Mae'r newid byd-eang tuag at ynni adnewyddadwy wedi gosod systemau ffotofoltäig (PV) fel conglfaen cynhyrchu pŵer cynaliadwy. Mae'r systemau hyn, sy'n aml wedi'u gosod mewn lleoliadau awyr agored agored ac wedi'u cysylltu â rhwydweithiau trydanol helaeth, yn eu hanfod yn agored i orfoltedd dros dro, a elwir yn gyffredin yn ymchwyddiadau neu bigau. Mae'r ymchwyddiadau hyn, sy'n tarddu o ffynonellau allanol fel mellt a ffynonellau mewnol megis gweithrediadau newid o fewn y grid neu wrthdroyddion, yn fygythiad sylweddol i gyfanrwydd a hirhoedledd y system. O ganlyniad, nid gwelliant yn unig yw integreiddio Dyfeisiau Amddiffynnol Ymchwydd (SPDs) ond mae'n anghenraid hanfodol ar gyfer sicrhau dibynadwyedd, diogelwch a hyfywedd economaidd unrhyw osodiad ffotofoltäig.
Ffynonellau Bygythiadau Ymchwydd mewn Systemau PV
Mae deall tarddiad ymchwyddiadau yn allweddol i weithredu amddiffyniad effeithiol. Mae’r bygythiadau yn ddeublyg:
Ymchwyddiadau Allanol (Mellt): Gall trawiad mellt uniongyrchol i arae PV neu'r tir o'i amgylch achosi difrod trychinebus. Yn fwy cyffredin, mae streiciau anuniongyrchol yn achosi gorfoltedd enfawr yn y dargludyddion trydanol a chydrannau metelaidd y system. Gall hyd yn oed trawiadau pell gyplysu curiadau electromagnetig â gwifrau helaeth gosodiad PV.
Ymchwyddiadau Mewnol (Switsing Transients): Cynhyrchir y rhain o fewn y system drydanol ei hun. Gall gweithrediad torwyr cylchedau, cysylltwyr, neu newid cyflym electroneg pŵer y gwrthdröydd greu pigau foltedd amledd uchel. At hynny, gall amrywiadau yn y grid cyfleustodau, megis newid banc cynhwysydd, hefyd ymledu i'r system PV.
Heb amddiffyniad, gall y gorfoltedd dros dro hyn arwain at ddinistrio cydrannau sensitif a drud ar unwaith ac yn ddiwrthdro, yn bennaf y modiwlau PV a'r gwrthdröydd. Gallant hefyd achosi dirywiad cronnol o insiwleiddio a chydrannau electronig, gan arwain at fethiant cynamserol a llai o oes system.
Rôl a Lleoliad SPDs mewn System PV
Mae SPD yn gweithredu fel falf lleddfu pwysau ar gyfer systemau trydanol. Mae'n cyfyngu ar orfoltedd dros dro trwy ddargyfeirio'r cerrynt ymchwydd yn ddiogel i'r ddaear, a thrwy hynny clampio'r foltedd i lefel sy'n ddiogel ar gyfer yr offer cysylltiedig. Mae strategaeth SPD gynhwysfawr ar gyfer system ffotofoltäig yn cynnwys dull aml-gyfnod cydgysylltiedig, y cyfeirir ato'n aml fel parthau:
Amddiffyniad Ochr DC (Arae PV i Wrthdröydd): Mae ochr DC y system, sy'n cynnwys y paneli solar a'r ceblau sy'n rhedeg i'r gwrthdröydd, yn agored iawn i ymchwyddiadau a achosir gan fellt.
Mae SPDs Math 1 fel arfer yn cael eu gosod yn y prif flwch cyfuno DC. Maent wedi'u cynllunio i wrthsefyll cerrynt ysgogiad uchel iawn o ergydion mellt uniongyrchol neu gyfagos, gan ddarparu'r llinell amddiffyn gyntaf.
Mae'r SPDs hyn yn amddiffyn y ceblau DC a cham mewnbwn DC yr gwrthdröydd, sef un o'r cydrannau mwyaf agored i niwed a chostus i'w disodli.
Amddiffyn Ochr AC (Cysylltiad Gwrthdröydd i Grid): Mae allbwn AC yr gwrthdröydd a'r pwynt cysylltu â'r prif grid hefyd angen amddiffyniad cadarn.
Mae SPDs Math 2 yn cael eu gosod yn y bwrdd dosbarthu AC, yn aml yn agos at allbwn y gwrthdröydd. Eu prif rôl yw amddiffyn rhag newid trosolion ac ymchwyddiadau sy'n tarddu o'r grid, gan eu hatal rhag niweidio cylchedau allbwn AC y gwrthdröydd.
Efallai y bydd angen SPD Math 1 hefyd ym mhrif fynedfa'r gwasanaeth os yw'r system PV wedi'i gosod mewn adeilad, gan ddarparu amddiffyniad cydgysylltiedig ar gyfer y gosodiad trydanol cyfan.
Diogelu Llinell Data/Cyfathrebu: Mae systemau PV modern yn aml yn cynnwys offer monitro a chyfathrebu. Mae SPDs ar gyfer llinellau data (ee, Ethernet, RS485) yn hanfodol i amddiffyn y porthladdoedd signal sensitif hyn rhag ymchwyddiadau a achosir ar y ceblau cyfathrebu.
Ystyriaethau Allweddol ar gyfer Dewis SPDs
Mae dewis y SPD cywir yn cynnwys nifer o baramedrau technegol:
Foltedd Gweithredu Parhaus Uchaf (Uc): Rhaid iddo fod yn uwch nag uchafswm foltedd y system (DC ac AC).
Lefel Diogelu Foltedd (I fyny): Dyma'r foltedd uchaf a fydd yn cael ei ollwng i'r offer. Mae Up is yn cynnig gwell amddiffyniad ond rhaid iddo fod yn gydnaws â foltedd gwrthsefyll yr offer.
Cerrynt Rhyddhau Enwol (Mewn) a Cherrynt Byrbwyll (Iimp): Mae'r graddfeydd hyn yn dangos gallu'r SPD i ollwng ceryntau ymchwydd. Mae SPDs Math 1 yn cael eu nodweddu gan Iimp, tra bod Math 2 gan In, yn adlewyrchu eu gwahanol rolau amddiffynnol.
I gloi, wrth i systemau ffotofoltäig ddod yn rhan fwy annatod o'n seilwaith ynni, mae diogelu'r buddsoddiad hwn yn hollbwysig. Mae Dyfeisiau Amddiffynnol Ymchwydd yn darparu datrysiad cadarn a chost-effeithiol i liniaru'r risgiau a achosir gan orfoltedd dros dro. Trwy roi cynllun SPD wedi'i ddylunio'n dda ar waith sy'n cwmpasu ochrau DC ac AC y system, gall gosodwyr a pherchnogion wella amser y system yn sylweddol, diogelu asedau gwerthfawr, a sicrhau bod ynni solar glân yn cael ei gynhyrchu yn y tymor hir, dibynadwy. Gan anwybyddu'r beirniad hwn
