الوظائف الأساسية لصمامات سلسلة الطاقة الشمسية الكهروضوئية
تعد صمامات سلسلة الطاقة الشمسية الكهروضوئية (PV) بمثابة جهاز حماية مهم على جانب التيار المستمر للنظام الكهروضوئي. وظائفها الأساسية هي:
التحميل الزائد والدائرة القصيرة-: عندما يفيض سلسلة كهروضوئية بسبب خطأ داخلي (مثل تلف الوحدة أو ماس كهربائي) أو عوامل خارجية (مثل التيار المعاكس الناتج عن ظل الشمس)، يقوم المصهر بدمج الدائرة لمنع ارتفاع درجة الحرارة أو التلف أو حتى نشوب حريق.
تنسيق الحماية متعدد المستويات-:
في الأنظمة الكهروضوئية، تعمل الصمامات عادةً مع أجهزة الحماية في المعدات مثل صناديق التجميع والمحولات لتشكيل أنظمة حماية متعددة المستويات. على سبيل المثال، يمكن للصمامات التسلسلية أن تعزل فروع الأخطاء بسرعة، وتمنع الأخطاء من الانتشار في جميع أنحاء المصفوفة، وتضمن الأداء السليم للأجزاء الأخرى من النظام.
عزل سلامة المعدات: بعد الذوبان، ستكون هناك نقاط توقف واضحة، وسهل التشغيل وموظفو الصيانة للقيام بصيانة السلامة. وفي الوقت نفسه، يمنع التيارات المعيبة من التدفق مرة أخرى إلى سلاسل صحية أخرى أو أنظمة تخزين البطارية، مما يقلل من خطر حدوث أضرار ثانوية.
بالمقارنة مع الصمامات التقليدية، فإن التطبيقات الكهروضوئية لها متطلبات فريدة:
نظرًا لخصائص التيار المستمر وبيئة الجهد العالي وظروف التطبيق الخارجية، فإن الأنظمة الكهروضوئية لديها المتطلبات الخاصة التالية للصمامات:
القدرة على إطفاء قوس التيار المستمر:
تحدي التقاطع الصفري: يفتقر مصدر طاقة التيار المستمر إلى نقاط تقاطع دورية صفرية، مما يجعل إطفاء القوس أكثر صعوبة بكثير من طاقة التيار المتردد. يجب أن تكون الصمامات الكهروضوئية مصممة خصيصًا (على سبيل المثال، تمديد القوس أو استخدام مواد إطفاء القوس مثل رمل الكوارتز) لفرض إطفاء القوس ومنع الاحتراق المستمر الذي قد يؤدي إلى نشوب حريق.
قدرة تمزق عالية: يجب أن تكون الصمامات قادرة على تحمل الجهد العالي للتيار المستمر (على سبيل المثال . 1000 فولت، 1500 فولت) وتيارات الدائرة القصيرة - الكبيرة من الأنظمة الكهروضوئية. السعة المكسورة مطلوبة عمومًا فوق 20 كيلو أمبير لضمان عزل الأعطال بشكل موثوق.
القدرة على التكيف البيئي:
قابلية الطقس: يجب أن تتحمل المرافق الخارجية درجات الحرارة العالية (مثل المناطق الصحراوية)، ودرجات الحرارة المنخفضة (مثل خطوط العرض العالية)، والأشعة فوق البنفسجية والتغيرات في الرطوبة. يجب أن تتمتع مادة الغلاف بخصائص مقاومة-التقادم و-التآكل.
تصنيف الحماية: مطلوب IP65 أو أعلى لمنع دخول الغبار ومياه الأمطار والتسبب في فشل العزل.
مطابقة المعلمة الدقيقة:
الفولطية المقدرة: يجب أن يكون الحد الأقصى لجهد التيار المستمر أكبر من أو يساوي النظام (على سبيل المثال، يتطلب نظام 1500 فولت مصهر 1500 فولت أو أعلى) لمنع إعادة إشعال القوس الكهربائي أثناء قطع الاتصال.
التيار المقدر: يجب ضرب الحد الأقصى لتيار العمل للسلسلة (مع الأخذ في الاعتبار تيار الدائرة القصيرة Isc، ومعامل درجة الحرارة وعدد التشغيلات المتوازية) في عامل الأمان (عادةً 1.25-1.56) ويجب ألا يتجاوز التيار المقدر للمكون المحمي.
خصائص الوقت الحالي: يجب تلبية متطلبات حماية النظام، على سبيل المثال، عن طريق الصهر عند 1.35 مرة من التيار المقدر خلال ساعة لضمان الاستجابة السريعة للخطأ مع تجنب التعثر الكاذب.
