Napelem rendszereknél is elsődleges a biztonság
Inverter, Napelem Közzétéve: 2021.05.03.
idő:
Napjainkban egyre népszerűbb a lakosság és a vállalatok körében is a napelemes rendszerek alkalmazása, mert azok hosszú távon költséghatékony energiaellátásnak bizonyulnak. A költségek csökkenésével egyre gyorsabban térül meg egy ilyen beruházás, mely függetlenítheti a felhasználót az energia árának beláthatatlan változásaitól. A megújuló energiaforrásokat érintő fokozott tudatosságnak köszönhető helyi kormányzati támogatások pedig még tovább csökkentik a költségeket.
A napelemes rendszer két fő részből áll:
- a napsugárzást egyenárammá (DC) alakító napelem-modulok
- az épületek áramellátására az egyenáramot hálózati váltakozó árammá (AC) alakító inverterek. Ezek szükség esetén közüzemi villamosenergiát biztosítanak például éjszaka vagy csúcs időszakokban, amikor a napelemek nem termelnek elegendő energiát vagy egyáltalán nem üzemelnek.
Napelemes rendszerekkel kapcsolatos tűzveszély
A napelemes rendszerek tűzveszély szempontjából rendkívül alacsony kockázattal bírnak. Mivel azonban a hagyományos rendszerekben futó magas egyenáramú (DC) feszültségek napsütésben még hálózati áramkimaradás esetén is működtetik a napelem-modulokat és vezetékeket, modul szintű biztonsági mechanizmus szükséges a maximális védelem érdekében. Magyarországon törvény írja elő tűzvédelmi kapcsoló alkalmazását a napelem modulok közvetlen közelében.
Minden elektromos rendszer vagy elektronika, a napelemes rendszer is lehet bizonyos feltételek esetén valamilyen mértékben tűzveszélyes. Az ilyen tűz potenciális forrása az elektromos ívkisülés. Ennek oka lehet hibás vagy nem megfelelően csatlakoztatott kábel vagy csatlakozó, korrózió, állatok által megrágott vezetékek, meghibásodott DC izolátor vagy a napelemes rendszer komponenseinek túlmelegedése. Ennek esélye azonban szinte teljesen kiküszöbölhető a következő szempontok szem előtt tartásával:
- Minőségi anyagokból,
- a vonatkozó szabványok betartásával,
- szakember által megfelelően megtervezett és telepített napelemes rendszerek tűz- és balesetvédelmi szempontból maximálisan megbízhatóak.
Tűzvész okozta kockázat
Kutatási eredményekkel alátámasztott tény, hogy általában nem a telepített napelem-rendszer okozza a kereskedelmi infrastruktúrával kapcsolatos tűzeseteket. Az esetek többségéért például fűtési rendszerek, főző berendezések, gyári gépek, raktárakban lévő gyúlékony anyagok vagy villámlás miatt bekövetkező elektromos meghibásodások a felelősek.
A tűz forrásától vagy okozójától függetlenül a napelemek ilyenkor veszélyt jelenthetnek az oltást végző szakemberekre. A PV-modulok ugyanis tovább termelik az energiát, és nem csak napsütés esetén, de már a közelben égő tűz fénye is elegendő lehet működésükhöz. Szerencsére erre is létezik megfelelő megoldás:
A SolarEdge-nél a minőség egyben biztonságot is jelent
A SolarEdge intelligens termékeivel világszerte vezető szerepet vállal a napenergia biztonságos hasznosításában. Napelemes rendszereik minden típusánál beépített biztonsági megoldásokat alkalmaznak a tűz- és áramütés kockázatok minimalizálására.
A SolarEdge által kifejlesztett DC optimalizálási technológia érdeme, hogy az egyes napelem-modulokat a teljesítmény optimalizálókkal összekapcsolva intelligens modulokká alakítja.
- Az optimalizálók így növelik a rendszer termelését és
- modulszintű teljesítményfelügyelet mellet
- távoli karbantartás végzését is lehetővé teszik.
- Továbbá érdemes azt is kiemelni, hogy ez a megoldás maximalizálja a rendszerbiztonságot.
A napelemes biztonság holisztikus megközelítése*
A SolarEdge sokoldalú megközelítést alkalmaz a napelemes biztonsági funkciók alkalmazásában:
A SafeDCTM biztosítja, hogy a napelemes rendszer egyenáramú (DC) feszültsége a hálózati hibák vagy az inverter leállítása esetén akár öt percen belül érintésbiztos szintre csökkenjen.
Az inverter folyamatos kapcsolatban van a napelemekre közvetlen rákötött optimalizálókkal, így, ha baj van, akkor a napelemekből egyenként jövő 30-40V feszültséget a rákötött optimalizáló nem engedi tovább, hanem 1V-ra csökkenti annak a kimenő feszültségét. Ilyen automatikus működést kiváltó esemény lehet például, ha az inverter le van kapcsolva, áramtalanítva van, vagy bármi hiba esetleg sérülés keletkezik a DC kábelszakaszon, tehát sérül az inverter és az optimalizálók közötti kommunikáció.
A Gyors leállítás funkció lehetővé teszi az áramvezetők biztonságos feszültségszintre történő gyors kisülését 30 másodpercen belül, ami az Egyesült Államokban a NEC 2014, 2017 és 2020 szabványoknak megfelelően kötelezőnek számít.
Az Ívkisülés-észlelés és -megelőzés funkció egy esetleges villamos ív észlelését és megszüntetését teszi lehetővé automatikus inverteres leállítással, legfeljebb 400 m-es stringek esetén.
A Beépített hőmérséklet-figyelés funkció hőérzékelőkkel észleli a potenciálisan villamos ívhibákat okozó hibás vezetékeket.
A Modulszintű felügyelet automatikus értesítéseket küld az esetleges problémákról modulszinttől rendszerszintig, megakadályozva a potenciális biztonsági kockázatokat. Az intelligens program képes felismerni a probléma eredeti okát és automatikusan értesítik a telepítőket/kezelőket a teljesítményvesztésről vagy a biztonsági kockázatokról. Hibamentes működés esetén is hasznos, mert megelőző karbantartás is végezhető távoli diagnosztika segítségével.
Könnyen átlátható, milyen előnyökkel jár a SolarEdge modulszintű felügyelete. Ezzel szemben harmadik féltől származó biztonsági eszközök (például egy felügyelettel nem rendelkező dedikált gyorsleállítási megoldás) esetén nincs visszajelzés, ha az eszköz helytelenül van telepítve vagy meghibásodik, így az nem működik megfelelően. Így gyakran kell karbantartást végezni a megfelelő működés ellenőrzése érdekében, ami további költségeket von maga után
* A fenti biztonsági funkciók eltérőek lehetnek a különböző inverter modelleket és firmware verziókat tekintve, és akkor alkalmazhatók, ha az inverter be van kapcsolva
Biztonsági előírások
A SolarEdge biztonsági csomagja megfelel a legszigorúbb nemzetközi biztonsági szabványoknak, és túlteljesíti az érvényben lévő iparági követelményeket. Ezért részesítik a biztosítótársaságok világszerte előnyben a SolarEdge-et. Termékeik emellett az FM Global vezető ingatlanbiztosító vállalat DS 1-15 műszaki követelményeinek is maximálisan eleget tesznek.
Jelenleg hazánkban a SolarEdge gyári megoldását nem fogadják még el hivatalos tűzvédelmi megszakításnak. Ez változhat, de a plusz biztonság addig is garantált, ennek pedig elsődleges szempontnak kell lennie.
„… a SolarEdge teljesítmény-optimalizálók megfelelően végezték munkájukat. Annak ellenére, hogy a rendszer megsérült a tűz miatt, és a rézvezetékek emiatt védtelenné váltak, az összes kábel automatikusan feszültségmentesítve lett és érintésbiztos állapotban volt.”
Adrian Luke, a DMS Energy dinamikus karbantartásért felelős igazgatója, Tasmania, Ausztrália