1. Primeiro, entenda porque o sistema fotovoltaico está com defeito
Vários riscos de exposição-de longo prazo de módulos fotovoltaicos ao ar livre:
Efeito hot spot: Quando uma célula está obstruída, danificada ou envelhecida, ela não gera mais eletricidade, mas se torna um resistor, consumindo a eletricidade gerada por outras células. As temperaturas na área podem subir repentinamente para centenas de graus Celsius, o suficiente para queimar painéis traseiros e até mesmo inflamar componentes.
Curto-circuito interno do fio: envelhecimento do isolamento do cabo, entrada de água na costura, conexão virtual do conector, etc., podem causar curto-circuito, produzir imediatamente muitas dezenas de vezes a corrente de falha da corrente de trabalho normal.
Corrente reversa: Quando uma string para devido a uma falta, a corrente de outras strings normais retorna através da string com falha, causando danos secundários.
dispositivos semicondutores de potência, como IGBT em inversores, são extremamente sofisticados. Uma vez que a corrente do lado CC esteja fora de controle, ela poderá ser danificada permanentemente em milissegundos e todo o inversor poderá ser abandonado.
Toda a missão de um fusível fotovoltaico é desligar completamente o circuito nos primeiros milissegundos após um desastre.
2. Mecanismo de proteção para componentes fotovoltaicos
Proteção 1: Isole os pontos quentes da queima.
Quando uma bateria específica passa por um ponto quente, a corrente de falta aumenta rapidamente ao longo do circuito da string. Quando a corrente excede um limite definido, o fusível derrete rapidamente, isolando completamente toda a linha defeituosa do sistema. Outras cordas normais não são afetadas e continuam a gerar eletricidade. Na ausência de um fusível, a corrente persistentemente alta gerada pela fonte de calor viajará ao longo do cabo, não apenas queimando componentes defeituosos, mas também afetando potencialmente os componentes adjacentes.
Proteção 2: Corte a corrente-de curto-circuito para evitar que o cabo pegue fogo.
Quando ocorre um curto-circuito em série, a corrente do circuito-de curto-circuito pode atingir mais de 10 vezes a corrente normal de trabalho. Se o fusível não for cortado a tempo, o cabo superaquecerá, o isolamento derreterá e até mesmo inflamará o material circundante em um curto espaço de tempo. A resposta em milissegundos do fusível pode evitar um incêndio na fonte, cortando o circuito antes que a temperatura do cabo suba para um valor perigoso.
Proteção 3: Previne o refluxo.
Quando um string é desconectado da rede por um fusível, a corrente de outros strings normais não fluirá de volta para o ramal em questão. Isso parece ser um "efeito colateral" dos fusíveis, mas na verdade é uma forma de proteção extremamente importante-que garante que as falhas sejam reduzidas ao mínimo e não proliferem ou se expandam.
3. Mecanismo de proteção dos inversores
Proteção 1: Serve como a 'última linha de defesa' para inversores.
Embora o próprio inversor tenha a função de proteção contra transbordamento, sua velocidade de resposta e capacidade de interrupção são limitadas. Quando ocorre um curto-circuito grave no lado CC, a corrente de falha aumenta rapidamente e pode ter queimado o IGBT antes que o circuito de proteção eletrônica do inversor seja ativado. O inversor de mecanismo de fusão físico puro não depende de nenhum sinal eletrônico, tem velocidade de resposta rápida e forte capacidade de fratura e é uma proteção de nível de hardware- insubstituível para o terminal de entrada CC do inversor.
Proteção 2: Limite a falha de energia e reduza os danos.
Mesmo no caso de uma falha, o fusível rápido do fusível pode reduzir significativamente a duração da corrente de falha. Quanto menor for a duração da corrente, menos energia será liberada para o inversor e menor será o impacto no dispositivo de potência. Em muitos casos, é porque o fusível corta o circuito em milissegundos que o inversor consegue “sobreviver” simplesmente substituindo o fusível para voltar ao trabalho, em vez de substituir todo o dispositivo.
Proteção 3: Obtenha isolamento preciso de ramificações de falha para garantir a operação geral do sistema
Em um sistema onde vários strings estão paralelos ao mesmo inversor, se um string falhar sem fusível, a entrada CC de todo o inversor será afetada, o que pode desencadear um desligamento protetor do inversor e fazer com que todos os strings parem de gerar eletricidade. Com fusíveis em cascata, apenas os ramais defeituosos são cortados e a série normal restante continua alimentando o inversor, minimizando a perda de geração de energia do sistema.
4, cadeia lógica completa de ação de proteção de fusível
Em caso de mau funcionamento, todo o processo de proteção é o seguinte:
A primeira é a anomalia de corrente causada por curto-circuito, refluxo de ponto quente, sobrecarga, etc.
O segundo passo é aumentar a corrente rapidamente e, quando a corrente atinge a corrente nominal do fusível, o interior do fundido começa a aquecer e derreter.
A terceira etapa é derreter completamente o fundido, cortando o circuito em milissegundos a dezenas de milissegundos.
Etapa quatro, redefina a corrente de falha para zero e remova todos os componentes, cabos e inversores do perigo.
Etapa cinco, os operadores e o pessoal de manutenção localizam e substituem o fusível para restaurar a operação normal do sistema.
O processo não requer fonte de alimentação externa, é independente de quaisquer sinais de controle, não é influenciado por nenhuma lógica de software e é o método de proteção mais puro e confiável.
5, Por que os fusíveis não podem ser completamente substituídos por proteção eletrônica?
Muitos podem perguntar: O inversor já não possui proteção eletrônica contra sobrecorrente? Por que precisamos de fusíveis?
A razão é que a proteção eletrônica é um tipo de “proteção suave” que depende da detecção do sensor, do julgamento do chip de controle e do desligamento do IGBT. Se algum dos links neste link apresentar problemas, a proteção pode falhar.
A "combinação suave/dura" é a solução mais segura em um ambiente de alta-tensão, alta-corrente e alta{2}}falta no lado fotovoltaico CC: a proteção eletrônica é responsável por sobrecarga diária e pequenas anomalias, enquanto os fusíveis são responsáveis pelos curtos-circuitos mais extremos e falhas de alta-corrente. Os dois são complementares e indispensáveis.
