Elektrická bezpečnost solárních/fotovoltaických systémů

Elektrická bezpečnost v extrémních prostředích: řešení pro fotovoltaické a solární ochranné skříně

Instalace sluneční energie představují jedno z nejnáročnějších prostředí na Zemi pro elektrickou infrastrukturu. Ať už jde o velkou solární elektrárnu v rozžhavené pouštní oblasti, o větrem ovlivňované horské pole nebo o střešní systém v tropickém pobřežním městě – elektrické skříně, tj. kombinační skříně, skříně pro měniče a monitorovací jednotky, musí vydržet provozní životnost 25 let, která odpovídá životnosti samotných panelů. V B2B solárním průmyslu je skříň, která je „standardní“ místo „připravené pro solární aplikace“, nejčastější příčinou předčasného selhání systému, což vede k obrovským nákladům na údržbu, opravy a servis (MRO) a ztrátě výroby energie.

1. Neviditelný zabiják: degradace způsobená UV zářením a únavou materiálu

Standardní průmyslové skříně často nejsou certifikovány pro extrémní intenzitu UV záření, která se vyskytuje v rozsáhlých solárních polích.

• Rozklad polymerů: UV záření rozkládá molekulární řetězce v plastech nízké kvality, čímž způsobuje jejich žlutnutí, křehnutí a nakonec praskání pod tepelným namáháním.
• Krizová situace s povlaky: U krabiček z uhlíkové oceli může UV záření způsobit, že běžné práškové povlaky za 24–36 měsíců „zvápnatějí“ a začnou se od štěpkovat, čímž se odhalí nechráněná ocel a ta se rychle oxiduje.
• B&Jovo inženýrské řešení pro solární aplikace: Pro naše plastové krabičky používáme speciální polycarbonát odolný proti UV záření s integrovanými chemickými inhibitory. U našich kovových krabiček aplikujeme architektonické povlaky z vysoce trvanlivého polyesteru, které jsou speciálně testovány na odolnost vůči UV záření po dobu přes 1000 hodin.

2. Tepelné řízení: Solární zatížení a „skleníkový efekt“

Solární krabičky často obsahují součástky generující významné vnitřní teplo (např. DC jističe s vysokým proudem, řetězcové střídače nebo brány pro monitorování), zatímco samy stojí v přímém slunečním světle při okolní teplotě přesahující 45 °C.

• Solární tepelné zatížení: Přímé sluneční záření může prostřednictvím tepelného záření zvýšit vnitřní teplotu skříně o dalších 15–20 °C – tomuto jevu se říká „solární zatížení“.
• Vyrovnávací a ventilační ventily pro vyrovnání tlaku: Uzavřená skříň v pouštní oblasti působí jako tlakový hrnec. Ve dne se vnitřní vzduch rozpíná, v noci se ochlazuje a vytváří vakuum. Solární skříně společnosti B&J jsou vybaveny specializovanými ventilačními ventily, které umožňují cirkulaci vzduchu při zachování dokonalého těsnění dle stupně IP66. Tím se zabrání vzniku „horkých míst“ a – co je zásadní – i hromadění kondenzátu, ke kterému dochází během rychlého ochlazování po západu slunce.

3. Písek, prach a integrita těsnění v suchých oblastech

V nejproduktivnějších solárních oblastech světa (pouště) je jemný křemičitanový prach stejně nebezpečný jako voda. Je abrazivní, vodivý a může po poškození skříně znemožnit činnost invertoru.

• Základní úroveň těsnosti proti prachu (IP66): Pro jakoukoli solární instalaci je stupeň krytí IP66 nezbytním minimem. To zajišťuje, že ani během písečné bouře s vysokorychlostním větrem nemůže do ochranného pouzdra proniknout žádná částice.
• Odolnost těsnění vůči tepelným cyklům: Solární těsnění musí odolávat extrémnímu „stlačení po dlouhodobém zatížení“. Používáme vysoce kvalitní silikonová těsnění, která si zachovávají svou pružnost a těsnicí integritu i po tisících denních/nočních teplotních cyklech v rozmezí od −20 °C do +80 °C.

4. Inženýrské řešení pro budoucnost systémů s napětím 1500 V stejnosměrného proudu

Jelikož se solární průmysl přesouvá ze systémů 1000 V na systémy 1500 V stejnosměrného proudu za účelem snížení ztrát vedení a nákladů na BOS (vybavení celého systému), je nutné znovu navrhnout ochranná pouzdra.

• Normy pro vzdálenosti pro povrchový průraz a vzdušnou vzdálenost: Vyšší napětí vyžadují výrazně větší vzdušné mezery a vzdálenosti pro povrchový průraz mezi vodivými částmi. Naše speciálně navržená solární pouzdra jsou konstruována s vnitřními rozměry, které překračují bezpečnostní normy pro napětí 1500 V stejnosměrného proudu a tak brání vzniku obloukových přetížení, která by mohla způsobit požár.
• Nevodivé možnosti s ochranou před dotykem: V mnoha projektových elektrárnách na úrovni výrobního závodu jsou nyní upřednostňovány kryty PC s vysokou odolností proti nárazu. Protože plast je izolant, není nutné kryt uzemnit, čímž se zjednodušuje systém vybavení mimo fotovoltaické panely (BOS) a zvyšuje se bezpečnost údržbových týmů pracujících na vzdálených, neuzemněných lokalitách.

5. Odolnost proti korozi na solárních lokalitách v pobřežních oblastech

Solární farmy umístěné v blízkosti pobřeží (jako je mnoho v jihovýchodní Asii nebo v Austrálii) čelí dvojí hrozbě – UV záření a mořskému postřiku.

• Nerezová ocel třídy 316: Pro tyto lokality nabízíme kryty vyrobené z nerezové oceli třídy 316, která obsahuje molybden a poskytuje vynikající odolnost vůči chloridům. To zajišťuje, že kryt nebude trpět tzv. „čajovým zbarvením“ ani strukturální rží, které by mohly ohrozit uzemnění fotovoltaického systému.

Závěr: Světově uznávaný rekord spolehlivosti solárních řešení

Společnost B&J Elektrické nedeklarujeme pouze solární připravenost – naše produkty jsou ověřené v praxi. Od projektů ve vysokohorských oblastech Andských hor po rozsáhlé elektrárny v blízkovýchodních oblastech s extrémně vysokými teplotami – naše rozvaděčové skříně poskytují robustní ochranu, která je nezbytná pro zajištění udržitelné a bezpečné energetické budoucnosti. Když zakoupíte své solární rozvaděče od společnosti B&J, investujete do infrastruktury, která je stejně odolná jako energie, kterou řídí, a která je podporována 25 lety čínské výrobní excelence.