1.Verborgene Gefahren hinter der boomenden Photovoltaikindustrie

In den letzten Jahren ist der globale Photovoltaikmarkt rasant gewachsen, vergleichbar mit einer Rakete. Ich erinnere mich noch gut an die Solarenergiemesse in Deutschland vor fünf Jahren, als die gängige Modulleistung bei etwa 300 W lag. Heute sind bifaziale Module mit über 600 W keine Seltenheit mehr. Doch inmitten dieses Installationsbooms wird ein entscheidender Aspekt oft vernachlässigt: der Systemschutz.

Letztes Jahr bearbeitete unser Unternehmen einen Fall aus der Türkei: ein 5-MW-Freiflächenkraftwerk. Drei Monate nach der Netzanbindung fielen vier Wechselrichter nacheinander aus. Bei der Untersuchung vor Ort stellte sich heraus, dass der Betreiber Kosten gespart hatte, indem er auf der Gleichstromseite auf Überspannungsschutzgeräte verzichtet hatte. Der endgültige Schaden belief sich auf über 200.000 US-Dollar, genug, um Hunderte von hochwertigen Überspannungsschutzgeräten zu erwerben. Solche Fälle sind in der Branche keine Seltenheit.

2.„Spannungskiller“, denen Photovoltaiksysteme gegenüberstehen

2.1Blitzschlag: die gefährlichste Bedrohung

Ich bin in Hainan auf ein Projekt zur Ergänzung der Stromversorgung von Fischereianlagen gestoßen. In der Region gibt es jährlich über 90 Gewittertage. Der Betriebsleiter berichtete mir, dass sie vor der Installation des Überspannungsschutzes (SPD) während der Gewittersaison jedes Jahr in ständiger Alarmbereitschaft waren. Der schwerwiegendste Vorfall war ein durch einen Blitzschlag ausgelöster Blitzschlag, der alle String-Wechselrichter der gesamten Anlage gleichzeitig zum Ausfall brachte.

Interessanterweise glauben viele Menschen, dass nur direkte Blitzeinschläge gefährlich sind. Unsere Messdaten zeigen jedoch, dass Blitzeinschläge in einem Umkreis von drei Kilometern eine so starke Überspannung erzeugen können, dass Geräte beschädigt werden. In einem brasilianischen Projekt schlug der Blitz einmal auf einem benachbarten Bauernhof ein, wodurch sämtliche Überwachungsmodule der Photovoltaikanlage ausfielen.

2.2Netzfluktuationen: Der unsichtbare Killer

Als wir letztes Jahr an der Inbetriebnahme eines Dachinstallationsprojekts in Vietnam beteiligt waren, erfassten wir erstaunliche Daten: Die Spannungsschwankungen im lokalen Stromnetz während der Spitzenlastzeiten überschritten häufig 15 %. Diese kontinuierliche Spannungsverzerrung ist für die Lebensdauer der Geräte schädlicher als kurzzeitige Spannungsspitzen.

Das größere Problem ist der vom Photovoltaiksystem selbst erzeugte Einschaltstrom. Erinnern Sie sich: Bei einem Test eines bestimmten Wechselrichters erreichte die Spannungsspitze beim Abschalten das Vierfache der Nennspannung! Dieser „selbst erzeugte und verbrauchte“ Einschaltstrom wird von vielen Hausbesitzern schlichtweg übersehen.

3.Wie schützt der Überspannungsschutz (SPD) die Photovoltaikanlage?

3.1Mehrschichtiger Schutz: Legen Sie dem System eine Art „kugelsichere Weste“ an.

Ein gutes Schutzsystem sollte wie eine Zwiebel mit mehreren Verteidigungsschichten aufgebaut sein. Wir empfehlen unseren Kunden in der Regel, ein solches System zu verwenden.dreistufige Schutzstrategie:

Array-Ebene:Installieren Sie einen Überspannungsschutz vom Typ 2 am Kombinationskasten, um sich vor den meisten induzierten Blitzen zu schützen.

Wechselrichterebene: Verwenden Sie auf der Gleichstromeingangsseite einen speziellen Photovoltaik-Überspannungsschutz (SPD). Achten Sie besonders auf die Wahl der Eingangsspannung Uc.

Netzanschlusspunkt:Installieren Sie auf der Wechselstromseite einen Überspannungsschutz (SPD), der an die örtlichen Netzcharakteristika angepasst ist.

3.2Auswahlfehler: Je höher der Parameter, desto besser

Man beobachtet häufig, dass Kunden blindlings hohe Imax-Werte anstreben. Tatsächlich ist für die meisten dezentralen Projekte eine Entladekapazität von 20 kA ausreichend. Der Schlüssel liegt darin:

- Spannungsanpassungsfähigkeit (Uc ≥ 1,2 × Maximale Systemspannung)

- Restspannungspegel (Dies ist von entscheidender Bedeutung, da er darüber entscheidet, ob das Gerät tatsächlich geschützt werden kann)

- Degradationsanzeigefunktion (Dies ist äußerst wichtig, da es eine "Zombie-SPD" verhindern kann)

Ein australischer Kunde bestand auf der Installation eines Überspannungsschutzgeräts mit einer Nennleistung von 40 kA. Aufgrund der Wahl einer zu niedrigen Betriebsspannung (Uc) alterte das Überspannungsschutzgerät jedoch vorzeitig, als das System nur geringfügig belastet wurde.

3.3Lassen Sie nicht zu, dass Schwachstellen im Anlegerschutz Ihre Anlagerendite schmälern.

Ich habe schon zu viele penible Hausbesitzer erlebt, die zwar viel Geld für hochwertige Komponenten ausgeben, aber beim Schutz ihrer Anlage übervorsichtig sind. Dabei macht eine gut geplante Überspannungsschutzlösung (SPD) in der Regel nur 0,3 % bis 0,5 % der Gesamtprojektkosten aus, kann aber über 80 % aller Stromausfälle verhindern.

Es wird empfohlen, dass jeder während der Entwurfsphase Folgendes berücksichtigt:

- Lokale Daten zu Gewittertagen (die leicht beim Wetterdienst erhältlich sind)

- Berichte zur Netzqualität

- Stoßspannungstoleranznormen, die von den Geräteherstellern festgelegt werden

Abschluss

Damit eine Photovoltaikanlage 25 Jahre lang stabil läuft, benötigt sie einen zuverlässigen Überspannungsschutz. Es ist wie Arbeiten in der Höhe ohne Sicherheitsgurt – vielleicht kommt man die ersten 99 Male unbeschadet davon, aber beim 100. Mal kann es teuer werden.