Solis Seminar, Aflevering 17: Het selecteren van de juiste stroomonderbrekers voor PV zonne-omvormers

Achtergrond
In PV zonne-energiesystemen is de selectie van stroomonderbrekers iets dat gemakkelijk over het hoofd wordt gezien en moet u de tijd nemen om de juiste oplossing te kiezen. Als de stroomonderbreker niet geschikt is, is dit gebruikelijk vanwege de activering van de apparatuur, de schade veroorzaakt door oververhitting en zelfs een brand in het systeem. In dit Solis seminar bespreken we hoe schakelbrekers in FV systemen geselecteerd kunnen worden.

Soorten stroomonderbreker
In een PV zonnesysteem hangt de keuze van een reeks schakelaars af van verschillende factoren:
• Elektrische eigenschappen van het systeem
• Milieu
• Soort installatiebelastingen en -eisen

1. Kamertemperatuur op de stroomonderbreker
Voor PV systemen wordt de apparatuur meestal buiten geïnstalleerd (grondmontagesystemen, met vlakke dekking, enz.). Een hogere externe temperatuur wordt algemeen aanvaard dat voor de bouw van installaties, zodat de temperatuur op het distributiepaneel hoger kan zijn. Dit heeft ook invloed op het debiet en de bedrijfstemperatuur van de stroomonderbreker.
Voor de selectie van schakelaars in PV zonnesystemen is temperatuur de belangrijkste overweging. Volgens de IEC 60947-2 norm heeft elke stroomonderbreker een bord dat de huidige waarde van degradatie/toename van kamertemperatuur beschrijft. Het is noodzakelijk om het juiste stroomonderbreker apparaat te selecteren op basis van de kamertemperatuur op de plaats en de grootte van het huidige systeem.

Tabel 1: Voorbeeld van race-eenheden voor stroomonderbrekers - stroomwaarden gewist/toegevoegd op basis van omgevingstemperatuur

2.wederzijds verwarmings stroomonderbrekers
Voor grote zonne PV energiecentrales met meerdere omvormers zijn er meestal meerdere stroomonderbrekers in het verdeelpaneel, die dicht naast elkaar zijn gemonteerd. Deze stroomonderbrekers zorgen tegelijkertijd voor hun maximale stroom, zodat de temperatuur van de stroomonderbrekers de andere sneller beïnvloedt, wat kan leiden tot voortijdige triggering.

Bij de gelijktijdige installatie van meerdere stroomonderbrekers moet rekening worden gehouden met de correctiefactor, die is gespecificeerd in de technische fiche van de stroomonderbreker.
Voor een organisatie van 6 apparaten kan de correctiefactor bijvoorbeeld 0,75 zijn. Een stroomonderbreker met een nominale stroom van 15,1 Ampère (A) gedraagt zich als een nominale stroom van 0,75 x 15,1 A = 11,33 A.

Bij deze berekening kan, als de stroom onvoldoende is, een stroomonderbreker worden gebruikt met een hogere nominaal stroom. Een andere mogelijkheid is om de afstand tussen de stroomonderbrekers te vergroten. Hierdoor kan meer warmte verdwijnen, waardoor onnodige triggering wordt voorkomen.

3. Type aangesloten apparaten
Als een PV zonnesysteem op het net is aangesloten, wordt dit geactiveerd door de impact van de stroom en de spanning van het laadnet. Bij het kiezen van een stroomonderbreker moeten we rekening houden met de belastingselementen op dat raster om de meest geschikte stroomonderbreker te kiezen.

Tabel 2: Andere type onderbreker, instant of korte vertraging

Voorbeeldsysteem
Voorbeelden voor de thermische classificatie van stroomonderbrekers parallel aan de PV installatie.

PV installatie met 6 Solis-1P8K-5G omvormers.

De benodigde technische specificaties zijn te vinden in het Solis-1P8K-5G omvormer gegevensblad:
• Maximale uitgangsstroom = 34,7A
• Uw maximale zekeringsbeveiliging = 50A
De keuze van de kabel, evenals de bedradingsmethode, omgevingstemperatuur en andere mogelijke omstandigheden beperken de maximale bescherming van de kabelzekering.
In ons voorbeeld gaan we ervan uit dat de geselecteerde kabel (6mm²) de ideale routering heeft en bestand is tegen een nominale stroom van 35A.
De maximale nominale stroom van de gebruikte kabel en de maximaal mogelijke bescherming voor de Solis-1P8K-5G beperken de maximaal mogelijke nominale stroom voor stroomonderbrekers.

De juiste stroomonderbreker selecteren
Met hetzelfde voorbeeldsysteem en ervan uitgaande dat de belasting die geen motoren, transformatoren, enz. heeft, gebaseerd op de berekende stroom van 34,7A, we kozen voor een 40A-stroomonderbreker met een karakteristieke B thermische triggercurve en geen opening tussen de stroomonderbrekers. Vervolgens controleren we of onze gekozen waarde voldoende is door de warmteaanpassingscapaciteit van de stroomonderbreker te controleren:

De belastingsfactor voldoet aan de specificaties van het gegevensblad:
• Het verminderen van de permanente belasting> 1 h = 0,9
(Permanente belasting van meer dan 1 uur zijn mogelijk in een PV zonne-installatie.)
• Reductiefactor wanneer de 6 stroomonderbrekers direct naast elkaar zijn geplaatst = 0,75
(Als een stroomonderbreker wordt gebruikt of de afstand ertussen voldoende is, is de coëfficiënt 1.)
• Verhoogde nominale stroom op de distributiekaart wanneer de omgevingstemperatuur 40°C = 1,0

Resultaat
De nominale laadstroom van de stroomonderbreker wordt als volgt berekend:
Ibn = 40 A x 0,9 x 0,75 x 1,0 = 27A

Conclusie
Aangezien het maximale stroomvermogen voor een vlekkeloze werking lager is dan de maximale uitgangsstroom van de gebruikte omvormer, kan de geselecteerde stroomonderbreker in dit voorbeeld niet worden gebruikt. De stroomonderbreker wordt geactiveerd tijdens het nominale gebruik.

Oplossing 1
Gebruik een 50A stroomonderbreker. Er is voldoende ruimte (>10mm) voor thermische dissipatie tussen de stroomonderbrekers en het huidige maximale laadvermogen is 40,5A
(Ibn = 50A x 0,9x0,9 = 40,5A), De stroomonderbreker wordt niet geactiveerd tijdens het nominale gebruik.

Oplossing 2
Gebruik een 63A stroomonderbreker. Huidige maximale laadvermogen is 42,5A
(Ibn = 63A x 0,75x 0,9x 1 = 42,5A), De stroomonderbreker wordt niet geactiveerd tijdens het nominale gebruik.