הגנת מתקן פוטו -וולטאי קטן מפני מתחי יתר

שלום למשתתפי הפורום

בהוראות של מנהל ענייני החשמל בנושא התקנת מתקן פוטו-וולטאי קטן עד 50 קוו"ט מוזכר שיש

להתקין אמצעים להגבלת מתחי יתר בצד ה-DC ובצד ה-AC

שאלתי היא : האם מישהו ממשתתפי הפורום יוכל להעלות לפורום דוגמאות מעשיות של רכיבים , איפיון טכני ,

ואולי גם שרטוט לחיבור של מגבילי מתח יתר בצד ה-DC ובצד ה-AC .

בתודה מראש

קובי

:)

שלום למשתתפי הפורום

האם מישהו יכול להתייחס לבקשתי

בתודה מראש

קובי

קובי שלום!
לא ממש התחום שלי אבל אנסה לעזור, ההוראות בנושא התקנת מתקן פוטו-וולטאי נכתבו על בסיס תקנים בינלאומיים של IEC בכלל
ולגבי הגנת ברקים במתקנים פוטו וולטאים IEC62305 ועוד מספר תקנים נוספים שבחיפוש קצר אפשר למצוא.
מתקן פוטו וולטאי חשוף לפגיעת ברקים ולמתחי יתר הן בגלל הגודל והמיקום שהוא בד"כ על גגות והן בגלל הציוד האלקטרוני היקר שקיים בממירים
לכן ישנה דרישה להגן על המתקן. בצד ה-AC זה פחות בעיה וניתן להשתמש ברכיבים הרגילים.
הבעיה שנוצרה היא ב-DC מהסיבה שמאוד קשה לכבות קשת חשמלית ב-DC ולכך היצרנים מצאו פתרונות על ידי חיבור נתיך במקביל לרכיב שבינהם יש ממסר הממתג בינהם
בזמן עליית מתח הרכיב פורץ ומזרים זרם לזמן מסוים ולאחר מכן הממסר ממתג לנתיך והוא נשרף וכך יש כיבוי קשת.
באופן כללי הרכיבים הסטנדרטיים להגנה הם: SPARK GAP ו-METAL OXIDE VARISTOR
ה-SPARK GAP בנוי מזוג אלקטרודות שבמצב רגיל הם מהווים נתק וכאשר יש עליית מתח מעל למתח ההצתה
ישנה פריצה והזרם מתחיל לזרום לאדמה
ה-MOV שונה קצת כי באופן קבוע יש זליגה כלשהי וככל שהמתח גדל הזרם גדל לאדמה.
קובץ מצורף 464
הרכיבים הנוספים בתמונה עובדים באותה שיטה של ה-SPARK GAP עם תוספת של יכולת כיבוי קשת חשמלית.
זה בקצרה,מקווה שמישהו מהחברים יוכל להוסיף.
בקובץ הבא של חברת DHEN תוכל לראות כיצד פתרו את הנושא בהגנה על ה-DC.
קובץ מצורף 465
ערב טוב,
רועי

שלום רועי

אני מודה לך על התשובה המפורטת

בתודה

קובי

:)

בתור אחד המתעסק בהגנות מפני ברקים וגם יועץ בתחום הפוטו-וולטאי, אני שמחתי לקרוא את התגובה של רועי. התחום של הגנות מפני ברקים בכלל, והיישום בפרויקטים פוטו-וולטאים בפרט יש חוסר הבנה על ידי הרבה מהמתעסקים בנושא. רועי צדק מאוד בחשיבות סדרת התקנים IEC62305, המהווים לי "אורים ותומים" בנושא. אי אפשר להיכנס לכל התורה בתגובה כאן בפורום, אף אתן את הראיה הבריאה בלבחור רכיבים מתאימים לייושם של פי-ווי על גג. ראשית כל נבין את האיום. לברקים יש שני מנגנונים שמביאים הרס למערכת על גג - השראת מתח מפגיעה קרובה ועליית פוטנציאל הארקה בפגיעה לתוך המבנה (המיצר אף הוא תופעה של השראה מעל הבעיה של פוטנציאל גבוה בהארקה).
לפני שנרחיב על נושא הרהיבים המתאימים, חשוב מאוד לדבר על חשיבות האררקות. תדמינו לעצמכם ברק שפוגע באזור - לתוך המבנה או במרחק קרוב של מאות מטרים - בשני המקרים יוצר מתח בכל המתכות על הגג. כל המתחים האלה הופכים לזרם לאדמה (זכור שכל הפנלים מחוברים לקונצטרוקציה וכל הקונצטרוקציה מחוברת לפטות של הגג- אלה אם כן הגג שטוח על ביטומן, אז המשחק מקבל מימד חדש :-). זרם זה מיוצר בזמן של מיקרושניות, ובדרך כלל פועם כםמה פעמים, לכן יש לנו DI/DT מאוד גבוה. האם זרם זה יורד לקרקע בצורה אחידה? ראה 62305-3. יש חשיבות לדון על שיטה הנוכחית של הארקת מערכות על גגות תוך הבנה של תקן זה.
עכשיו נדון על הרכיבים לשימוש על הגג ומתחת לגג. לצורך בחירת הרכיב המתאים, חייבים להתייחס ל 62305-4, אשר מסביר את המושג של LPZ-Lightning Protection Zone או אזור הגנה מפני ברקים.
על הגג, ישנה מערכת של מחרוזות פנלים המחוברים בלולאות של עשרות, אף מאות מטרים המזינים קופסת מחרוזת. חישוב של השראות הדדית של אנטנה כזו על מהדקי קופסה המחרוזת הינו תרגיל מעניין, מפני שאין לנו את היכולות לחשב כאלה מתחים (גורם הM הינו קשה לקבוע) אנחנו נעזרים על מוצרים קיימים בשוק ליישום זה. מתח פריצה של פנל פי-ווי הינו סביב ה6ק"וו. כלומר מתח השיורי (Up) של הרכיב הנבחר חייב להיות מתחת מתח זה. השראות הדדית הגדולה מראה כמה את החשיבות להקטין את לולאת המחרוזת על ידי החזרת הקוטב הנגדי אל קופסת המחרוזת יחד עם המוליכים שיצאו, על פי דוגמה זו הנלקח מתקן לבניית מערכות פי-ויי.
קובץ מצורף 470
מתח העבודה של מערכת פי-ווי נכון להיום מוגבלת ל 1000 וולט, בעתיד התקנים ישתנו לאפשר מתח עד 1500 וולט. רכיבים לשימוש כאן חייבים להיות מתאימים למתח זה. בנוגע לזרם הברק המירבי, מפני שהלולאות כולם על הגג, ומפני שמערכת הלולאות הינה מסבודדת מהארקה, אין כאן אלה השראות, ובכך מספקים בקלאס II של התקן הישראלי 2288 או ה IEC61643 כאשר הזרם הבדיקה הינו 20 קילו אמפר מחזורי ו40 מירבי.
מדובר על מתח ישר, אי לכך השימוש במפרץ - SPARKGAP אינו מומלץ אלה אם כן המציאות דורשת זאת, אז הערותיהם של רועי תקפים. באיזה מציאות נדרשת השימוש במפרץ? רק מציאות שבה המבנה ייפגע בפגיעה ישירה, ורק על אלה המוליכים שעוברים למבנה אחר, ו\או מדובר על פנלים אשר קוטב אחד מוארק.
חייבים הגנות בתוך קופסאות המחרוזת הקולטים מחרוזות על הגג. נקודה, אין על מה להתווכיח, ואין דיון. האם יש צורך לשים הגנות על הDC ליד הממיר? זה כבר שאלה של מרחק. כלל אצבע הינו ש מרחק של עד 20 מטר מקופסת מחרוזת עד לממיר מזכה אל הממיר מהגנה קלאס II. לממרים ישנם כבר בפנים קלאס III לפחות. וזה מעיר עניין נוסף של חשיבות התיאום עכבות בין קלאס II המורכב ליד הממיר וקלאסIII המגיע כחלק מהממיר. סביר להניח שכל עוד ועובדים עם מגיני ברק מיועדים לפי-ווי המיוצרים על ידי חברות מוכרות בעלי מוניטין לא תהיה בעיה של שריפת הרכיבים הפנימיים של הממירים כתוצעה מחוסר תאום. אומנם השימוש ב מפרץ בהחלט יכול לייצר מצב כזה, וחשוב לבדוק תאום עכבות לפני שמתקינים מפרץ ליד ממיר.
עכשיו מילה על התקנה נכונה על הגג. מפני שמדובר בפריקה של זרם ברק, חשוב שהארקה המפנה זרם זה אינו עובר בקרבה של מוליכים רגישים, ואינו מזהם מחדש את אותם המוליכים אשר נוקו לעברו, אי לכך יש חשיבות לשמור על מרחקים בין רכיב המגן והארקה שלו והמוליכים המזינים אותם.
עניין נוסף הינו החשיבות של אורך מוליך הארקה המקשר אל גוף הארקה המסיבית. מפני שבארץ נהוגים להעביר הארקות אל פסי צבירה הנמצאים לפעמים מעבר ל50 ס"מ המותרים על פי כללי העבודה של עבודה ברכיבים להגנה מפני ברקים, יש צורך להאריק את המוליך ההארקה כפי שרואים באיור הבא:
קובץ מצורף 471
על ידי סידור זה, הזרם ממגן הברק מוצא את הדרך למסה כללית של האדמה ללא להעלות את מתח הישורי מעל המוצג על ידי היצרן, וללא להפיר את הוראות של חח"י בנוגע למערכת הארקה על הגג.
עד כאן הבהרתי את הבחירה של רכיב לקופסת מחרוזת והדגשתי את אופן אתקנתו.
בממשך אני אכתוב על הגנות בצד AC ועל מערכת התקשורת.

שלום מייק
אני פשוט נדהם מהיידע והנסיון שלך בנושא

הגנות מפני ברקים למע' PV .

אני מקווה שתמשיך לכתוב בנושא גם לגבי הגנות בצד ה- AC , ובכלל תמשיך לכתוב לפורום הזה.

בתודה

קובי

:)

מייק
ברוכה הצטרפותך לפורום,ותודה על ההסבר המפורט.
ולמי שלא מכיר,מייק גרין הוא בין המומחים בארץ להגנות ברקים
http://www.lightning.co.il/home/heb/hebmain
נשמח אם תמשיך לשתף אותנו בידע.
שבת שלום,
רועי

שלום מייק

בזכות ההפנייה של רועי לאתר האינטרנט שלך , קראתי הרבה חומר טכני ומאוד מאוד השכלתי בכל הנושא של הגנות ברקים

ותכנון מערכות הגנה בפני נחשולי מתח ( מאמר שפירסמתה "בפאזה אחרת" )

אבל בכל זאת יש לי שאלה בנושא הזה .

האם ההגנות בפני ברקים ונחשולי מתח בצד ה-AC בלוח הראשי ובלוח המשני שאליו מחוברים הממירים במתקן PV - מתח נמוך

הם אותו דבר כפי שמתוארים במאמר שלך "בפאזה אחרת" ?

בתודה מראש

קובי

:)

שלום למשתתפי הפורום

היות ומייק עדיין לא השיב לבקשתי בנוגע לנושא : ההגנות בפני ברקים ונחשולי מתח בצד ה-AC בלוח הראשי ובלוח המשני שאליו מחוברים הממירים במתקן PV - מתח נמוך
( יתכן שמייק לא שם לב לבקשתי , ואולי יגיב יותר מאוחר ) , האם למישהו אחר ממשתתפי הפורום יש ידע תיאורטי ומעשי בנושא הזה ? .

בתודה מראש

קובי

:)