Одна из ключевых задач, которую нужно решить, комплектующие и монтируя солнечную электростанцию – защита инвертора и всех других компонентов электрической сети от пагубного воздействия молний, перепадов тока и др. Так, большинство инверторов, используемых в современных СЭС, имеют встроенные контуры защиты, предусмотренные производителем. Но эти контуры должны быть только последней «линией обороны» - так стоит позаботиться о том, чтобы они срабатывали как можно реже.

Эффективная защита от перенапряжений нужна также самим солнечным панелям. Добавление защитных компонентов этого звена системы позволяет обезопасить фотоэлектрические элементы, генерирующие ток, от разрушения и выхода из строя.

Несмотря на это, стоит уделить как можно больше внимания подбору защитного оборудования для электростанции. Только комплектация СЭС защитными механизмами с оптимальными параметрами и их качественный монтаж помогут уберечь довольно дорогостоящее оборудование от разрушения и пожаров, а значит - обеспечить высокую финансовую и энергетическую эффективность аппаратуры.

Солнечные электростанции могут быть сетевыми, автономными или гибридными. Однако, учитывая специфику работы, все они подвергаются риску разрушения или выхода из строя в результате аварий на электросетях. Аварии могут происходить по нескольким причинам:

• Удар молнии. Это - настоящее бедствие для солнечной электростанции, ведь молния, представляя собой разряд электрического тока, может не только повредить оборудование, в которое она попадет, но и привести к выходу из строя всей сети (если защита инвертора и других компонентов не будет достаточно надежна).

• Неблагоприятные климатические воздействия. Ливень, сильный ветер, снегопады, град и гололед также могут приводить к повреждению сети и коротким замыканиям. Последствия редко бывают настолько катастрофическими, как при попадании молнии - но риск аварии, пожара или выхода из строя дорогостоящего оборудования сохраняется.

• Некачественный монтаж оборудования или вмешательство в его работу (из-за халатности или в результате вандализма). Человеческий фактор также следует учитывать - даже если вы поручите установку оборудования профессионалам, злоумышленник (или завистник) может умышленно повредить технику. И чем надежнее будет защита электросетей, тем меньше будут последствия. Если же установку выполняли специалисты с небольшим опытом - то к факторам риска следует добавить вероятные ошибки при установке техники.

Также не стоит забывать и о аварийных режимах работы электросетей, к которым присоединена солнечная электростанция. Перепады напряжения случаются не так часто, но все же случаются - поэтому защита от них тоже должна быть достаточно надежна и эффективна.

Комплексная защита от перенапряжений и других факторов, которые могут негативно влиять на работу панелей, инвертора и кабельных трасс, обеспечиваются становлением специального защитного оборудования. Обычно оборудование для электробезопасности СЭС включает:

• Элементы защиты по постоянному току - DC.

• Элементы защиты по переменному току - АС.

• Контур заземления.

Важно! Самостоятельно подобрать комплектацию защитного оборудования с учетом всех параметров СЭС довольно сложно. Именно поэтому комплектовать защитные контуры должны специалисты, работающие именно с фотоэлектростанциями и хорошо знают специфику таких систем, а также максимально уязвимые точки. Без этих довольно специфических знаний невозможно ни точно рассчитать оптимальные параметры предохранителей и других устройств, ни выполнить качественный монтаж.

Защита по постоянному току

Щит защиты по постоянному току устанавливается со стороны солнечных панелей, которые непосредственно производят электроэнергию, улавливая солнечные лучи. Несмотря на некоторый запас надежности, панели страдают от перенапряжения, и их может повредить молния, которая попадет в СЭС. Именно поэтому сеть панелей обязательно нуждается в защите по постоянному току.

Типичный комплект защиты по постоянному току включает:

• Предохранители.

• Ограничитель по постоянному току.

• Разъединитель.

Плавкие предохранители используются для того, чтобы защитить панели от коротких замыканий и превышения напряжения. Также предохранители эффективны для защиты от обратных токов. Предохранители монтируются непосредственно в гнезда разъема (последовательно) и работают максимально просто и надежно. Если параметры тока превышают заложенные в предохранитель, устройство реагирует на это, прерывая передачу тока и обесточивая оборудования. За счет разрыва линии обеспечивается защита от более серьезных последствий.

ОПН - ограничитель перенапряжения по постоянному току. Он обеспечит эффективную защиту оборудования СЭС от прямых/приведенных импульсов (типичный пример - попадание разряда молнии). Когда по сети проходит ток с высоким напряжением, ограничитель разрывает контакт и ток переходит на землю. Для повышения эффективности защиты устанавливать ОПН стоит как можно ближе к солнечным панелям.

Дополнительная защита при выполнении любых работ на СЭС обеспечивается установлением разъединителя. Во-первых, в него можно установить дополнительные предохранители, которые обезопасят оборудование от неуправляемых изменений параметров тока. Во-вторых, использование разъединителя облегчает обесточивание отдельных контуров без выполнения сложных операций.

Кроме того, СЭС, в комплект которых входят аккумуляторные батареи, комплектуются ножевыми предохранителями. Такие предохранители обеспечивают защиту инвертора на аккумуляторах от перегрузки, коротких замыканий и обратных токов. Наличие ножевого предохранителя является желательным, а его подбор по параметрам и установку должен выполнять специалист с высокой квалификацией.

Защита по переменному току

Со стороны переменного тока СЭС также нуждается в защите. Типичная комплектация щита защиты АС включает:

• Автоматические выключатели

• Дифференциальные реле (или УЗО + выключатель)

• Ограничитель перенапряжения



Чтобы защитить инвертор от тока, превышающего номинальное значение, в систему устанавливается самый и самый эффективный элемент - автоматический выключатель.

Устройство защитного отключения (УЗО) защищает от утечки тока. Устройство срабатывает в тех случаях, когда разница в параметрах тока в нулевом и фазном проводах в сети, нуждается в защите. Это позволяет предотвратить опасные электротравмы, происходящие при контакте с поврежденным оборудованием.

Наличие ограничителя перенапряжения со стороны переменного тока не является критически важным. Но все-таки установка такого элемента будет полезной, потому ОПН часто включают в комплектацию защитного щита АС.



Как и в случае с оборудованием защиты по постоянному току, комплектация аппаратуры для безопасности по переменному току должна подбираться с учетом актуальных параметров СЭС. Это также делает необходимым привлечение профессионалов.

Еще два важных элемента системы защиты солнечной электростанции - контур заземления и молниезащиты. Заземление обеспечивается следующим образом:

• Все фотомодули и другие элементы системе сочетаются сетью заземляющих проводников.

• Заземляющие проводники присоединяются к контуру заземления, который размещается под землей.

• В качестве подземной части может использоваться конструкция из нескольких металлических стержней, погруженных в грунт, или другая система - важно, чтобы она как можно эффективнее отводила ток и предотвращала поражение человека током.

Поскольку солнечные электростанции страдают от ударов молний, наличие отдельной системы для молниезащиты также является желательным. Комплект оборудования обычно включает:

• Молниеприемники, которые устанавливаются как можно выше, и улавливают разряды.

• Монтажные элементы - клеммы, держатели, токопроводы и др.

• Автоматику защиты. Об основных элементах защитного оборудования мы рассказали выше, здесь же стоит упомянуть также об устройствах защиты от импульсных перенапряжений, которые относятся сразу в нескольких местах и позволяют максимально обезопасить систему от последствий удара молнии.

Обычно систему молниезащиты сочетают с контуром заземления, поэтому при правильном подборе комплектующих вся энергия просто идет в землю, не нанося вреда оборудованию.

Профессиональное проектирование защитных контуров

Типичными проблемами для автоматики защиты СЭС является некачественный монтаж оборудования, использование дешевых комплектующих и их неправильный подбор по параметрам. Все это приводит к тому, что даже при наличии защитной автоматики электростанция не получает надлежащей защиты, и поэтому может пострадать даже при незначительных перепадах тока в электросетях, не говоря о попадания молнии.

Именно поэтому такие операции, как:

• Определение оптимальной комплектации автоматики для защиты СЭС.

• Подбор моделей автоматики и ее параметров.

• Формирование щитов защиты по постоянному и переменному току.

• Подбор комплектующих для молниезащиты и заземления.

• Монтаж и настройка оборудования.

- стоит поручать специалистам с максимально высокой квалификацией. Только глубокое знание принципов работы СЭС и тщательный подбор оборудования могут максимально обезопасить систему от вредных воздействий и минимизировать возможный вред (как технический, так и финансовый).