, todas las superficies conductoras deben estar directamente conectadas a tierra y todo el cableado que entra y sale del sistema (como los cables Ethernet y la red eléctrica de CA) debe conectarse a tierra a través de un SPD.
Se necesita un dispositivo de protección contra sobretensiones para cada grupo de cadenas dentro de la caja del arreglo, la caja del combinador y la desconexión de CC.
La altura, las formas puntiagudas y el aislamiento son las características dominantes que determinan dónde cae el rayo. Es un mito que el metal atrae los rayos.
Sin embargo, es importante tener en cuenta que, independientemente de la ubicación del parque fotovoltaico o de la forma de los objetos cercanos, los SPD son esenciales para todos los sistemas fotovoltaicos debido a su susceptibilidad inherente a los impactos directos e indirectos.
Los sistemas fotovoltaicos tienen características únicas que, por lo tanto, requieren el uso de SPD diseñados específicamente para sistemas fotovoltaicos.
Los sistemas fotovoltaicos tienen altos voltajes de sistema de CC de hasta 1500 voltios. Su punto de máxima potencia opera a solo unos pocos percentiles por debajo de la corriente de cortocircuito del sistema.
Para determinar el módulo SPD adecuado para el sistema fotovoltaico y su instalación, debe saber:
Los requisitos de SPD para una instalación protegida por un sistema externo de protección contra rayos (LPS) dependen de la clase seleccionada de LPS y de si la distancia de separación entre el LPS y la instalación fotovoltaica es aislada o no aislada.
IEC 62305-3 detalla los requisitos de distancia de separación para un LPS externo.
Para tener un efecto protector, el nivel de protección de voltaje de un SPD (Up) debe ser un 20 % inferior a la rigidez dieléctrica del equipo terminal del sistema.
Es importante utilizar un SPD con una corriente soportada de cortocircuito superior a la corriente de cortocircuito de la cadena de paneles solares a la que está conectado el SPD.
El SPD que se proporciona en la salida de CC debe tener un MCOV de CC igual o mayor que el voltaje máximo del sistema fotovoltaico del panel.
Cuando cae un rayo en el punto A (consulte la Figura 1), es probable que se dañen el panel solar fotovoltaico y el inversor. Solo el inversor se dañará si el rayo cae en el punto B.
Sin embargo, el inversor suele ser el componente más costoso dentro de un sistema fotovoltaico, por lo que es esencial seleccionar e instalar correctamente el SPD correcto en las líneas de CA y CC. Cuanto más cerca esté la huelga del inversor, más dañado estará el inversor.
Las fuentes fotovoltaicas tienen características de corriente y voltaje muy diferentes a las fuentes de CC tradicionales: tienen una característica no lineal y provocan la persistencia a largo plazo de arcos encendidos.
Por lo tanto, las fuentes de corriente fotovoltaica no solo requieren interruptores fotovoltaicos y fusibles fotovoltaicos más grandes, sino también un seccionador para el dispositivo de protección contra sobretensiones que se adapte a esta naturaleza única y sea capaz de hacer frente a las corrientes fotovoltaicas.
Los SPD instalados en el lado de CC siempre deben estar diseñados específicamente para aplicaciones de CC. El uso de un SPD en el lado de CA o CC incorrecto es peligroso en condiciones de falla.
Cuando los SPD se usan en el lado de CC, también deben usarse en el lado de CA debido a las diferencias de potencial.
La protección contra sobretensiones es tan importante para el lado de CA como para el lado de CC. Asegúrese de que el SPD esté diseñado específicamente para el lado de CA.
Para una protección óptima, el SPD debe tener un tamaño específico para el sistema. La selección adecuada garantizará la mejor protección con la vida útil más larga.
En el lado de CA, se pueden conectar varios inversores al mismo SPD si comparten la misma conexión a la red.
Los SPD siempre deben instalarse aguas arriba de los dispositivos que van a proteger. NFPA 780 12.4.2.1 dice que se debe proporcionar protección contra sobretensiones en la salida de CC del panel solar de positivo a tierra y de negativo a tierra, en el combinador y la caja de combinación para múltiples paneles solares, y en la salida de CA del inversor.
La instalación adecuada de un SPD se basa en tres valores, que son:
Ubicación | Módulos fotovoltaicos y cajas de matriz lado CC | Lado de CC del inversor | Lado de CA del inversor | Pararrayos (en la placa base) | |||
Longitud de los cables | > 10m | n / a | > 10m | Sí | No | ||
Tipo de SPD a utilizar | n / a | TIPO 2 | TIPO 2 | n / a | TIPO 2 | TIPO 1 | Escriba 2 si Ng > 2.5 y la línea aérea |
Los cables en los sistemas fotovoltaicos a menudo se extienden largas distancias para que puedan llegar al punto de conexión a la red. Sin embargo, nunca se recomiendan longitudes de cable largas, y los sistemas fotovoltaicos están lejos de ser una excepción.
Esto se debe a que el efecto de la interferencia eléctrica conducida y basada en el campo causada por las descargas de rayos aumenta en relación con el aumento de la longitud de los cables y los bucles conductores. Cuando ocurre una sobretensión transitoria, cualquier caída de tensión inductiva en los cables de conexión puede debilitar el efecto protector del DPS. Esto es menos probable que suceda si los cables se enrutan para que sean lo más cortos posible.
La sobretensión es un contribuyente significativo a la falla del cable, y cada impulso en un cable contribuirá al deterioro de la resistencia del aislamiento del cable.
Si se inyecta una sobretensión en un sistema fotovoltaico independiente (un sistema que está lejos de la red eléctrica), cualquier operación de equipo que funcione con electricidad solar, como equipo médico o suministro de agua, puede verse interrumpida.
La ubicación y la cantidad de SPD para instalar en el lado de CC dependen de la longitud del cable entre los paneles solares y el inversor (consulte la Tabla).
Si la longitud es inferior a 10 metros, solo se necesita un SPD y el SPD debe instalarse en las mismas proximidades que el inversor. Si la longitud del cable es superior a 10 metros, instale un SPD cerca del inversor, así como un segundo SPD en la caja que está cerca del panel solar.
Tienda los cables de forma que se eviten grandes bucles de conductores. Las líneas de CA y CC y las líneas de datos deben tenderse junto con los conductores de conexión equipotencial a lo largo de todo el recorrido para garantizar que no se formen bucles de conductores al pasar por varias cadenas o al conectar el inversor a la conexión a la red.
Nota:
La longitud del cable que conecta un SPD a la carga siempre debe ser lo más corta posible y nunca más de 10 metros de largo. Si la longitud del cable es superior a 10 metros, es necesario un segundo SPD. Cuanto mayor es la distancia, mayor es el reflejo de la onda del rayo.
Las granjas fotovoltaicas están compuestas por equipos muy sensibles que necesitan una protección amplia. Debido a que las granjas fotovoltaicas generan energía de corriente continua (CC), los inversores (que son necesarios para convertir esta energía de CC a CA) son un componente esencial para su producción eléctrica.
Desafortunadamente, los inversores no solo son muy susceptibles a los rayos, sino que también son increíblemente caros. NFPA 780 12.4.2.3 requiere SPD adicionales en la entrada de CC del inversor si el inversor del sistema está a más de 30 metros del combinador o caja combinadora más cercana.
Instale el SPD entre los fusibles y el inversor si hay protectores de cadena (como fusibles, disyuntores de CC o diodos de cadena) (consulte la Figura 2).
Figura 2: SPD conectado correcta e incorrectamente al inversor con protectores de cadena
Para conectar un SPD cuando hay un inversor con una caja de fusibles integrada, asegúrese de que los fusibles internos estén puenteados y que los fusibles de cadena externos estén conectados (consulte la Figura 3). Los SPD deben montarse fuera del inversor y en un gabinete NEMA tipo 3R o superior si se trata de una aplicación al aire libre.
Figura 3: SPD conectado al inversor con caja de fusibles integrada
Los inversores de cadena deben instalarse lo más cerca posible de las cadenas. Los cables del SPD que se conectan a la red L+/L-, y entre el bloque de terminales del SPD y la barra colectora de tierra, deben tener menos de 2.5 metros.
Cuanto más cortos sean los cables de conexión, más eficiente y rentable será la protección. Para inversores con un solo seguidor MPP, combine la cadena antes del inversor y conéctelos al SPD en el punto de interconexión.
Las combinaciones de SPD deben planificarse para cada entrada cuando el inversor tiene múltiples rastreadores de MPP. Se debe usar un SPD para cada entrada que esté fusionada con un diodo de cadena.
Operar equipos fotovoltaicos sin la protección adecuada contra sobretensiones es más que un negocio arriesgado: es imprudente.
Para que los sistemas solares sean el futuro de un mundo más verde, deben estar protegidos.
La ocurrencia de rayos es imparable y por ello, la protección es fundamental.
La vulnerabilidad de los sistemas fotovoltaicos a los rayos, tanto directos como indirectos, significa que deben construirse con una protección contra sobretensiones confiable e instalada correctamente.
Los fiables dispositivos de protección contra sobretensiones de CC SPD de LSP están diseñados para satisfacer las necesidades de protección de las instalaciones contra rayos y sobretensiones. ¡Contacta a nuestros Expertos!
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