Análisis de selección de fusibles para la protección de la matriz fotovoltaica en el sistema de generación de energía solar fotovoltaica

El sistema de generación de energía fotovoltaica (abreviado como PV) consta de componentes y subsistemas que pueden convertir directamente la energía de la luz incidente en energía eléctrica, de los cuales la matriz fotovoltaica es la unidad central. La matriz fotovoltaica convierte directamente la radiación solar incidente en la potencia de CC conectando los paneles solares al cuadro de conexión de la matriz fotovoltaica, y luego la converge al inversor o lo aplica directamente a través del cuadro de conexión. Como parte del sistema que representa hasta el 70% del costo, la protección de la matriz fotovoltaica y la optimización de la eficiencia de generación de energía se han convertido en áreas clave del desarrollo tecnológico.

Para mejorar la eficiencia del sistema fotovoltaico, se conectan múltiples paneles fotovoltaicos en serie para formar una cadena fotovoltaica, y múltiples grupos de cadenas fotovoltaicas se conectan en paralelo para formar una matriz fotovoltaica. La corriente de la matriz fotovoltaica se converge a través del cuadro de conexión e ingresa el enlace de aplicación aguas abajo. Para evitar que el panel fotovoltaico se convierta en una carga de energía y afecte la eficiencia general de la generación de energía cuando se produce una falla, y para evitar los peligros de sobrecorriente causados por el incorrecto o las anomalías locales, cada cadena fotovoltaica debe instalarse con fusibles en ambos extremos. Cuando se produce una falla de cortocircuito en la cadena fotovoltaica, el fusible de la serie soplará rápidamente y aislará la parte defectuosa para garantizar el funcionamiento normal de la matriz en su conjunto.

Además, los fusibles de matriz también pueden proporcionar protección contra las corrientes alimentadas de los componentes aguas abajo, especialmente cuando la corriente de cortocircuito es más alta que la corriente de una sola cadena fotovoltaica. La capacidad de ruptura nominal del fusible debe poder cubrir condiciones tan extremas para proteger el funcionamiento seguro del sistema.

Estándares internacionales y especificaciones nacionales

En términos de protección del lado de PV DC, las normas internacionales y nacionales relevantes proporcionan una orientación importante. Por ejemplo, el artículo 690.99 del Estándar Nacional de EE. UU.Arroz/NFPA 70El "Código Eléctrico Nacional" (NEC) establece claramente que los conductores y equipos en los circuitos del subsistema fotovoltaico, los circuitos de salida fotovoltaica, los circuitos de salida del inversor y los circuitos de batería de almacenamiento de energía deben cumplir con los requisitos de las cláusulas de protección de conductores y equipos. Además, China adopta el estándar IEC equivalenteGB/T 16895.32-2021, que estipula que en condiciones de prueba estándar, cuando la capacidad de carga de corriente continua del cable es igual o mayor de 1.25 veces la corriente de cortocircuito, se puede ignorar la protección de sobrecarga, pero también se recomienda seleccionar fusibles en combinación con las instrucciones específicas del producto del fabricante.

IEC ha desarrollado elIEC 60269-6 EstándarEspecíficamente para los fusibles de protección del sistema fotovoltaico, que estipula claramente los requisitos de rendimiento de los fusibles fotovoltaicos, como poder soportar corrientes continuas de cortocircuito y soplar rápidamente. Al mismo tiempo, la especificación técnica de ULSujeto 2529Proporciona una guía importante para los fusibles de bajo voltaje en los sistemas fotovoltaicos. Los dos son ligeramente diferentes en el cálculo de la corriente de soplado y el uso de coeficientes de corrección de temperatura.

Consideraciones de selección de fusibles

Al seleccionar fusibles en sistemas fotovoltaicos, los siguientes indicadores deben centrarse en:

Voltaje nominal: el voltaje nominal del fusible debe cumplir con el voltaje máximo de circuito abierto (VOC) que el sistema puede alcanzar. Especialmente en áreas frías, se debe considerar el valor de corrección de voltaje de circuito abierto del panel fotovoltaico a la temperatura ambiente más baja.

Corriente nominal: para fusibles conectados en serie con paneles fotovoltaicos, generalmente se requiere la corriente nominal en ISC (ISC es la corriente de cortocircuito). El estándar IEC se revisa a IN ≥1.42 ISC, y el estándar US UL está en ≥1.35 ISC. Debe seleccionarse en combinación con el entorno de aplicación real.

Capacidad de ruptura: la capacidad de ruptura del fusible debe ser suficiente para hacer frente al pico de corriente de cortocircuito y proteger el equipo de daños.

Adaptabilidad ambiental: en el caso de la instalación de alta temperatura o densa, el valor nominal debe reducirse adecuadamente de acuerdo con las recomendaciones del fabricante de fusibles para garantizar un funcionamiento estable a largo plazo.

Conclusión

La instalación de fusibles de CC en matrices fotovoltaicas no solo es un medio necesario para proteger el equipo y mejorar la eficiencia de la generación de energía, sino también una medida importante para garantizar el funcionamiento seguro de todo el sistema. La selección razonable de fusibles requiere una consideración integral de factores como el entorno de trabajo de los paneles fotovoltaicos, la corriente de cortocircuito, el voltaje de circuito abierto, etc. para garantizar la confiabilidad y la economía a largo plazo del sistema.

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