PVシステムの急増：その役割、リスク、選択に関する完全なガイド

＃PVシステムの急増：その役割、リスク、および選択に関する完全なガイド

小さな住宅用ソーラーパネルのセットアップであろうと商業的な太陽光発電（PV）発電所であろうと、「サージ」は避けられない重要なトピックですが、多くの人は、機器の誤動作の場合にのみその重要性を認識しています。このメモは、PVシステムにおけるサージの中心的な役割と、システムに適したサージ保護装置（SPD）を選択する方法を分解し、初心者が理解しやすくします。

## I.まず、理解：PVシステムの急増とは何ですか？

簡単に言えば、サージはPVシステムの突然の「電圧/電流衝撃波」であり、3つの一般的なソースがあります。  

1。**外部衝撃**：最も典型的なのは、稲妻のストライキ（直接または誘導雷）です。雲からの排出は、ラインに数万ボルトの高電圧を即座に生成できます。  

2。  

3。**グリッドの変動**：グリッド電圧の突然の増加（たとえば、グリッド障害が修復された場合）は、グリッド接続のPVシステムに逆の影響を引き起こす可能性があります。  

これらのサージは「短いが強烈」であることを特徴とします。彼らは数マイクロ秒しか持続しない可能性がありますが、電圧はシステムの定格電圧の10倍以上に舞い上がる可能性があります。

## II。サージ保護装置のコアロール（SPDS）：PVシステム用の「安全バルブ」のインストール

サージ自体は「有用」ではありません。実際に機能するのは、**サージ保護装置（SPD、稲妻としても知られる）**です。そのコアタスクは、特に3つの側面で「危険な急増をブロックする」ことです。  

1。**コア機器を故障から保護します**  

PVインバーター、PVパネルジャンクションボックス、コンビナーボックスのコンポーネントには、電圧に耐える容量に上限があります（たとえば、インバーターのDC側の電圧に耐えることは通常1000V-1500Vです）。サージ電圧がこの制限を超えると、コンポーネントは即座に燃え尽きます。多くの場合、メンテナンスコストは数千から数万元の範囲です。 SPDは、サージが発生したときに瞬き（通常は25ナノ秒以下）の瞬く間に電力を導入し、機器の「弾丸のブロック」に相当する過剰な電圧/電流を地面に迂回させます。  

2。**突然のシステムのシャットダウンまたは誤動作を防ぐ**  

サージが機器を直接燃やさない場合でも、インバーターのコントロールチップに干渉し、インバーターが障害を誤って報告し、グリッドから切断する可能性があります。たとえば、雷雨の後、多くの住宅PVシステムは突然発電を停止します。これは、インバーターに影響を与えるサージによるものです。適切なSPDを設置すると、このような「不当なトラブル」を減らし、システムの安定した発電を確保できます。  

3。** PVシステムの全体的な寿命を延長します**  

頻繁にわずかな急増（例えば、毎日のグリッドの変動によって引き起こされるもの）は、コンデンサの老化を加速するなど、「時間の経過とともに」モジュールやインバーターの回路を損傷する可能性があります。 SPDは、これらの小さなサージをフィルタリングし、PVシステム全体のサービス寿命を間接的に延長することができます（通常はさらに3〜5年）。

## III。キーステップ：PVシステムに適したSPDを選択する方法は？

SPDを選択することは、「大きいほど良い」または「より安いほど費用対効果が高い」ということではありません。システムの3つのコアパラメーターと4つのステップに焦点を合わせる必要があります。  

###ステップ1：最初に、システムの「電圧レベル」を明確にする

これは最も基本的な前提条件です。SPDの定格電圧は、PVシステムのDC側とAC側の電圧と一致する必要があります。  

- **住宅PV（通常3-10kW）**：DC側の電圧は通常300V-800Vです。定格DC電圧（UC）≥800VのSPDを選択します。 AC側は220Vグリッドに接続されています。定格AC電圧（UC）≥250VのSPDを選択します。  

- **商業/産業用PV（通常50kW以上）**：DC側の電圧は1000V-1500Vに達する可能性があります。 SPDのUCは1500V以上でなければなりません。 AC側は380Vの3相電力グリッドに接続されています。 UC≥420VのSPDを選択します。  

*注：SPDの定格電圧がシステム電圧よりも低い場合、それ自体が燃え尽きます。高すぎると、タイムリーに保護をアクティブにすることはできません。*

###ステップ2：システムパワーに基づいて「現在のキャリー容量」を選択します

電流容量（IIMPまたはIN）は、SPDが耐えることができる最大サージ電流を表します。小さすぎる場合、SPDは急増によって分解されます。それが大きすぎる場合、それはお金の無駄になります：  

- **住宅システム（3-10kW）**：近くに背の高い建物がなく、稲妻のストライキの確率が低い場合、IN = 20ka（8/20μs波形）のSPDで十分です。山岳地帯や雷雨が発生しやすい地域にある場合、IN = 40kaのSPDがより信頼性が高くなります。  

- **商業/産業システム（50kW以上）**：コンバイナーボックスとインバーターのフロントエンドのSPDの場合、IN = 40ka-60kaの人を選択することをお勧めします。大規模な発電所（MWレベル）の場合、高電圧側には100ka以上の追加のプライマリSPDが必要です。  

*楽しい事実：8/20μsは、PVシステムで最も一般的なサージ波形です。つまり、サージ電流が0からピークに上昇し、ピークの半分に低下するのにサージ電流が上昇するのに8マイクロ秒かかります。

###ステップ3：「保護レベル」を確認し、インストールの場所に一致します

PVシステムのSPDには「階層保護」が必要であり、さまざまな場所で異なるレベルのSPDを選択する必要があります。  

- **一次保護（システムインレット）**：たとえば、PVアレイのメインディストリビューションボックスとグリッド接続のキャビネットのフロントエンド。電流容量が大きい（40kaを超える）、「クラスB」SPD（直接稲妻のストライクからの大きな流れに耐えることができる）を選択します。  

- **二次保護（機器のフロントエンド）**：たとえば、インバーターとコンバイナーボックスの入力端。 20ka-40kaの電流容量で、「クラスC」SPD（誘導された稲妻と運用上の急増から保護）を選択します。  

- **三次保護（コンポーネントフロントエンド）**：たとえば、インバーターと監視機器の内部回路基板。 10ka-20kaの電流容量で「クラスD」SPD（小さなサージから保護）を選択します。  

*住宅システムには、少なくとも二次保護（インバーター +グリッド接続のキャビネットのフロントエンド）が必要ですが、商業システムには3つのレベルの保護すべてを装備する必要があります。*

###ステップ4：「認定と互換性」を見落とさないでください

- **認定**：EUのCE認証や中国のCQC認定など、国際または国内の認定を受けてSPDを選択してください。 「3-No製品」の購入は避けてください（数か月の使用後、多くの低品質のSPDが失敗します）。  

- **互換性**：SPDのインターフェイスタイプ（端子ブロックまたはプラグなど）がPVケーブルと一致するかどうかに注意してください。同時に、SPDの設置サイズが配布ボックスに収まることを確認します（住宅用配電ボックスのスペースは限られているため、特大のものを購入しないでください）。

## IV。最終リマインダー：正しいインストールは正しい選択と同じくらい重要です

1。**保護された機器の近くにインストール**：SPDは、保護された機器（たとえば、インバーターのフロントエンドの1メートル以内）にできるだけ近くに設置する必要があります。ケーブルが短いほど、保護効果が向上します。  

2。**信頼できる接地**：SPDの接地ワイヤの接地抵抗は≤4​​Ωでなければなりません。接地が不十分な場合、サージ電流が転用されないようになり、SPDが役に立たなくなります。  

3。**定期検査**：毎年雷雨の季節の前に、SPDのインジケータライトを確認します（通常の条件では緑色である必要があります。住宅SPDは、3〜5年ごとに交換し、2〜3年ごとに商業用SPDを交換することをお勧めします。

PVシステムに特定のパラメーター（電源やインストールの場所など）がある場合は、コメントに追加できます。選択の提案を改善するのに役立ちます。また、あなたが遭遇したサージ関連の問題を共有することを歓迎しますので、私たちは一緒に落とし穴を避けることができます！