ฟิวส์ไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ปกป้องโมดูลไฟฟ้าโซลาร์เซลล์และอินเวอร์เตอร์อย่างไร

1. ก่อนอื่น มาทำความเข้าใจว่าทำไมระบบไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ถึงทำงานผิดปกติ

ความเสี่ยงหลายประการจากการเปิดเผย-โมดูลเซลล์แสงอาทิตย์ออกสู่ภายนอกอาคารในระยะยาว:
ผลกระทบจากจุดร้อน: เมื่อเซลล์ถูกกีดขวาง เสียหาย หรือมีอายุมากขึ้น เซลล์จะไม่สร้างกระแสไฟฟ้าอีกต่อไป แต่จะกลายเป็นตัวต้านทาน ซึ่งจะใช้ไฟฟ้าที่สร้างโดยเซลล์อื่น อุณหภูมิในพื้นที่อาจเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วจนสูงถึงหลายร้อยองศาเซลเซียส ซึ่งเพียงพอที่จะทำให้แผงด้านหลังไหม้และแม้แต่จุดไฟให้กับส่วนประกอบต่างๆ

การลัดวงจรภายในสายไฟ: อายุของฉนวนสายเคเบิล, น้ำเข้าตะเข็บ, การเชื่อมต่อเสมือนของตัวเชื่อมต่อ ฯลฯ อาจทำให้เกิดไฟฟ้าลัดวงจร ทำให้เกิดกระแสไฟทำงานผิดปกติหลายสิบเท่าทันที
กระแสย้อนกลับ: เมื่อสตริงหยุดเนื่องจากฟอลต์ กระแสของสตริงปกติอื่นๆ จะย้อนกลับผ่านสตริงฟอลต์ ทำให้เกิดความเสียหายรอง
อุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์กำลัง เช่น IGBT ในอินเวอร์เตอร์มีความซับซ้อนอย่างมาก เมื่อกระแสไฟฝั่ง DC อยู่นอกเหนือการควบคุม อาจได้รับความเสียหายอย่างถาวรในหน่วยมิลลิวินาที และอินเวอร์เตอร์ทั้งหมดอาจถูกละทิ้ง
ภารกิจทั้งหมดของฟิวส์ไฟฟ้าโซลาร์เซลล์คือการตัดวงจรให้หมดภายในเสี้ยววินาทีแรกหลังจากเกิดภัยพิบัติ

2. กลไกการป้องกันสำหรับส่วนประกอบไฟฟ้าโซลาร์เซลล์

การป้องกันที่ 1: แยกจุดร้อนออกจากการเผาไหม้
เมื่อแบตเตอรี่ตัวใดตัวหนึ่งประสบกับจุดร้อน กระแสไฟลัดจะเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วตามวงจรสาย เมื่อกระแสไฟฟ้าเกินเกณฑ์ที่ตั้งไว้ ฟิวส์จะละลายอย่างรวดเร็ว ซึ่งแยกสายไฟที่ชำรุดทั้งหมดออกจากระบบโดยสิ้นเชิง เครื่องสายปกติอื่นๆ จะไม่ได้รับผลกระทบและยังคงผลิตกระแสไฟฟ้าต่อไป ในกรณีที่ไม่มีฟิวส์ กระแสไฟฟ้าสูงอย่างต่อเนื่องที่เกิดจากแหล่งความร้อนจะเคลื่อนที่ไปตามสายเคเบิล ไม่เพียงแต่การเผาส่วนประกอบที่ชำรุดเท่านั้น แต่ยังอาจส่งผลกระทบต่อส่วนประกอบที่อยู่ติดกันด้วย
การป้องกัน 2: ตัดกระแสไฟฟ้าลัดวงจร-เพื่อป้องกันไม่ให้สายเคเบิลติดไฟ
เมื่อไฟฟ้าลัดวงจรแบบอนุกรม กระแสไฟฟ้าลัดวงจร-สามารถเข้าถึงกระแสไฟทำงานปกติได้มากกว่า 10 เท่า หากฟิวส์ไม่ตัดทันเวลา สายเคเบิลจะร้อนเกินไป ฉนวนจะละลายและแม้แต่จุดไฟให้กับวัสดุโดยรอบในระยะเวลาอันสั้น การตอบสนองในระดับมิลลิวินาทีของฟิวส์สามารถป้องกันการเกิดเพลิงไหม้ที่แหล่งกำเนิดได้โดยการตัดวงจรก่อนที่อุณหภูมิของสายเคเบิลจะสูงขึ้นถึงค่าที่เป็นอันตราย
การป้องกัน 3: ป้องกันกรดไหลย้อน
เมื่อสายถูกตัดการเชื่อมต่อจากเครือข่ายด้วยฟิวส์ กระแสของสายปกติอื่นๆ จะไม่ไหลกลับไปยังสาขาที่ต้องการ สิ่งนี้ดูเหมือนจะเป็น "ผลข้างเคียง" ของฟิวส์ แต่ในความเป็นจริงแล้วเป็นรูปแบบการป้องกันที่สำคัญอย่างยิ่ง- โดยจะรับประกันว่าข้อผิดพลาดจะถูกจำกัดให้เหลือน้อยที่สุด และไม่แพร่กระจายหรือขยายออกไป

3. กลไกการป้องกันของอินเวอร์เตอร์

การป้องกัน 1: ทำหน้าที่เป็น 'แนวป้องกันสุดท้าย' สำหรับอินเวอร์เตอร์
แม้ว่าอินเวอร์เตอร์จะมีฟังก์ชันการป้องกันน้ำล้น แต่ความเร็วในการตอบสนองและความสามารถในการแตกหักนั้นมีจำกัด เมื่อเกิดการลัดวงจรอย่างรุนแรงที่ฝั่ง DC กระแสไฟลัดจะเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วและอาจทำให้ IGBT ไหม้ก่อนที่วงจรป้องกันอิเล็กทรอนิกส์ของอินเวอร์เตอร์จะทำงาน อินเวอร์เตอร์กลไกการหลอมละลายทางกายภาพบริสุทธิ์ไม่ได้ขึ้นอยู่กับสัญญาณอิเล็กทรอนิกส์ใดๆ มีความเร็วในการตอบสนองที่รวดเร็วและความสามารถในการแตกหักที่แข็งแกร่ง และเป็นการป้องกันระดับฮาร์ดแวร์-ที่ไม่อาจทดแทนได้สำหรับขั้วต่ออินพุต DC ของอินเวอร์เตอร์
การป้องกัน 2: จำกัดพลังความล้มเหลวและลดความเสียหาย
แม้ในกรณีที่เกิดข้อผิดพลาด ฟิวส์แบบเร็วของฟิวส์สามารถลดระยะเวลาของกระแสไฟฟ้าลัดได้อย่างมาก ยิ่งระยะเวลากระแสไฟฟ้าสั้นลง พลังงานจะถูกปล่อยไปยังอินเวอร์เตอร์น้อยลง และส่งผลกระทบกับอุปกรณ์ไฟฟ้าน้อยลง ในหลายกรณี อาจเป็นเพราะฟิวส์ตัดวงจรในหน่วยมิลลิวินาที อินเวอร์เตอร์จึงสามารถ "อยู่รอด" ได้โดยเพียงแค่เปลี่ยนฟิวส์เพื่อให้กลับมาทำงาน แทนที่จะเปลี่ยนอุปกรณ์ทั้งหมด
การป้องกัน 3: แยกส่วนข้อบกพร่องได้อย่างแม่นยำเพื่อให้มั่นใจถึงการทำงานของระบบโดยรวม
ในระบบที่สายหลายสายขนานกับอินเวอร์เตอร์ตัวเดียวกัน หากสายหนึ่งเสียโดยไม่มีฟิวส์ อินพุต DC ของอินเวอร์เตอร์ทั้งหมดจะได้รับผลกระทบ ซึ่งสามารถกระตุ้นการปิดระบบป้องกันของอินเวอร์เตอร์ และทำให้สายทั้งหมดหยุดผลิตไฟฟ้า เมื่อใช้ฟิวส์แบบเรียงซ้อน เฉพาะกิ่งที่ชำรุดเท่านั้นที่จะถูกตัดออก และซีรีส์ปกติที่เหลือจะยังคงจ่ายไฟให้กับอินเวอร์เตอร์ ช่วยลดการสูญเสียการผลิตพลังงานของระบบให้เหลือน้อยที่สุด

4, ห่วงโซ่ตรรกะที่สมบูรณ์ของการดำเนินการป้องกันฟิวส์

ในกรณีที่เกิดความผิดปกติ กระบวนการป้องกันทั้งหมดจะเป็นดังนี้:
ประการแรกคือความผิดปกติของกระแสไฟฟ้าที่เกิดจากการลัดวงจร การไหลย้อนกลับของฮอตสปอต การโอเวอร์โหลด ฯลฯ
ขั้นตอนที่สองคือการเพิ่มกระแสอย่างรวดเร็ว และเมื่อกระแสถึงพิกัดกระแสของฟิวส์ ด้านในของหลอมจะเริ่มร้อนและละลาย
ขั้นตอนที่สามคือการหลอมละลายให้หมด โดยตัดวงจรเป็นมิลลิวินาทีถึงสิบมิลลิวินาที
ขั้นตอนที่สี่ รีเซ็ตกระแสไฟลัดให้เป็นศูนย์ และถอดส่วนประกอบ สายเคเบิล และอินเวอร์เตอร์ทั้งหมดออกจากอันตราย
ขั้นตอนที่ห้า ผู้ปฏิบัติงานและเจ้าหน้าที่ซ่อมบำรุงจะค้นหาและเปลี่ยนฟิวส์เพื่อฟื้นฟูการทำงานตามปกติของระบบ
กระบวนการนี้ไม่ต้องใช้แหล่งจ่ายไฟภายนอก ไม่ขึ้นกับสัญญาณควบคุมใดๆ ไม่ได้รับอิทธิพลจากตรรกะของซอฟต์แวร์ใดๆ และเป็นวิธีการป้องกันที่บริสุทธิ์และน่าเชื่อถือที่สุด

5 เหตุใดจึงไม่สามารถเปลี่ยนฟิวส์ด้วยการป้องกันทางอิเล็กทรอนิกส์ได้อย่างสมบูรณ์?

หลายคนอาจถามว่า: อินเวอร์เตอร์ไม่มีระบบป้องกันกระแสเกินแบบอิเล็กทรอนิกส์อยู่แล้วใช่หรือไม่ ทำไมเราต้องมีฟิวส์?
เหตุผลก็คือ การป้องกันทางอิเล็กทรอนิกส์นั้นเป็น ``การป้องกันแบบนุ่มนวล" ประเภทหนึ่งซึ่งอาศัยการตรวจจับเซ็นเซอร์ ควบคุมการตัดสินใจของชิป และการปิดระบบ IGBT หากลิงก์ใดๆ บนลิงก์นี้ประสบปัญหา การป้องกันอาจล้มเหลว ฟิวส์คือ "การป้องกันแบบแข็ง" ที่รับรู้เฉพาะขนาดของกระแสไฟ และเมื่อมาถึง กระแสไฟจะไม่ละลาย ไม่มีลิงก์ระดับกลาง ไม่ทำงานผิดปกติ ไม่ตัดสินผิด และไม่ต้องการการบำรุงรักษาหรือการสอบเทียบ
"การรวมกันแบบอ่อน/แข็ง" เป็นวิธีแก้ปัญหาที่ปลอดภัยที่สุดในสภาพแวดล้อมพลังงาน-แรงดันไฟฟ้า กระแสสูง- ความผิดพลาดสูง-ในด้าน PV DC: การป้องกันทางอิเล็กทรอนิกส์จะรับผิดชอบต่อการโอเวอร์โหลดรายวันและความผิดปกติเล็กน้อย ในขณะที่ฟิวส์จะรับผิดชอบต่อความล้มเหลวของกระแสไฟฟ้าลัดวงจร-และกระแสสูง-ที่รุนแรงที่สุด ทั้งสองเป็นส่วนเสริมและขาดไม่ได้