Bezpieczeństwo elektryczne rozproszonej instalacji fotowoltaicznej jest niezwykle istotne. W tym artykule omówiono odpowiednie wymagania dotyczące komponentów, okablowania, falowników i instalacji w skrzynce rozdzielczej, takie jak ochrona napięcia w obwodzie otwartym i uziemienie komponentów, odpowiednie metody okablowania i dobór kabli. Jednocześnie badając ryzyko upływu prądu, wskazując jego szkodliwość dla zdrowia ludzkiego, podkreślając, że urządzenia zabezpieczające różnicowoprądowe oraz regularne przeglądy bezpieczeństwa mogą skutecznie temu zapobiec, w celu zapewnienia bezpiecznej pracy systemu i bezpieczeństwa personelu.
1. Wymagania bezpieczeństwa elektrycznego dla rozproszonej instalacji fotowoltaicznej
(1) Instalacja komponentów
Ochrona napięcia obwodu otwartego:Instalując moduły fotowoltaiczne należy zwrócić uwagę na to, że pod wpływem światła moduły będą generować napięcie w obwodzie otwartym. Zwłaszcza gdy wiele komponentów jest połączonych szeregowo, napięcie będzie się kumulować i rosnąć. Personel instalujący musi zadbać o to, aby podczas pracy ciało ludzkie nie miało jednocześnie kontaktu z dodatnim i ujemnym biegunem elementu, aby zapobiec porażeniu prądem. Na przykład używanie izolowanych narzędzi do łączenia i mocowania komponentów, aby zapobiec przypadkowemu przewodzeniu prądu elektrycznego narzędzia.
Uziemienie komponentów:Rama modułów fotowoltaicznych zwykle wymaga uziemienia. Ma to na celu wprowadzenie prądu do ziemi w przypadku awarii podzespołów, np. uderzenia pioruna lub uszkodzenia izolacji wewnętrznej powodującego porażenie prądem, aby uniknąć ryzyka porażenia prądem elektrycznym ciała ludzkiego w wyniku działania naelektryzowanych ram podzespołów. Rezystancja uziemienia powinna być zgodna z lokalnymi normami bezpieczeństwa elektrycznego, ogólnie wymagającymi, aby rezystancja uziemienia była mniejsza niż określona wartość (np. 10 Ω), a połączenie uziemiające powinno być mocne i niezawodne.
(2) Bezpieczeństwo okablowania
Wybór kabla:Wybór odpowiedniego kabla do przesyłania energii fotowoltaicznej jest kluczowy. Napięcie znamionowe, obciążalność prądowa i inne parametry kabla muszą spełniać wymagania systemu. Na przykład w przypadku rozproszonego systemu fotowoltaicznego dużej mocy konieczne jest wybranie kabli, które wytrzymują wysokie napięcie i duży prąd, aby zapobiec przegrzaniu kabla i spowodowaniu pożaru lub uszkodzenia izolacji.
Metoda okablowania:Układanie kabli powinno unikać uszkodzeń mechanicznych. Zwykle układa się go poprzez rury lub korytka kablowe. Podczas układania kabli na zewnątrz należy wziąć pod uwagę takie czynniki, jak wodoodporność, ochrona przed słońcem i zapobieganie ukąszeniom gryzoni. Jeżeli kabel jest narażony na działanie trudnych warunków przez długi czas, jego warstwa izolacyjna jest podatna na starzenie się i uszkodzenia, co może prowadzić do wypadków związanych z wyciekami. Jednocześnie części łączące kabla powinny być dobrze zaizolowane, np. przy użyciu profesjonalnych muf kablowych i taśmy izolacyjnej do uszczelnienia i owinięcia.
(3) Instalacja falownika
Luz elektryczny i droga pełzania:Wewnątrz falownika znajduje się obwód wysokiego napięcia. Podczas instalowania falownika należy zapewnić wystarczający odstęp elektryczny i drogę upływu pomiędzy jego elementami wewnętrznymi. Luz elektryczny odnosi się do najkrótszej odległości przestrzennej pomiędzy dwoma elementami przewodzącymi, natomiast odległość upływu odnosi się do najkrótszej ścieżki pomiędzy dwoma elementami przewodzącymi mierzonej wzdłuż powierzchni izolacji. Jeśli te dwie odległości są niewystarczające, może to spowodować wyładowanie łukowe, uszkodzenie sprzętu i wywołać pożar elektryczny.
Połączenie uziemiające:Metalowa obudowa falownika musi być solidnie uziemiona. W ten sposób, gdy wewnątrz falownika wystąpi awaria elektryczna, która powoduje naelektryzowanie obudowy, prąd może zostać wprowadzony do ziemi, aby zapewnić bezpieczeństwo personelu. Ponadto przyłącze układu uziemiającego należy połączyć z siecią uziemiającą całej instalacji fotowoltaicznej, tworząc kompletny układ uziemiający.
(4) Instalacja skrzynki rozdzielczej
Poziom ochrony:Skrzynka rozdzielcza powinna posiadać odpowiedni poziom ochrony, aby zapobiec przedostawaniu się kurzu, wody itp. do wnętrza skrzynki rozdzielczej i powodowaniu zwarć. Na przykład skrzynki rozdzielcze instalowane na zewnątrz powinny mieć stopień ochrony co najmniej IP54, który zapobiega przedostawaniu się ciał obcych i rozpryskiwaniu wody.
Wybór rozdzielnicy:Rozdzielnice w skrzynce rozdzielczej, takie jak wyłączniki, bezpieczniki itp., powinny być rozsądnie dobrane zgodnie z wymaganiami dotyczącymi prądu, poziomu napięcia i ochrony przeciwzwarciowej systemu fotowoltaicznego. Te urządzenia przełączające mogą szybko odciąć obwód i chronić sprzęt i bezpieczeństwo personelu w przypadku przeciążenia systemu, zwarcia i innych usterek.
2. Ryzyko wycieku i zapobieganie obrażeniom personelu
Jeśli w rozproszonym systemie fotowoltaicznym wystąpi wyciek, może to rzeczywiście stanowić zagrożenie dla bezpieczeństwa osobistego. Kiedy ciało ludzkie zetknie się z urządzeniem upływowym, prąd przepływający przez ciało ludzkie może spowodować porażenie prądem. Kiedy prąd osiągnie określony poziom (ogólnie uważany za powyżej 10 mA dla prądu przemiennego i powyżej 50 mA dla prądu stałego), może to spowodować skurcze mięśni, trudności w oddychaniu, a nawet zatrzymanie akcji serca.
Aby zapobiec zagrożeniu dla personelu przez upływ prądu, w rozproszonych systemach fotowoltaicznych zwykle instaluje się urządzenia zabezpieczające uruchamiane prądem różnicowym (RCD). RCD może wykryć prąd resztkowy w obwodzie. Gdy prąd różnicowy przekroczy ustawioną wartość (np. 30mA), RCD odetnie obwód w bardzo krótkim czasie (zwykle nie przekraczającym 0,1 sekundy), aby uniknąć porażenia prądem elektrycznym ciała ludzkiego. Jednocześnie można przeprowadzać regularne inspekcje bezpieczeństwa elektrycznego systemów fotowoltaicznych, w tym badanie rezystancji izolacji, badanie rezystancji uziemienia itp., aby szybko wykryć i zaradzić problemom, takim jak uszkodzenie izolacji i słabe uziemienie, skutecznie zmniejszając ryzyko upływu prądu.
W procesie rozproszonej instalacji fotowoltaicznej ścisłe przestrzeganie wymagań bezpieczeństwa elektrycznego i skutecznych środków ochrony przed wyciekami może zmaksymalizować bezpieczną pracę systemu i bezpieczeństwo osobiste.