Funzioni principali dei fusibili delle stringhe solari fotovoltaiche
I fusibili delle stringhe solari fotovoltaiche (PV) sono un importante dispositivo di protezione sul lato CC del sistema fotovoltaico. Le sue funzioni principali sono:
Protezione da sovraccarico e cortocircuito-: quando una stringa FV trabocca a causa di un guasto interno (come un danno al modulo o un cortocircuito) o di fattori esterni (come una corrente avversa causata da una protezione solare), il fusibile fonde il circuito per prevenire il surriscaldamento, danni o persino un incendio.
Coordinamento della protezione-multilivello:
Negli impianti fotovoltaici, i fusibili di solito funzionano insieme ai dispositivi di protezione in apparecchiature quali quadri elettrici e inverter per formare sistemi di protezione multi-livello. Le spolette seriali, ad esempio, possono isolare rapidamente i rami del guasto, impedire la diffusione dei guasti nell'array e garantire il corretto funzionamento di altre parti del sistema.
Isolamento di sicurezza dell'attrezzatura: dopo lo scioglimento, ci saranno evidenti punti di interruzione, facile da usare e personale di manutenzione per eseguire la manutenzione di sicurezza. Allo stesso tempo, impedisce alle correnti difettose di rifluire verso altre stringhe sane o sistemi di accumulo della batteria, riducendo il rischio di danni secondari.
Rispetto ai fusibili convenzionali, le applicazioni fotovoltaiche hanno requisiti unici:
A causa delle caratteristiche CC, dell'ambiente ad alta tensione e delle condizioni di applicazione esterna, i sistemi fotovoltaici hanno i seguenti requisiti speciali per i fusibili:
Capacità di estinzione dell'arco CC:
La sfida del crossover zero: l’alimentazione DC non dispone di punti di crossover zero periodici, rendendo l’estinzione dell’arco molto più difficile rispetto all’alimentazione AC. I fusibili fotovoltaici devono essere appositamente progettati (ad esempio allungando l'arco o utilizzando materiali estinguenti come sabbia di quarzo) per forzare l'estinzione dell'arco e prevenire una combustione continua che potrebbe provocare un incendio.
Elevata capacità di interruzione: i fusibili devono essere in grado di resistere a tensioni CC elevate (ad es.. 1000V, 1500 V) e correnti di cortocircuito- elevate provenienti dai sistemi fotovoltaici. In genere è necessaria una capacità interrotta superiore a 20 kA per garantire un isolamento affidabile dei guasti.
Adattabilità ambientale:
Resistenza agli agenti atmosferici: le strutture esterne devono resistere alle alte temperature (ad esempio, aree desertiche), alle basse temperature (ad esempio alle alte latitudini), ai raggi UV e alle variazioni di umidità. Il materiale dell'involucro deve possedere proprietà anti-invecchiamento e anti-corrosione.
Grado di protezione: è richiesto IP65 o superiore per impedire l'ingresso di polvere e acqua piovana che potrebbero causare guasti all'isolamento.
Corrispondenza precisa dei parametri:
Tensione nominale: la tensione CC massima deve essere maggiore o uguale al sistema (ad esempio, un sistema da 1500 V richiede un fusibile da 1500 V o superiore) per impedire la riaccensione dell'arco durante la disconnessione.
Corrente nominale: la corrente operativa massima della stringa (tenendo conto della corrente di cortocircuito-Icc, del coefficiente di temperatura e del numero di percorsi in parallelo) deve essere moltiplicata per il fattore di sicurezza (solitamente 1,25-1,56) e non deve superare la corrente nominale del componente protetto.
Caratteristiche tempo-corrente: i requisiti di protezione del sistema devono essere soddisfatti, ad esempio, mediante un fusibile pari a 1,35 volte la corrente nominale entro un'ora per garantire una risposta rapida al guasto evitando falsi sganci.
