Tại sao Công tắc cách ly năng lượng mặt trời cho hệ thống năng lượng mặt trời lại không thể thiếu đối với các dự án điện mặt trời ở nước ngoài?

Khi năng lượng mặt trời tiếp tục phát triển trên toàn thế giới, các dự án quang điện (PV) đòi hỏi tiêu chuẩn an toàn cao hơn. Một thành phần quan trọng là Công tắc cách ly năng lượng mặt trời. Bài viết này giải thích tại sao các dự án PV ở nước ngoài không thể thực hiện được nếu không có nó.

1. Vai trò làm gìCông tắc cách ly năng lượng mặt trờiChơi trong các dự án PV?

Công tắc cách ly năng lượng mặt trời là một thiết bị an toàn ngắt kết nối dòng điện một chiều (DC) khỏi hệ thống quang điện mặt trời theo cách thủ công. Nó cho phép cách ly an toàn nguồn DC được tạo ra bởi các tấm pin mặt trời.

An toàn cho người lắp đặt và nhân viên bảo trì

Các tấm pin mặt trời tạo ra điện bất cứ khi nào chúng tiếp xúc với ánh sáng mặt trời. Chúng có thể tạo ra điện áp cao DC ngay cả khi lưới điện bị tắt. Công tắc cách ly đảm bảo rằng các kỹ thuật viên có thể làm việc an toàn trên hệ thống mà không gặp nguy hiểm về điện. Chuỗi quang điện có thể tạo ra điện áp bất cứ khi nào có ánh sáng, ngay cả khi biến tần không tạo ra đầu ra AC.

Phòng cháy chữa cháy

Lỗi hệ thống dây điện hoặc lỗi linh kiện có thể dẫn đến cháy điện. Công tắc cách ly được đánh giá phù hợp giúp cắt điện trong trường hợp khẩn cấp, giảm nguy cơ hỏa hoạn.

Tuân thủ các tiêu chuẩn điện

Hầu hết các quốc gia bắt buộc sử dụng công tắc cách ly trong lắp đặt năng lượng mặt trời để tuân thủ các quy định an toàn. Chúng bao gồm IEC 60947, NEC Article 690 ở Hoa Kỳ và AS/NZS 5033 ở Úc. Tiêu chuẩn Úc AS/NZS 5033 bắt buộc phải lắp đặt các công tắc cách ly năng lượng mặt trời trên mái nhà. Đối với các dự án quốc tế, cách ly DC thường được chỉ định và xác minh trong các quy trình tài liệu và thiết kế phù hợp với IEC/EN. Cơ sở chung là sử dụng cầu dao ngắt kết nối tuân thủ IEC/EN 60947-3.

Bảo trì và khắc phục sự cố hệ thống

Các bộ phận cách ly của hệ thống cho phép chẩn đoán và sửa chữa dễ dàng hơn mà không cần tắt toàn bộ mảng PV. Bộ cách ly cục bộ hỗ trợ quy trình lặp lại giúp giảm khả năng vô tình tiếp xúc, hư hỏng đầu nối hoặc chuyển mạch tại các điểm không phù hợp trong mạch.

Vị trí lắp đặt

Công tắc cách ly năng lượng mặt trời thường được đặt gần các tấm pin mặt trời trên mái nhà và gần đầu DC của biến tần. Điều này có nghĩa là các tấm pin có thể được ngắt kết nối cả trên mặt đất và trên mái nhà. Một công tắc cách ly biến tần nên được lắp đặt ở phía DC của hệ mặt trời, đặc biệt là giữa mảng PV và biến tần.

2. Những rủi ro tiềm ẩn nếu không cóCông tắc cách ly năng lượng mặt trời

Nếu không có điểm cách ly đáng tin cậy, các kỹ thuật viên sẽ dễ ứng biến hơn. Các thực hành không an toàn phổ biến bao gồm:

Ngắt kết nối các đầu nối DC đang tải

Nếu không có cách ly thích hợp, kỹ thuật viên có thể tháo rời các đầu nối DC trong khi mạch vẫn còn hoạt động. Điều này làm tăng nguy cơ hồ quang và có thể tạo ra những hỏng hóc tiềm ẩn mà sau này biểu hiện là các khớp nối nóng và đầu nối bị hỏng.

Chỉ dựa vào tắt máy từ xa

Việc tắt máy từ xa không tạo ra sự gián đoạn cục bộ rõ ràng. Nếu không có điểm mở xác định, công nhân không thể xác nhận mạch đã thực sự bị ngắt điện trước khi bắt đầu công việc.

Sự khác biệt giữa “Tắt” và “Bị cô lập”

Khi biến tần bị tắt hoặc không tạo ra AC, điện áp DC vẫn có thể tồn tại trong mảng. Đây không phải là điều kiện an toàn để mở thiết bị đầu cuối. Ngược lại, khi mạch DC được mở tại bộ cách ly định mức PV, sẽ có một điểm mở được xác định tại một vị trí đã biết, hỗ trợ quy trình bảo trì được kiểm soát sau khi xác minh.

Nguy cơ hồ quang DC

Dòng điện xoay chiều tự nhiên đi qua các điểm 0, làm cho hồ quang dễ dàng bị dập tắt hơn. Dòng điện một chiều liên tục tạo ra hồ quang kéo dài và nguy hiểm khi ngắt kết nối. Công tắc AC tiêu chuẩn thiếu cơ chế dập hồ quang chuyên dụng cần thiết cho nguồn DC. Việc sử dụng chúng trong các hệ mặt trời có thể gây ra hiện tượng quá nhiệt, nóng chảy và nguy cơ hỏa hoạn nghiêm trọng.

Rủi ro từ Bộ cách ly kém chất lượng

Bộ cách ly chất lượng kém có thể bị ngắt một cách không cần thiết. Ăn mòn, đặc biệt là ở các khu vực ven biển, có thể dẫn đến hỏng công tắc. Sự mài mòn cơ học do chuyển mạch thường xuyên có thể làm suy giảm các tiếp điểm theo thời gian. Độ ẩm và tiếp xúc với hóa chất có thể làm hỏng lớp cách nhiệt, khiến nó dẫn điện tốt hơn. Việc lắp đặt không đúng cách có thể dẫn đến cháy điện hoặc hỏng hệ thống.

Tình huống khẩn cấp

Các trường hợp khẩn cấp tạo ra áp lực về thời gian và thông tin không hoàn hảo. Điểm cách ly có thể tiếp cận cục bộ cho phép người ứng phó và nhân viên tại hiện trường thiết lập một ranh giới xác định mà không cần đoán xem dây dẫn nào vẫn còn mang điện.

3. Cách chọn công tắc cách ly năng lượng mặt trời đáng tin cậy để lắp đặt năng lượng mặt trời trên toàn cầu

Khi chọn Công tắc cách ly năng lượng mặt trời cho các dự án PV ở nước ngoài, các kỹ sư nên xem xét các tiêu chí sau:

Đánh giá điện áp và dòng điện

Công tắc phải phù hợp hoặc vượt quá điện áp và dòng điện tối đa của hệ thống. Các kỹ sư nên tính toán cơ sở Voc nguội (điện áp mạch hở) và dòng điện liên tục trong trường hợp xấu nhất, bao gồm mọi tổng dòng điện dây song song.

Bảo vệ hồ quang PV DC

Hồ quang DC khó dập tắt hơn hồ quang AC. Công tắc phải có khả năng dập hồ quang thích hợp. Công tắc cách ly DC phù hợp cho PV được thiết kế để mở mạch nhanh chóng và quản lý hồ quang hình thành khi các tiếp điểm riêng biệt. “Ngắt an toàn” là sự kết hợp giữa khe hở tiếp điểm, khoảng cách cách điện, tốc độ chuyển mạch cơ học và điều khiển hồ quang.

Khả năng chống chịu thời tiết và xếp hạng IP

Để lắp đặt ngoài trời, nên sử dụng mức bảo vệ chống xâm nhập theo tiêu chuẩn IP65 hoặc cao hơn. Xếp hạng IP66 rất quan trọng để bảo vệ khỏi bụi và nước. Việc lắp đặt quang điện ngoài trời cũng gây ra ứng suất nhiệt và tia cực tím, vì vậy vật liệu bao vây cần phải chịu được nhiệt độ cao và tiếp xúc lâu dài.

Chứng nhận và tuân thủ

Tìm kiếm sự tuân thủ các tiêu chuẩn IEC, UL, TÜV hoặc các tiêu chuẩn khu vực khác. Đối với các dự án quốc tế, hãy sử dụng cầu dao ngắt kết nối tuân thủ tiêu chuẩn IEC/EN 60947-3. Sự tuân thủ đạt được bằng cách lựa chọn cộng với tài liệu cộng với xác minh. Nó không thể đạt được bằng cách cài đặt một công tắc không xác định.

Cấu hình cực

Các kỹ sư nên xem xét loại một cực (đối với một dây dẫn) hoặc loại hai cực (đối với dòng DC dương và âm). Nên ngắt kết nối cả hai dây dẫn DC để đội bảo trì không có sự mơ hồ về ranh giới.

Vị trí TẮT có thể khóa

Vị trí TẮT có thể khóa hỗ trợ các quy trình cách ly bảo trì. Khi công tắc ở trạng thái TẮT, nó sẽ mở mạch và cung cấp khả năng cách điện và cách ly thích hợp để cách ly khi sử dụng trong điều kiện định mức.

Xóa chỉ báo BẬT/TẮT

Cơ chế chuyển mạch tích cực với chỉ báo BẬT/TẮT rõ ràng giúp kỹ thuật viên xác minh trạng thái chuyển đổi.

Danh sách kiểm tra lựa chọn khóa

• Xếp hạng: Voc lạnh trong trường hợp xấu nhất, cơ sở dòng điện liên tục và bất kỳ tổng dòng điện chuỗi song song nào

• Danh mục: Phân loại nhiệm vụ PV DC phù hợp với mạch điện

• Vị trí: vị trí có thể tiếp cận gần biến tần với ranh giới cách ly được ghi lại

• Thiết bị đầu cuối: phạm vi dây dẫn, vòng nối/vấu, giá trị mô-men xoắn, xác minh vận hành

• Môi trường: Xếp hạng IP, khả năng chống tia cực tím, phạm vi nhiệt độ, phương pháp bịt kín và lắp đặt

• Tài liệu: Lập sơ đồ đường đơn (SLD), nhãn, hồ sơ vận hành và ghi chú quy trình bảo trì

Kiểm tra và bảo trì

Công tắc cách ly năng lượng mặt trời nên được kiểm tra ít nhất mỗi năm một lần. Bảo trì tập trung vào việc kiểm tra hư hỏng do nhiệt, độ ẩm xâm nhập và tính toàn vẹn vật lý của vỏ. Kỹ thuật viên cũng nên kiểm tra hoạt động cơ học của tay cầm để đảm bảo tay cầm không bị giòn, kẹt.

4. Tóm tắt

Công tắc cách ly năng lượng mặt trời là một phần nhỏ nhưng quan trọng của bất kỳ hệ thống năng lượng mặt trời nào. Họ đảm bảo sự an toàn, tuân thủ và hiệu quả hoạt động.

Mạch PV có thể duy trì năng lượng dưới ánh sáng. Chuyển mạch DC yêu cầu điều khiển hồ quang được xây dựng có mục đích. Công tắc cách ly năng lượng mặt trời được xếp hạng PV cung cấp cho các kỹ sư và nhóm dịch vụ một ranh giới xác định mà họ có thể vận hành, khóa và xác minh.

Các dự án PV ở nước ngoài thường được chỉ định và xác minh theo mong đợi của IEC và EN. Thiết bị cách ly phải phù hợp với nhiệm vụ của PV DC, được đánh giá chính xác cho hệ thống và được lắp đặt để kỹ thuật viên có thể vận hành, xác minh trạng thái mở và khóa khi cần thiết.