सौर पीवी प्रणाली सुरक्षा: डीसी/एसी सर्किट ब्रेकर, फ़्यूज़ और एसपीडी के लिए एक संपूर्ण गाइड

सौर पीवी सिस्टम सुरक्षा में सर्किट ब्रेकर, फ़्यूज़ और सर्ज प्रोटेक्टर का इस्तेमाल किया जाता है ताकि बिजली की खराबी से उपकरणों को होने वाले नुकसान को रोका जा सके। ये उपकरण सौर प्रणालियों को सुरक्षित रखते हैं और महंगी मरम्मत से बचाते हैं।

सौर पी.वी. विद्युत प्रणालियों को सुरक्षा की आवश्यकता क्यों है?

सौर पैनल सुरक्षा, विद्युत दोषों और वोल्टेज वृद्धि से फोटोवोल्टिक प्रणालियों को होने वाले नुकसान को रोकती है। सौर ऊर्जा में PV का क्या अर्थ है? PV का अर्थ है फोटोवोल्टिक, जो सूर्य के प्रकाश को बिजली में परिवर्तित करता है।

फोटोवोल्टिक प्रणाली के संचालन का क्रम सौर कोशिकाओं द्वारा डीसी ऊर्जा उत्पन्न करने से शुरू होता है। यह ऊर्जा तारों और सरणियों के माध्यम से इन्वर्टरों तक प्रवाहित होती है जो डीसी को एसी में परिवर्तित करते हैं। प्रत्येक चरण को सुरक्षा की आवश्यकता होती है।

सौर ऊर्जा सर्किट सुरक्षा सामान्य विद्युत प्रणालियों से भिन्न होती है। सौर प्रणालियाँ 1500V तक के उच्च डीसी वोल्टेज और कम फॉल्ट करंट का उपयोग करती हैं। सामान्य विद्युत उपकरण इन परिस्थितियों का सामना नहीं कर सकते।

सुरक्षा उपकरणों को आईईसी मानकों का अनुपालन करना चाहिए तथा बिजली गिरने या विद्युतीय खराबी से उपकरणों को होने वाली क्षति से बचाना चाहिए।

सौर सर्किट संरक्षण के मुख्य प्रकार क्या हैं?

सौर पीवी प्रणालियों को उच्च-वोल्टेज सरणियों के लिए डीसी सुरक्षा और ग्रिड कनेक्शनों के लिए एसी सुरक्षा की आवश्यकता होती है। प्रत्येक पक्ष अलग-अलग विद्युत विशेषताओं और दोष प्रकारों को संभालता है।

प्रमुख सुरक्षा बिंदुओं में शामिल हैं:

• व्यक्तिगत सौर पैनल समूहों के लिए स्ट्रिंग-स्तरीय फ़्यूज़
• संयुक्त स्ट्रिंग्स के लिए ऐरे-स्तरीय सर्किट ब्रेकर
• बिजली से सुरक्षा के लिए सर्ज सुरक्षात्मक उपकरण
• ग्रिड से जुड़े उपकरणों के लिए एसी सर्किट ब्रेकर

TOSUNलक्स डीसी सर्किट ब्रेकर वाणिज्यिक सौर सरणियों के लिए 6000A तक की ब्रेकिंग क्षमता को संभालना।

सौर प्रणाली में डीसी सर्किट ब्रेकर कैसे काम करते हैं?

डीसी सर्किट ब्रेकर सौर डीसी सर्किट की विशिष्ट आवश्यकताओं को पूरा करते हैं। इन उपकरणों को प्राकृतिक शून्य-क्रॉसिंग के बिना डीसी करंट को बाधित करना चाहिए जो एसी ब्रेकरों को आर्क को बुझाने में मदद करता है।

TOSUNlux TSB5-63DC सर्किट ब्रेकर का मॉड्यूलर डिज़ाइन 6000A तक की ब्रेकिंग क्षमता और 800V की रेटेड वोल्टेज के साथ आता है। यह विभिन्न सिस्टम आवश्यकताओं के लिए 1P, 2P, 3P, 4P कॉन्फ़िगरेशन प्रदान करता है।

डीसी सर्किट ब्रेकर कई लाभ प्रदान करते हैं:

• भागों को बदले बिना रीसेट करें
• रखरखाव के लिए अंतर्निहित डिस्कनेक्ट
• सिस्टम नियंत्रण के लिए दूरस्थ संचालन
• दृश्य यात्रा स्थिति संकेत

ये उपकरण IEC60947-2 मानकों के अनुसार परीक्षण में उत्तीर्ण होते हैं और इनके लिए INTERTEK प्रमाणन की आवश्यकता होती है।

सौर स्ट्रिंग संरक्षण के लिए फ़्यूज़ क्यों महत्वपूर्ण हैं?

सौर स्ट्रिंग फ़्यूज़, पैनलों के छाया में होने या क्षतिग्रस्त होने पर विपरीत धारा प्रवाह के विरुद्ध सुरक्षा प्रदान करते हैं। सौर ऊर्जा प्रणाली के लिए फ्यूज स्थापनाएं विशेष डीसी-रेटेड उपकरणों का उपयोग करती हैं जो कम दोष धाराओं पर काम करते हैं।

स्ट्रिंग सुरक्षा के लिए, पीवी फ़्यूज़ सर्किट ब्रेकर की तुलना में तेज़ प्रतिक्रिया समय प्रदान करते हैं। ये 50kA तक की उच्च डीसी ब्रेकिंग क्षमता प्रदान करते हैं और -40°C से +90°C तक के तापमान में भी अच्छी तरह काम करते हैं।

फ़्यूज़ के लाभों में शामिल हैं:

• प्रति सुरक्षा बिंदु कम लागत
• छोटे आकार
• समय के साथ कोई घिसाव नहीं
• बेहतर समन्वय

विश्वसनीय संचालन के लिए सौर फ़्यूज़ को IEC 60269-6 (gPV) और UL 248-19 मानकों को पूरा करना होगा।

सर्ज प्रोटेक्टिव डिवाइस क्या भूमिका निभाते हैं?

बिजली गिरने से असुरक्षित सौर उपकरण कुछ ही सेकंड में नष्ट हो सकते हैं। सौर पीवी सर्ज रक्षक खतरनाक वोल्टेज स्पाइक्स को इनवर्टर और नियंत्रण प्रणालियों तक पहुंचने से पहले ही जमीन पर मोड़ दें।

TOSUNlux सोलर पीवी सर्ज प्रोटेक्टर्स को INTERTEK से CE और UKCA प्रमाणपत्र प्राप्त हैं। ये DC600V, DC800V और DC1000V प्रमाणन परीक्षणों में उत्तीर्ण होते हैं। ये उपकरण मॉड्यूलर डिज़ाइन के साथ 2 या 3-पोल कॉन्फ़िगरेशन प्रदान करते हैं।

क्षतिग्रस्त इन्वर्टर और मॉनिटरिंग उपकरणों के प्रतिस्थापन लागत पर विचार करते समय सर्ज सुरक्षा महत्वपूर्ण हो जाती है।

डीसी सर्ज उपकरणों को निम्नलिखित को संभालना चाहिए:

• सिस्टम वोल्टेज से ऊपर अधिकतम वोल्टेज
• अपेक्षित उछाल वर्तमान स्तर
• उपकरणों के लिए वोल्टेज संरक्षण स्तर
• स्थान के आधार पर टाइप 1 या टाइप 2 रेटिंग

एसी सर्किट ब्रेकर सौर इन्वर्टर की सुरक्षा कैसे करते हैं?

सौर प्रणालियों पर एसी सर्किट ब्रेकर, डीसी ब्रेकर की तुलना में भिन्न भार संभालते हैं। सौर पीवी इन्वर्टर सुरक्षा के लिए सही सर्किट ब्रेकर का चयन इसमें ब्रेकर रेटिंग को इन्वर्टर आउटपुट विनिर्देशों से मिलान करना शामिल है।

एसी ब्रेकरों को इन्वर्टर स्टार्टअप करंट और पावर रूपांतरण से उत्पन्न हार्मोनिक विकृति को संभालना आवश्यक है। मानक एसी ब्रेकर काम तो करते हैं, लेकिन उचित आकार के बिना अनावश्यक रूप से ट्रिप हो सकते हैं।

The एसी बनाम डीसी आइसोलेटर स्विच चुनाव रखरखाव प्रक्रियाओं को प्रभावित करता है। एसी डिस्कनेक्ट मानक विद्युत कोडों का पालन करते हैं, जबकि डीसी आइसोलेशन के लिए विशेष आर्क-रेटेड उपकरणों की आवश्यकता होती है।

सौर प्रणालियों में संरक्षण समन्वय क्या है?

स्ट्रिंग फ़्यूज़ को ऐरे ब्रेकर के ट्रिप होने से पहले ही खराबी दूर कर देनी चाहिए। इससे सिर्फ़ एक स्ट्रिंग में समस्या होने पर पूरी ऐरे बंद होने से बच जाती है। उचित समन्वय के बिना, एक भी स्ट्रिंग खराबी पूरे सिस्टम को निष्क्रिय कर सकती है।

डिवाइस रेटिंग चुनने के लिए समय-वर्तमान वक्रों का उपयोग करें। 15A स्ट्रिंग फ़्यूज़ को 0.1 सेकंड में साफ़ होना चाहिए, जबकि 125A ऐरे ब्रेकर को 1 सेकंड लगता है। यह 10:1 समय अनुपात चयनात्मकता सुनिश्चित करता है।

समन्वय के लिए उपयोगिता ग्रिड संरक्षण और प्रथम प्रत्युत्तरकर्ता सुरक्षा के लिए त्वरित शटडाउन कोड आवश्यकताओं के साथ मिलान की भी आवश्यकता होती है।

पर्यावरणीय कारक सुरक्षा उपकरणों को कैसे प्रभावित करते हैं?

सौर ऊर्जा संयंत्रों को अत्यधिक तापमान, आर्द्रता, पराबैंगनी विकिरण और यांत्रिक कंपन सहित कठोर बाहरी वातावरण का सामना करना पड़ता है। सुरक्षा उपकरणों को उचित IP रेटिंग के साथ इन परिस्थितियों में भी अपना प्रदर्शन बनाए रखना चाहिए।

परिवेश का तापमान डिवाइस के प्रदर्शन और रेटिंग को प्रभावित करता है। उच्च तापमान वाले स्थानों पर निर्माता के विनिर्देशों के अनुसार सुरक्षित संचालन सुनिश्चित करने के लिए डिरेटिंग गणना की आवश्यकता होती है।

पर्यावरणीय विचारों में शामिल हैं:

• बाहरी स्थापनाओं के लिए IP65 या उच्चतर रेटिंग
• दीर्घकालिक स्थायित्व के लिए यूवी-प्रतिरोधी सामग्री
• गर्म जलवायु के लिए तापमान कम करने वाले कारक
• तटीय वातावरण के लिए संक्षारण प्रतिरोध

पूछे जाने वाले प्रश्न

सौर पी.वी. प्रणालियों के लिए किस प्रकार की सुरक्षा आवश्यक है? 

सौर प्रणालियों को स्ट्रिंग सुरक्षा के लिए डीसी सर्किट ब्रेकर या फ़्यूज़, एरे-स्तरीय सुरक्षा उपकरण, बिजली सुरक्षा के लिए सर्ज सुरक्षात्मक उपकरण, और इन्वर्टर आउटपुट सुरक्षा के लिए एसी सर्किट ब्रेकर की आवश्यकता होती है।

सौर डीसी अनुप्रयोगों के लिए मानक सर्किट ब्रेकर का उपयोग क्यों नहीं किया जा सकता? 

मानक एसी सर्किट ब्रेकर विश्वसनीय रूप से डीसी करंट को बाधित नहीं कर सकते क्योंकि डीसी सर्किट में प्राकृतिक शून्य-क्रॉसिंग का अभाव होता है जो विद्युत आर्क को बुझाने में मदद करता है। सौर ऊर्जा-विशिष्ट डीसी उपकरणों की आवश्यकता होती है।

मैं अपने सौर ऊर्जा संयंत्र के लिए सुरक्षा उपकरणों का आकार कैसे निर्धारित करूं? 

सुरक्षा उपकरण का आकार सौर पैनल शॉर्ट-सर्किट करंट, सिस्टम वोल्टेज गणना और कंडक्टर एम्पैसिटी पर निर्भर करता है। उपकरण के प्रकार के आधार पर शॉर्ट-सर्किट करंट के 1.25 या 1.56 गुना के गुणांक का उपयोग करें।

निष्कर्ष

सौर ऊर्जा प्रणालियों को डीसी अनुप्रयोगों के लिए डिज़ाइन किए गए विशेष सर्किट ब्रेकर, फ़्यूज़ और सर्ज प्रोटेक्टर की आवश्यकता होती है। ये उपकरण उच्च वोल्टेज और कम फॉल्ट करंट को संभाल सकते हैं, जो मानक उपकरण नहीं संभाल सकते। उचित सुरक्षा उपकरणों को सुरक्षित रखती है और सिस्टम के पूरे जीवनकाल में सुरक्षा मानकों का पालन करती है।