مقدمهای بر حفاظت سیستمهای خورشیدی
تصور کنید در یک روز آفتابی، پنلهای خورشیدی خانهتان در حال تولید برق پاک هستند. ناگهان صاعقهای در فاصله چند کیلومتری میزند و در یک لحظه، نوسان شدید برق باعث میشود تجهیزات گرانقیمت سیستم شما بسوزند. این فاجعهای است که با یک وسیله کوچک به نام سرج ارستر خورشیدی میشد بهسادگی جلوگیری کرد! در این مقاله، به زبانی ساده اهمیت حفاظت سیستمهای خورشیدی در برابر اضافه ولتاژ و نقش کلیدی سرج ارستر خورشیدی یا فتوولتائیک را بررسی میکنیم پس اگر به دنبال خرید سرج ارستر خورشیدی هستید و یا میخواهید از قیمت انواع سرج ارستر فتوولتائیک مطلع شوید با پرسیکا همراه باشید
سرج ارستر خورشیدی چیست؟
سرج ارستر خورشیدی به دستگاهی گفته میشود که در سامانههای تولید برق خورشیدی، برای محافظت از تجهیزات مستعد آسیب ناشی از ولتاژهای گذرا (Surge) یا افزایش ناگهانی ولتاژ طراحی میگردد. این دستگاه، هنگامی که ولتاژ یا جریان ناگهانی و غیرطبیعی وارد سیستم شود، وارد عمل شده و آن انرژی را به زمین یا مسیر دفع مناسب هدایت میکند تا از تخریب ماژولها، اینورترها، تابلوها و اجزای حساس جلوگیری شود. در واقع، در یک سامانهٔ خورشیدی که احتمال وارد شدن اضافه ولتاژ از مسیرهای DC ماژولها، کابلها، یا از شبکهٔ AC وجود دارد، سرج ارستر خورشیدی حکم « سپر » را دارد برای محافظت در برابر آن شوکهای کوتاه ولی خطرناک.
ساختار کلی و اجزای اصلی
در زیر، مهمترین اجزای تشکیلدهنده و ساختار کارکردی سرج ارستر خورشیدی را شرح میدهیم:
| بخش | توضیح |
|---|---|
| المنت جذب ولتاژ (مثلاً MOV = Metal Oxide Varistor) | این المان، مقاومت بسیار بالا در حالت نرمال دارد، ولی زمانیکه ولتاژ به مقدار بحرانی برسد، مقاومتش ناگهان کاهش مییابد و جریان را به مسیر تخلیه هدایت میکند. |
| لوله تخلیه گازی (مثلاً GDT = Gas Discharge Tube) | یک محفظه گازی است که در مقابل ولتاژ ناگهانی، یونیزه شده و راهی کم مقاومت برای جریان اضافی فراهم میآورد؛ اغلب در ترکیب با MOV بهکار میرود. |
| محفظه و پایۀ اتصال زمین | سرج ارستر در محفظهای با عایق مناسب (خصوصاً برای نصب در فضای باز یا سیستمهای خورشیدی) قرار میگیرد. اتصال زمین مطمئن برای هدایت جریانهای تخلیه از اهمیت ویژهای برخوردار است |
| ترمینال ورودی و خروجی | دستگاه معمولاً بین مسیر تولید یا کابل ورودی (DC یا AC) و زمین نصب میشود؛ یعنی ورودی دستگاه به کابل یا بخش حفاظتشونده وصل و خروجی به زمین متصل میشود. |
| مشخصۀ عملکردی و نکات طراحی | — ولتاژ کاری مداوم: دستگاه باید با ولتاژ عادی سیستم سازگار باشد. — ولتاژ شکستن یا فعالسازی: مقدار ولتاژی که دستگاه شروع به هدایت میکند. — ظرفیت جریان تخلیه: میزان جریانی که میتواند امن هدایت کند. — زمان پاسخ: سرعت ورود به عملکرد در لحظهٔ اضافه ولتاژ. |
جهت خرید و یا اطلاع از قیمت انواع سرج ارستر خورشیدی بر روی لینک روبرو کلیک نمایید، گروه صنعتی پرسیکا تولید کننده و تنها نماینده رسمی شرکت OBO آلمان در ایران
عملکرد سرج ارستر در سیستمهای فتوولتائیک
در سامانههای خورشیدی، بهویژه آنهایی که شامل آرایههای بزرگ یا نصبهای روی پشتبام هستند، احتمال مواجهه با اضافه ولتاژهای گذرا ـ اعم از ناشی از صاعقه، نوسان در شبکه برق، یا القای الکترومغناطیسی کابلهای طولانی ـ وجود دارد. اگر این ولتاژها کنترل نشوند، ممکن است به قطعات حساسی چون مبدلها (اینورترها)، جعبههای ترکیبساز (combiner box)، و کابلها آسیب جدّی وارد شود.پس سرج ارستر بهعنوان یک سد حفاظتی حیاتی برای سامانههای فتوولتائیک ظاهر میشود.
عملکرد عملی سرج ارستر در سیستم PV
ممکن است اضافهولتاژ از یکی از منابع زیر ایجاد شود:
- تخلیهی صاعقه (مستقیم یا غیرمستقیم)
- القاء الکترومغناطیسی در کابلهای طولانی
- نوسان ناگهانی در شبکه یا منبع تغذیه
وقتی این ولتاژ عبور کند، در نقاط مختلف مدار (در نزدیکی آرایه ماژولها یا نزدیکی اینورتر) آمادگی دارد تا به تجهیزات آسیب برساند.
وقتی ولتاژ از آستانهی تعریفشدهی دستگاه بالاتر رود، المان حفاظتی وارد عمل میشود. آستانه به گونهای انتخاب شده که در شرایط عادی دستگاه غیرفعال باشد، اما در برابر شوک ناگهانی سریع فعال شود.
در این مرحله، یکی یا ترکیبی از المانهای زیر فعال میشود:
- MOV (متالاکسید وریستور): در حالت عادی مقاومت بالایی دارد، اما با عبور ولتاژ بالا، مقاومتش کاهش یافته و جریان را به مسیر تخلیه میراند.
- GDT (تیوب گاز تخلیه): وقتی ولتاژ به حدی برسد که گاز داخل تیوب یونیزه شود، شکاف گازی بین الکترودها هدایت میشود و جریان به زمین هدایت میگردد.
- گاهی از ترکیب MOV و GDT برای تقسیم کار و بهبود عملکرد سریع و ظرفیت بالا استفاده میشود.
وقتی المان حفاظتی فعال شد، جریان اضافی به سمت زمین یا مسیر تخلیهی تعریفشده هدایت میگردد. با این کار، ولتاژ اضافی به تجهیزات حساس نمیرسد.
پس از فروکش کردن اضافهولتاژ، دستگاه دوباره به حالت اولیه بازمیگردد (مقاومت بالا) و آماده حفاظت در برابر رویداد بعدی میشود. بیشتر سرجارسترها این عملکرد را در کسری از ثانیه انجام میدهند.
اگر سرج ارستر خورشیدی مجبور شود بار زیادی را دفع کند، ممکن است مقداری آسیب ببیند یا کیفیت عملکردش کاهش یابد. لذا پس از برخی رویدادها، عملکرد آن باید بررسی شده و در صورت نیاز تعویض شود.
انواع سرج ارستر خورشیدی
در سیستمهای فتوولتائیک، سرجارسترها (SPD) را مطابق با استانداردهای بینالمللی به چند نوع (Type 1، Type 2، Type 3) تقسیم میکنند. هر نوع، برای محافظت در سطح یا موقعیت خاصی طراحی شده است. در ادامه به معرفی و مقایسه این انواع میپردازم:
تعریف کلی انواع SPD / سرجارستر
- Type 1 (معمولاً با کلاس I یا محافظتی در ورود سیستم) — برای تخلیهٔ جریانهای بسیار بزرگ ناشی از صاعقه مستقیم یا انرژی زیاد
- Type 2 (کلاس II) — برای محافظت در برابر ولتاژهای گذرای متوسط یا القایی، در نقاط توزیع داخلی
- Type 3 (کلاس III) — محافظت دقیقتر در نزدیکی تجهیزات حساس (نهایت لایه حفاظتی)
در برخی موارد، ترکیبهایی مثل Type 1+2 (یا کلاس I+II) نیز وجود دارد که ویژگیهای هر دو نوع را دارد.
ویژگیها، کاربرد و محل نصب انواع سرج ارستر خورشیدی
| نوع | کاربرد اصلی | موج تست رایج / شکل موج | محل نصب پیشنهادی | مزایا و محدودیتها |
|---|---|---|---|---|
| Type 1 | محافظت از ولتاژهای بسیار شدید (مثلاً صاعقه مستقیم) | موج 10/350 µs (جریان زیاد) | در ورودی اصلی سیستم یا نزدیکی نقطه اتصال به شبکه یا محل ورود کابل (در سامانهی مشترک با سیستم صاعقهگیر) | توانایی تخلیه جریان زیاد؛ ولی هزینه بالا، ابعاد بزرگتر، و معمولاً نیازی نیست در همه پروژهها |
| Type 2 | محافظت در برابر اضافهولتاژهای ناشی از کلیدزنی، القاء، نوسان شبکه و عبور از لایه اول | موج 8/20 µs (ولتاژ گذرا متوسط) | در تابلوهای توزیع داخلی، در ورودی اینورتر یا جعبه ترکیب (combiner box) در قسمت DC و AC | هزینه و اندازه متوسط؛ ظرفیت تخلیه کمتر نسبت به Type 1؛ باید هماهنگ با Type 1 باشد |
| Type 3 | محافظت نهایی برای تجهیزات حساس (مانند مبدلها، کنترلها، تجهیزات الکترونیکی) | موج سریعتر و ولتاژ پایینتر نسبت به Type 2؛ پاسخ سریع | نزدیک به مصرفکننده یا نقطه اتصال تجهیز به شبکه سیستم | مناسب برای محافظت تجهیزات کوچک، ولی نمیتواند جریانهای بزرگ را کنترل کند |
نکات کاربردی در سیستم فتوولتائیک (PV)
- در سیستمهای PV معمولاً ترکیبی از SPDها در هر دو سمت DC و AC نصب میشوند:
• در سمت DC: ممکن است SPD از نوع 1 یا ترکیبی 1+2 در نقطه ورودی آرایه، و SPD نوع 2 در نزدیکی اینورتر نصب شود.
• در سمت AC :SPD نوع 1 یا ترکیبی 1+2 ممکن است در ورودی شبکه، و SPD نوع 2 یا 3 در تابلوهای داخلی یا نزدیک تجهیزات نصب شود.اگر منطقه دارای ریسک بالای رعد و برق باشد یا دستگاه دارای اتصال به سیستم صاعقهگیر باشد، استفاده از Type 1 یا 1+2 توصیه میشود. - در پروژههای مسکونی کوچک، معمولاً SPDهای نوع 2 و 3 کافیاند و نیازی به Type 1 نیست مگر شرایط خاصی وجود داشته باشد.
- استانداردها مانند IEC 61643-32 (برای SPDهای DC در PV) و استانداردهای حفاظتی برقی، دستهبندی نوع SPD و الزامات نصب را تعیین میکنند.
- باید به سطح ولتاژ کاری مداوم دستگاه SPD، جریان تخلیه و ولتاژ حفاظتی (clamping voltage) آن توجه کرد تا با سیستم PV همخوانی داشته باشد.
جهت خرید و یا اطلاع از قیمت انواع سرج ارستر خورشیدی بر روی لینک روبرو کلیک نمایید، گروه صنعتی پرسیکا تولید کننده و تنها نماینده رسمی شرکت OBO آلمان در ایران
اجزای تشکیلدهنده سرج ارستر بررسی قطعات داخلی مانند MOV و GDT
یک سرجارستر معمولی معمولاً از ترکیبی از قطعات زیر تشکیل شده است تا بتواند در شرایط اضافهولتاژ به نحو مؤثر جریان ناخواسته را دفع یا محدود کند:
| قطعه | عملکرد | نکات کلیدی |
|---|---|---|
| MOV (Metal Oxide Varistor / وریستور اکسید فلزی) | عنصر اصلی محدودکننده ولتاژ؛ وقتی ولتاژ به آستانه برسد، مقاومت داخلی کاهش مییابد و جریان اضافی را جذب یا هدایت میکند | در حالت عادی، مقاومت بالا دارد؛ در لحظهٔ افزایش ولتاژ، به حالت هادی تبدیل میشود |
| GDT (Gas Discharge Tube / لوله تخلیۀ گازی) | وقتی ولتاژ به حدی برسد که گاز داخل تیوب یونیزه شود، جریان را به زمین هدایت میکند | عکسالعملی ناگهانی دارد و میتواند جریانهای زیاد را بدون افت ولتاژ زیاد عبور دهد |
| فیوز حرارتی / حفاظ حرارتی (Thermal fuse / thermal disconnect) | زمانی که قطعات (مثلاً MOV) گرمای زیادی تولید کنند یا از حد ایمن بگذرند، جریان را قطع میکند تا از آسیب بیشتر یا آتشسوزی جلوگیری شود | این سازوکار حفاظتی، یکی از خطوط پشتیبان مهم در طراحی SPD است |
| مدار موازی یا سری ترکیبی | در برخی از طراحیها، MOV و GDT بهطور ترکیبی یا به صورت سری/موازی به کار میروند تا مزایای هر دو قطعه جمع شوند | بهعنوان مثال، GDT میتواند MOV را از جریانهای خفیف جدا نگه دارد تا عمر MOV افزایش یابد |
| محفظه، عایقها و اتصالات الکتریکی | برای محافظت فیزیکی قطعات، جلوگیری از نشتی جریان، ایزولاسیون و ایجاد مسیر مناسب به زمین | باید مقاوم در برابر شرایط محیطی (گرما، رطوبت، گرد و غبار) باشد |
| ترمینالها و اتصالات به زمین (PE / گراند) | مسیر نهایی تخلیۀ جریان به زمین | مقاومت کم و مسیر کوتاه برای کارایی بهتر ضروری است |
بررسی جزئیتر MOV و GDT
MOV — وریستور اکسید فلزی
ساختار و عملکرد
- MOV از ذرات ریز اکسید فلزی (معمولاً اکسید روی ZnO) ساخته شده که بین دو الکترود فلزی قرار دارند. این ذرات با افزودنیهای خاصی ترکیب میشوند تا خواص الکتریکی مطلوب حاصل شود.
- در ولتاژ عادی، MOV مقاومت بالا دارد و جریان بسیار کمی (جریان نشتی) از آن عبور میکند. با افزایش ولتاژ تا آستانه تعیینشده، MOV وارد حالت هادی میشود و ولتاژ را به سطح قابل تحمل (ولتاژ حفاظتی) محدود میکند.
- با بالاتر رفتن جریان عبوری، مقاومت داخلی بیشتر کاهش مییابد تا جریان را به زمین هدایت کند.
نکات ضعف و محدودیتها
- پایان عمر تدریجی: هر بار که MOV فعال میشود، ساختار داخلیاش کمی تخریب میشود و ولتاژ آستانه آن ممکن است کم شود (افت عملکرد)
- اگر رویداد اضافهولتاژ طولانی مدت باشد، ممکن است MOV داغ شود، به وضعیت runaway حرارتی برسد و آسیب ببیند یا بسوزد.
- برای جلوگیری از آسیب، MOV معمولاً همراه با فیوز حرارتی یا GDT سری کنترل میشود تا در شرایط بحرانی عملکردش ایمن باشد.
ویژگیهای الکتریکی کلیدی
- ولتاژ کاری مداوم (MCOV = Maximum Continuous Operating Voltage): حداکثر ولتاژی که MOV میتواند تحت آن کار کند بدون فعال شدن دائمی
- ولتاژ کلمپ (Clamping Voltage): ولتاژی که MOV در هنگام عبور جریان بزرگ، ولتاژ را به آن محدود میکند
GDT — لوله تخلیۀ گازی
ساختار و عملکرد
- GDT از محفظهای شیشهای یا فلزی مهر و مومشده حاوی گاز (معمولاً گاز نجیب یا مخلوطی از گازها) بین دو یا چند الکترود ساخته شده است.
- در شرایط عادی، هدایت بسیار کمی دارد (بازه بسیار کمی از جریان نشتی) — تقریباً حالت عایق. اما زمانی که ولتاژ به نقطه شکست (Spark-over voltage) برسد، گاز یونیزه میشود و یک قوس الکتریکی راه میاندازد، به طوری که جریان را با مقاومت بسیار کم به زمین هدایت میکند.
- پس از فرونشستن پیک ولتاژ، قوس خاموش شده و دستگاه به حالت عایق بازمیگردد.
مزایا و معایب
- مزایا
• توانایی هدایت جریان بزرگ با افت ولتاژ پایین (پس از فعالسازی) — یعنی شبیه حالت «کشیدن برق» با مقاومت کم
• ظرفیت بالا برای مقابله با صاعقه یا شوکهای بزرگ
• بسیار کم نشتی در حالت عادی — تأثیر اندکی بر عملکرد مدار - معایب
• زمان پاسخ کندتر نسبت به MOV — ممکن است بخشهای کوچک ولتاژ گذرا را بپذیرد قبل از فعال شدن کامل
• اگر جریان «follow current» پس از فعال شدن ادامه یابد، قوس ممکن است پایدار بماند و نتواند خاموش شود، که باعث گرم شدن یا شکست GDT شود.
• نیاز به هماهنگی با MOV در طراحی ترکیبی برای داشتن حفاظت مناسب
دلایل خرید و استفاده از سرج ارستر در نیروگاههای خورشیدی
در دنیای امروز، با افزایش توجه به انرژیهای تجدیدپذیر، نیروگاههای خورشیدی بهعنوان یک گزینه پایدار و اقتصادی مطرح شدهاند. با این حال، این سیستمها در معرض تهدیدات مختلفی از جمله اضافهولتاژهای ناشی از صاعقه و نوسانات شبکه برق قرار دارند. در این راستا، استفاده از سرج ارستر (Surge Arrester) بهعنوان یک ابزار حفاظتی ضروری بهشمار میآید.
- حفاظت از تجهیزات در برابر اضافهولتاژ
- افزایش عمر مفید تجهیزات
- کاهش هزینههای نگهداری و تعمیرات
- رعایت استانداردهای بینالمللی
- حفاظت از سیستمهای ارتباطی و کنترلی
- افزایش قابلیت اطمینان سیستم
- بهبود عملکرد سیستم در شرایط جوی نامساعد
نصب سرج ارستر در سیستمهای فتوولتائیک
نصب صحیح و استاندارد سرج ارستر در سیستمهای فتوولتائیک نهتنها از تجهیزات حساس در برابر اضافهولتاژها محافظت میکند، بلکه عمر مفید سیستم را افزایش داده و هزینههای نگهداری را کاهش میدهد. بنابراین، توجه به جزئیات نصب و رعایت نکات ایمنی در این زمینه امری حیاتی است.در این بخش ما به بررسی روش و نحوه نصب سرج ارستر خورشیدی می پردازیم پس تا انتهای این بخش همراه با پرسیکا باشید:
- انتخاب محل مناسب برای نصب سرج ارستر
انتخاب محل نصب سرج ارستر تأثیر زیادی بر عملکرد بهینه آن دارد. بهترین مکان برای نصب سرج ارستر، نزدیکترین محل به ورودی برق و قبل از ورودی تابلوهای توزیع است. این امر باعث میشود که اضافهولتاژهای ناشی از صاعقه یا نوسانات شبکه برق قبل از رسیدن به تجهیزات حساس، توسط سرج ارستر جذب و تخلیه شوند. - رعایت استانداردهای بینالمللی در نصب
برای اطمینان از عملکرد صحیح سرج ارستر، رعایت استانداردهای بینالمللی مانند IEC 60364-5-53 و VDE 0100-534 الزامی است. این استانداردها مشخص میکنند که طول کابلهای اتصال به سرج ارستر نباید از ۵۰ سانتیمتر بیشتر باشد تا از افت ولتاژ و کاهش کارایی جلوگیری شود. - استفاده از تجهیزات با کیفیت و استاندارد
در هنگام انتخاب سرج ارستر، باید به مشخصات فنی آن توجه ویژهای داشت. حداکثر ولتاژ دائم کار سرج ارستر باید حداقل ۲۰ درصد بیشتر از حداکثر ولتاژ بیباری استرینگ باشد. همچنین، سرج ارستر باید قادر به تحمل اضافهولتاژهای ناشی از صاعقه و نوسانات شبکه برق باشد. - نصب در تابلوهای توزیع
در سیستمهای فتوولتائیک، نصب سرج ارستر در تابلوهای توزیع DC و AC ضروری است. در تابلوهای DC، سرج ارستر باید در نزدیکی ورودی اینورتر نصب شود تا از ورود اضافهولتاژ به اینورتر جلوگیری کند. در تابلوهای AC نیز، نصب سرج ارستر در نزدیکی خروجی اینورتر یا در جعبه توزیع اصلی توصیه میشود. - نکات ایمنی در نصب
- اتصال به زمین: تمامی سرج ارسترها باید به سیستم ارتینگ متصل شوند تا اضافهولتاژها بهطور ایمن به زمین تخلیه شوند.
- فیوزینگ: در مسیر DC، در صورت استفاده از فیوز، سرج ارستر باید بین فیوز و اینورتر نصب شود.
- جداسازی تابلوها: توصیه میشود تابلوهای DC و AC از یکدیگر جدا باشند تا از تداخل سیگنالها و نوسانات جلوگیری شود.
- برچسبگذاری: تمامی تجهیزات باید بهطور واضح برچسبگذاری شوند تا در صورت نیاز به تعمیرات یا بازرسی، شناسایی آنها آسان باشد.
- آموزش و آگاهیبخشی
آموزش پرسنل فنی و اپراتورها در مورد نحوه نصب، نگهداری و عملکرد سرج ارسترها امری ضروری است. برگزاری دورههای آموزشی و ارائه مستندات فنی میتواند به افزایش ایمنی و کارایی سیستمهای فتوولتائیک کمک کند.
محل نصب سرج ارستر در مدارهای DC و AC نیروگاههای خورشیدی
در سیستمهای فتوولتائیک، حفاظت از تجهیزات حساس در برابر اضافهولتاژهای ناشی از صاعقه و نوسانات شبکه برق امری ضروری است. سرج ارسترها (Surge Protectors) ابزارهایی هستند که برای این منظور طراحی شدهاند. در ادامه، به بررسی محل نصب این تجهیزات در مدارهای DC و AC میپردازیم.
۱. نصب سرج ارستر در مدار DC
در مدار جریان مستقیم (DC)، سرج ارستر باید در مسیر جریان بین آرایه پنلهای خورشیدی و ورودی اینورتر نصب شود. این امر بهمنظور محافظت از اینورتر در برابر اضافهولتاژهای ناشی از صاعقه و نوسانات شبکه برق صورت میگیرد.
- محل نصب: نزدیکترین نقطه به ورودی اینورتر، در تابلو برق DC.
- تعداد مورد نیاز: برای هر استرینگ، یک عدد سرج ارستر نصب میشود.
- نوع سرج ارستر: معمولاً از نوع کلاس II (Type 2) یا کلاس II+I (Type 2+1) استفاده میشود.
۲. نصب سرج ارستر در مدار AC
در مدار جریان متناوب (AC)، سرج ارستر باید در مسیر خروجی اینورتر و قبل از اتصال به شبکه برق نصب شود. این اقدام بهمنظور حفاظت از اینورتر در برابر اضافهولتاژهای ناشی از صاعقه و نوسانات شبکه برق انجام میشود.
- محل نصب: در تابلو برق AC، پس از اینورتر و قبل از اتصال به شبکه برق.
- تعداد مورد نیاز: برای هر اینورتر، یک عدد سرج ارستر نصب میشود.
- نوع سرج ارستر: معمولاً از نوع کلاس II (Type 2) یا کلاس II+I (Type 2+1) استفاده میشود.
۳. نکات مهم در نصب سرج ارستر
- اتصال به زمین: تمامی سرج ارسترها باید به سیستم ارتینگ متصل شوند تا اضافهولتاژها بهطور ایمن به زمین تخلیه شوند.
- رعایت استانداردها: نصب سرج ارسترها باید مطابق با استانداردهای بینالمللی مانند IEC 61643 انجام شود.
- بازرسی دورهای: سرج ارسترها باید بهطور دورهای بررسی و در صورت نیاز تعویض شوند تا عملکرد بهینه سیستم حفظ گردد.
استانداردهای بینالمللی سرج ارستر در سیستمهای فتوولتائیک: بررسی IEC و VDE
در دنیای امروز، حفاظت از سیستمهای فتوولتائیک در برابر اضافهولتاژها و صاعقهها امری حیاتی است. برای این منظور، استانداردهای بینالمللی مانند IEC و VDE تدوین شدهاند تا راهنماییهای لازم را برای انتخاب، نصب و نگهداری سرج ارسترها (Surge Protective Devices) ارائه دهند. در ادامه، به بررسی این استانداردها و اهمیت آنها در سیستمهای فتوولتائیک میپردازیم.
1. استاندارد IEC 61643: راهنمای جامع برای حفاظت در برابر اضافهولتاژ
سری استانداردهای IEC 61643 بهطور خاص برای دستگاههای حفاظت در برابر اضافهولتاژ طراحی شدهاند. این استانداردها شامل بخشهای مختلفی هستند که هرکدام به جنبهای خاص از حفاظت اشاره دارند:
- IEC 61643-11: مشخصات عمومی و روشهای آزمایش برای دستگاههای حفاظت در برابر اضافهولتاژ در سیستمهای قدرت کمولتاژ.
- IEC 61643-12: اصول انتخاب و کاربرد دستگاههای حفاظت در برابر اضافهولتاژ.
- IEC 61643-31: مشخصات ویژه برای سیستمهای فتوولتائیک، شامل حفاظت در سمت DC و AC سیستمهای خورشیدی.
بخش IEC 61643-31 بهطور خاص برای سیستمهای فتوولتائیک طراحی شده است و مشخصات و روشهای آزمایش برای دستگاههای حفاظت در برابر اضافهولتاژ در این سیستمها را ارائه میدهد. این استاندارد شامل موارد زیر است:
- ولتاژ نامی سیستم: تا ۱۵۰۰ ولت DC.
- نوع دستگاه: دستگاههای حفاظت در برابر اضافهولتاژ با حداقل یک مؤلفه غیراشباع.
- عملکرد: محدود کردن ولتاژهای اضافهولتاژ و هدایت جریانهای اضافهولتاژ به زمین.
۲. استاندارد DIN VDE 0100: الزامات نصب و هماهنگی
استاندارد DIN VDE 0100 مجموعهای از الزامات برای نصب و راهاندازی سیستمهای الکتریکی است. بخشهای مرتبط با حفاظت در برابر اضافهولتاژ عبارتند از:
- DIN VDE 0100-443: الزام به نصب دستگاههای حفاظت در برابر اضافهولتاژ در شبکههای کمولتاژ.
- DIN VDE 0100-534: جزئیات فنی در مورد انتخاب، نصب و هماهنگی دستگاههای حفاظت در برابر اضافهولتاژ.
این استانداردها بهویژه برای ساختمانهای مسکونی، تجاری و عمومی با سیستمهای فتوولتائیک اهمیت دارند و رعایت آنها برای اطمینان از ایمنی و کارایی سیستم ضروری است.
۳. استاندارد DIN VDE 0100-712: حفاظت در برابر صاعقه در سیستمهای فتوولتائیک
برای حفاظت جامع از سیستمهای فتوولتائیک، استاندارد DIN VDE 0100-712 تدوین شده است. این استاندارد شامل موارد زیر است:
- حفاظت در برابر صاعقه: الزامات برای سیستمهای حفاظت در برابر صاعقه در سیستمهای فتوولتائیک.
- هماهنگی با سایر استانداردها: ارجاع به استانداردهای DIN VDE 0100-443 و DIN VDE 0100-534 برای حفاظت در برابر اضافهولتاژ.
رعایت این استاندارد برای اطمینان از ایمنی سیستمهای فتوولتائیک و محافظت از تجهیزات در برابر خطرات ناشی از صاعقه و اضافهولتاژ ضروری است.
۴. اهمیت رعایت استانداردها در طراحی و نصب
رعایت استانداردهای بینالمللی در طراحی و نصب سیستمهای فتوولتائیک مزایای زیر را به همراه دارد:
- افزایش ایمنی: محافظت از تجهیزات در برابر خطرات ناشی از اضافهولتاژ و صاعقه.
- افزایش عمر مفید تجهیزات: جلوگیری از آسیبهای ناشی از اضافهولتاژ که میتواند منجر به خرابی تجهیزات شود.
- رعایت الزامات قانونی: اطمینان از انطباق با مقررات و استانداردهای ملی و بینالمللی.
در نتیجه، برای اطمینان از عملکرد بهینه و ایمنی سیستمهای فتوولتائیک، رعایت استانداردهای IEC و VDE در انتخاب، نصب و نگهداری دستگاههای حفاظت در برابر اضافهولتاژ امری ضروری است.
جهت خرید و یا اطلاع از قیمت انواع سرج ارستر خورشیدی بر روی لینک روبرو کلیک نمایید، گروه صنعتی پرسیکا تولید کننده و تنها نماینده رسمی شرکت OBO آلمان در ایران
معیارهای کلیدی در خرید و انتخاب سرج ارستر مناسب برای سیستمهای فتوولتائیک
در انتخاب سرج ارستر (SPD) برای سیستمهای فتوولتائیک، توجه به ویژگیهای فنی و استانداردهای بینالمللی از اهمیت بالایی برخوردار است. در ادامه، به بررسی معیارهای اصلی در انتخاب سرج ارستر میپردازیم:
- ولتاژ نامی سیستم و ولتاژ دائم کار (MCOV)
ولتاژ نامی سیستم (Uoc) و ولتاژ دائم کار (MCOV) سرج ارستر باید با ولتاژ سیستم فتوولتائیک هماهنگ باشند. برای مثال، در سیستمهای با ولتاژ ۱۰۰۰ ولت DC، ولتاژ MCOV سرج ارستر باید حداقل ۲۰٪ بالاتر از ولتاژ بیباری استرینگ باشد - ظرفیت جریان تخلیه (Iimp و In)
سرج ارسترها بر اساس ظرفیت جریان تخلیه به سه کلاس تقسیم میشوند:- کلاس B (Type 1): مناسب برای حفاظت در برابر صاعقه مستقیم، با ظرفیت جریان تخلیه Iimp تا ۱۰۰ کیلوآمپر.
- کلاس C (Type 2): مناسب برای حفاظت در برابر نوسانات ولتاژ ناشی از سوئیچینگ، با ظرفیت جریان تخلیه In تا ۷۵ کیلوآمپر.
- کلاس D (Type 3): مناسب برای حفاظت در برابر نوسانات ولتاژ داخلی سیستم، با ظرفیت جریان تخلیه Uoc تا ۲۰ کیلوولت.
- ولتاژ حفاظت (VPR)
ولتاژ حفاظت (VPR) نشاندهنده بالاترین ولتاژی است که سرج ارستر میتواند به تجهیزات منتقل کند. هرچه این مقدار کمتر باشد، حفاظت بهتری ارائه میدهد. برای تجهیزات حساس، انتخاب سرج ارستر با VPR پایین توصیه میشود - ظرفیت انرژی جذبشده (Joule Rating)
این ویژگی نشاندهنده میزان انرژی است که سرج ارستر میتواند در یک رویداد تخلیه بدون آسیب جذب کند. برای حفاظت مؤثر، انتخاب سرج ارستر با ظرفیت انرژی بالاتر از ۶۰۰ ژول توصیه میشود - نوع واریستور (MOV و GDT)
سرج ارسترها معمولاً از واریستورهای فلزی اکسیدی (MOV) یا لامپ تخلیه گاز (GDT) برای محدود کردن ولتاژ استفاده میکنند. ترکیب این دو نوع واریستور میتواند حفاظت بهتری ارائه دهد - گواهینامهها و استانداردها
اطمینان حاصل کنید که سرج ارستر انتخابی دارای گواهینامههای معتبر مانند IEC 61643 و VDE 0100 باشد تا از انطباق با استانداردهای بینالمللی اطمینان حاصل کنید. - شرایط محیطی
توجه به شرایط محیطی مانند دما، رطوبت و نوع نصب (داخلی یا خارجی) در انتخاب سرج ارستر مناسب ضروری است.
برندهای معتبر سرج ارستر خورشیدی در بازار ایران
در انتخاب سرج ارستر (Surge Protector) برای سیستمهای فتوولتائیک، برندهای معتبر جهانی با ارائه محصولات با کیفیت و مطابق با استانداردهای بینالمللی، نقش مهمی در افزایش ایمنی و عملکرد سیستمهای خورشیدی ایفا میکنند. در ادامه، به معرفی سه برند برجسته در این حوزه میپردازیم:
1. OBO Bettermann
ویژگیها:
- تولید انواع سرج ارسترهای کلاس 1، 2 و 3 برای سیستمهای DC و AC.
- استفاده از واریستورهای فلزی اکسیدی (MOV) و لامپهای تخلیه گاز (GDT) برای حفاظت مؤثر.
- طراحی با قابلیت نصب آسان و هماهنگی با سیستمهای ارتینگ.
محصولات پیشنهادی:
- سرج ارستر V20-C 3PH-600 برای سیستمهای 600V DC.
- سرج ارستر VG_BCPV900K_22 برای سیستمهای کلاس 2+1 تایپ B+C.
۲. DEHN
ویژگیها:
- ارائه سرج ارسترهای کلاس 1 و 2 با ظرفیتهای جریان بالا.
- طراحی محصولات با فناوریهای پیشرفته مانند Spark Gap و MOV برای حفاظت مؤثر.
- محصولات با گواهینامههای بینالمللی و استانداردهای معتبر.
محصولات پیشنهادی:
- سرج ارستر DEHNguard YPV SCI 1000 1M برای سیستمهای 1000V DC.
- سرج ارستر DG-MU Series با ظرفیت جریان 20 kA برای سیستمهای AC.
۳. Phoenix Contact
ویژگیها:
- ارائه سرج ارسترهای تایپ 2 و 3 با طراحی ماژولار و قابلیت نصب آسان.
- استفاده از فناوریهای پیشرفته برای کاهش ولتاژ حفاظت (VPR).
- محصولات با گواهینامههای بینالمللی و استانداردهای معتبر.
محصولات پیشنهادی:
- سرج ارستر VAL-MS 120 ST برای سیستمهای 120V AC.
- سرج ارستر VALVETRAB برای سیستمهای فتوولتائیک با طراحی ماژولار.
عوامل مؤثر بر قیمت خرید سرج ارستر خورشیدی
قیمت خرید سرج ارسترهای خورشیدی در بازار ایران به عوامل متعددی بستگی دارد که در ادامه به بررسی آنها میپردازیم:
- ولتاژ و جریان سیستم: سرج ارسترهای با ولتاژ و جریان بالاتر معمولاً قیمت بالاتری دارند.
- کلاس حفاظتی (Type): سرج ارسترهای کلاس 1 (Type 1) که برای حفاظت در برابر صاعقه طراحی شدهاند، معمولاً گرانتر از کلاس 2 و 3 هستند.
- برند و کشور سازنده: برندهای معتبر مانند DEHN و OBO به دلیل کیفیت بالا و استانداردهای بینالمللی، قیمت بالاتری دارند.
- ویژگیهای فنی: ویژگیهایی مانند ظرفیت جریان تخلیه، ولتاژ حفاظت، و نوع واریستور (MOV یا GDT) بر قیمت تأثیرگذارند.
- شرایط بازار و نرخ ارز: نوسانات نرخ ارز و شرایط اقتصادی میتوانند بر قیمتها تأثیر بگذارند.
🛒 خرید سرج ارستر خورشیدی
برای آنکه بتوانید یک خرید مطمئن و با گارانتی معتبر و قیمت عالی داشته باشید میتوانید از طریق کلیک بر روی لینک و یا تماس از طریق تلفن با شمارههای 02186081325 و یا 02186081349 و یا ارسال پیامک به شماره 09120152818 از مشاوره رایگان قبل از خرید سرج ارستر خورشیدی و قیمتها مطلع شوید.
پرسشهای متداول درباره خرید سرج ارستر خورشیدی
سرج ارستر (Surge Protector یا SPD) وسیلهای حفاظتی است که برای جلوگیری از آسیبهای ناشی از افزایش ناگهانی ولتاژ در سیستمهای الکتریکی، بهویژه سیستمهای فتوولتائیک، طراحی شده است. این دستگاه با هدایت جریان اضافی به زمین، از تجهیزات حساس مانند پنلهای خورشیدی و اینورترها محافظت میکند.
سیستمهای خورشیدی بهویژه در مناطق با رعد و برق زیاد، در معرض اضافه ولتاژهای گذرا قرار دارند. این اضافه ولتاژها میتوانند ناشی از صاعقه، سوئیچینگ در شبکه برق یا حتی روشن و خاموش شدن تجهیزات بزرگ باشند. سرج ارستر با تخلیه جریان اضافی به زمین، از آسیب به تجهیزات جلوگیری میکند و عمر مفید سیستم را افزایش میدهد.
سرج ارسترها بر اساس ولتاژ و کاربرد به انواع مختلفی تقسیم میشوند:
- نوع DC: برای حفاظت از پنلهای خورشیدی و اینورترها در مدار DC طراحی شدهاند.
- نوع AC: برای حفاظت از اینورترها و تجهیزات پس از آن در مدار AC استفاده میشوند.
- کلاس B: برای حفاظت در برابر اضافه ولتاژهای ناشی از صاعقه طراحی شدهاند.
- کلاس C: برای حفاظت در برابر اضافه ولتاژهای ناشی از سوئیچینگ در شبکه برق مناسب هستند.
- کلاس B+C: ترکیبی از حفاظت در برابر صاعقه و سوئیچینگ.
هنگام خرید و انتخاب سرج ارستر برای سیستم خورشیدی، به موارد زیر توجه کنید:
- ولتاژ نامی: ولتاژ نامی سرج ارستر باید برابر یا بیشتر از ولتاژ سیستم شما باشد.
- جریان تخلیه نامی: این مقدار نشاندهنده حداکثر جریانی است که سرج ارستر میتواند بهطور ایمن هدایت کند.
- نوع و کلاس سرج ارستر: بسته به نوع و کاربرد سیستم، نوع و کلاس مناسب را انتخاب کنید.
- گواهینامهها: مطمئن شوید که سرج ارستر دارای گواهینامههای معتبر مانند UL یا CE باشد.
- محل نصب: سرج ارسترها باید در مکانهای استراتژیک مانند بین پنلها و اینورتر، خروجی اینورتر و تابلو برق اصلی نصب شوند.
طول عمر سرج ارستر بستگی به تعداد و شدت اضافه ولتاژهای گذرا دارد. در صورت وقوع اضافه ولتاژهای شدید یا مکرر، سرج ارستر ممکن است آسیب ببیند و نیاز به تعویض داشته باشد. توصیه میشود بهطور منظم عملکرد سرج ارستر را بررسی کرده و در صورت مشاهده علائم خرابی، آن را تعویض کنید.
بله، نصب سرج ارستر در سیستمهای خورشیدی بهویژه در مناطق با رعد و برق زیاد ضروری است. بدون وجود سرج ارستر، سیستم شما در برابر آسیبهای ناشی از اضافه ولتاژهای گذرا آسیبپذیر خواهد بود.
