Elektrická bezpečnost distribuované fotovoltaické instalace je zásadní. Tento článek rozvádí příslušné požadavky z hlediska komponent, kabeláže, měničů a instalace rozvodných skříní, jako je napěťová ochrana naprázdno a uzemnění komponent, vhodné způsoby zapojení a výběr kabelů. Současné zkoumání rizika elektrického úniku, upozorňování na jeho poškození lidského zdraví, zdůraznění, že ochranná zařízení ovládaná zbytkovým proudem a pravidelné bezpečnostní kontroly mu mohou účinně zabránit, aby byl zajištěn bezpečný provoz systému a bezpečnost personálu.
1. Požadavky na elektrickou bezpečnost pro distribuovanou fotovoltaickou instalaci
(1) Instalace součásti
Ochrana proti otevřenému napětí:Při instalaci fotovoltaických modulů je třeba věnovat pozornost skutečnosti, že moduly budou při vystavení světlu generovat napětí naprázdno. Zejména při zapojení více komponent do série se bude napětí hromadit a stoupat. Instalační personál musí zajistit, aby se lidské tělo během provozu nedostalo do kontaktu s kladným a záporným pólem součásti současně, aby nedošlo k úrazu elektrickým proudem. Například použití izolovaných nástrojů pro připojení a upevnění součástí, aby se zabránilo náhodné elektrické vodivosti nástroje.
Uzemnění součástí:Rám fotovoltaických modulů je obvykle potřeba uzemnit. Jedná se o zavedení proudu do země v případě selhání komponentu, jako je úder blesku nebo poškození vnitřní izolace způsobující elektrifikaci, aby se zabránilo riziku elektrického šoku lidského těla způsobeného elektrifikovanými rámy komponent. Odpor uzemnění by měl odpovídat místním normám elektrické bezpečnosti, které obecně vyžadují, aby odpor uzemnění byl menší než určitá hodnota (například 10 Ω), a zemnící spojení by mělo být pevné a spolehlivé.
(2) Bezpečnost elektroinstalace
Výběr kabelu:Výběr vhodného kabelu pro přenos fotovoltaické energie je zásadní. Jmenovité napětí, proudová zatížitelnost a další parametry kabelu musí splňovat požadavky systému. Například pro distribuovaný fotovoltaický systém s vysokým výkonem je nutné vybrat kabely, které snesou vysoké napětí a vysoký proud, aby se zabránilo přehřátí kabelu, které by způsobilo požáry nebo poškození izolace.
Způsob zapojení:Pokládání kabelů by mělo zabránit mechanickému poškození. Obvykle se pokládá potrubím nebo kabelovými lávkami. Při pokládání kabelů venku je třeba vzít v úvahu faktory, jako je hydroizolace, ochrana před sluncem a prevence kousnutí hlodavci. Pokud je kabel po dlouhou dobu vystaven drsnému prostředí, jeho izolační vrstva je náchylná ke stárnutí a poškození, což může vést k nehodám s únikem. Současně by měly být spojovací části kabelu dobře izolovány, například pomocí profesionálních kabelových spojek a izolační pásky pro utěsnění a omotání.
(3) Instalace měniče
Elektrická vzdálenost a povrchová dráha:Uvnitř měniče je vysokonapěťový obvod. Při instalaci střídače je nutné zajistit dostatečnou elektrickou vzdálenost a povrchovou vzdálenost mezi jeho vnitřními součástmi. Elektrická vzdálenost označuje nejkratší prostorovou vzdálenost mezi dvěma vodivými součástmi, zatímco povrchová vzdálenost označuje nejkratší cestu mezi dvěma vodivými součástmi měřenou podél povrchu izolace. Pokud jsou tyto dvě vzdálenosti nedostatečné, může dojít k výboji oblouku, poškození zařízení a ke spuštění elektrického požáru.
Připojení uzemnění:Kovový kryt střídače musí být spolehlivě uzemněn. Tímto způsobem, když dojde k elektrické poruše uvnitř střídače, která způsobí elektrifikaci skříně, může být proud zaveden do země, aby byla zajištěna osobní bezpečnost. Kromě toho by připojení uzemňovacího systému mělo být připojeno k uzemňovací mřížce celého fotovoltaického systému, aby se vytvořil kompletní systém uzemnění.
(4) Instalace rozvodné skříně
Úroveň ochrany:Rozvodná skříň by měla mít vhodnou úroveň ochrany, aby se zabránilo vniknutí prachu, vody atd. do vnitřku rozvodné skříně a způsobení zkratů. Například rozvaděče instalované venku by měly mít stupeň ochrany alespoň IP54, který může zabránit vniknutí cizích předmětů a vniknutí vody dovnitř.
Výběr rozvaděče:Rozváděče v rozvodné skříni, jako jsou jističe, pojistky atd., by měly být vhodně vybrány podle požadavků fotovoltaického systému na proud, úroveň napětí a ochranu proti zkratu. Tato spínací zařízení mohou okamžitě přerušit obvod a chránit zařízení a bezpečnost personálu v případě přetížení systému, zkratu a jiných poruch.
2. Riziko úniku a prevence poškození personálu
Pokud dojde k úniku z distribuovaného fotovoltaického systému, může to skutečně představovat nebezpečí pro osobní bezpečnost. Když se lidské tělo dostane do kontaktu se svodovým zařízením, proud procházející lidským tělem může způsobit úraz elektrickým proudem. Když proud dosáhne určité úrovně (obecně se považuje za vyšší než 10 mA pro AC a nad 50 mA pro DC), může způsobit svalové křeče, dýchací potíže a dokonce zástavu srdce.
Aby se předešlo ohrožení osob elektrickým únikem, distribuované fotovoltaické systémy obvykle instalují ochranná zařízení ovládaná zbytkovým proudem (RCD). RCD dokáže detekovat zbytkový proud v obvodu. Když zbytkový proud překročí nastavenou hodnotu (např. 30mA), RCD přeruší obvod ve velmi krátké době (obecně nepřesahující 0,1 sekundy), aby se zabránilo úrazu elektrickým proudem v lidském těle. Současně mohou být prováděny pravidelné kontroly elektrické bezpečnosti fotovoltaických systémů, včetně testování izolačního odporu, testování odporu uzemnění atd., aby bylo možné rychle detekovat a řešit problémy, jako je poškození izolace a špatné uzemnění, což účinně snižuje riziko elektrického úniku.
V procesu distribuované fotovoltaické instalace může přísné dodržování požadavků na elektrickou bezpečnost a účinná opatření na ochranu proti úniku maximalizovat bezpečný provoz systému a osobní bezpečnost.