Avec la large application des systèmes de production d'énergie solaire photovoltaïque (PV), les fusibles de chaîne PV PV sont devenus un élément clé de la protection contre les surintensités côté CC. Choisir le courant et la tension nominaux appropriés est essentiel non seulement pour garantir que le fusible interrompt le courant de défaut en temps opportun, mais également pour maintenir la sécurité opérationnelle de l'ensemble photovoltaïque, du châssis combiné et de l'équipement électrique associé.
Pour les intégrateurs de systèmes photovoltaïques, les acheteurs d'équipements et les installateurs, la sélection des composants ne doit pas être basée uniquement sur la puissance nominale du module. Au lieu de cela, une évaluation complète doit être menée, prenant en compte les paramètres du module, la conception des chaînes, la tension maximale du système et les normes de protection associées.
I. Comprendre le rôle des fusibles de chaîne solaire photovoltaïque
La chaîne photovoltaïque solaire photovoltaïque est une sorte de dispositif de protection contre les surintensités pour les circuits PV DC. Il est généralement installé dans le circuit d'électrodes positives et négatives de la chaîne photovoltaïque, dont la position exacte est déterminée par la conception du système et la norme applicable.
Lorsqu'une chaîne particulière fonctionne mal, d'autres chaînes connectées en parallèle peuvent injecter un courant inverse dans le circuit défectueux. Si le courant dépasse la limite de ce que le module ou le circuit peut supporter, un fusible correctement calibré explosera pour interrompre le courant de défaut, réduisant ainsi le risque de dommages au module et à l'équipement électrique.
Il est important de noter que les fusibles sont principalement utilisés pour la protection contre les surintensités et ne peuvent pas être utilisés comme substitut aux sectionneurs, à la protection contre les surtensions ou à toute autre protection électrique.
II. Comment sélectionner le courant nominal approprié ?
1.Déterminez le courant de court-circuit du module PV
Lors de la sélection d'un fusible de chaîne PV, la première étape consiste à vérifier le courant de court-circuit -(Isc) répertorié dans la fiche technique du module. Le courant de court-circuit-est le paramètre clé pour déterminer l'indice technique des dispositifs de protection contre les surintensités en série.
Lors de la conception préliminaire, il est courant de multiplier le courant de court-circuit-du module par le coefficient spécifié dans la norme applicable pour obtenir le courant de conception utilisé pour sélectionner le dispositif de protection. Par exemple, certaines directives de conception PV utilisent 1,25 fois le courant de court-circuit-comme référence initiale ; cependant, le facteur final utilisé doit respecter les normes applicables au site du projet, les spécifications du fabricant du module et les exigences de conception du système. Vérifiez le calibre maximum du fusible série autorisé par le module.
Les fiches techniques des modules PV spécifient généralement la « valeur nominale maximale des fusibles en série ».
Ce paramètre indique le calibre de fusible maximum autorisé pour la configuration du module et sert de contrainte clé lors de la sélection des composants. Même si la distorsion de courant calculée est élevée, un fusible dépassant la limite spécifiée du module ne peut pas être sélectionné.
Il est fait référence aux instructions d'installation et aux exigences de protection fournies par les fabricants de modules pour garantir que les fusibles répondent aux besoins de production normaux tout en offrant la protection nécessaire.
3. Tenez compte du nombre de chaînes et du risque de courants inverses
Dans un système photovoltaïque où plusieurs chaînes sont connectées en parallèle, une chaîne défectueuse peut être repoussée par d’autres chaînes saines. Plus le nombre de brins parallèles est grand, plus le risque potentiel de courants inverses est grand.
Par conséquent, les concepteurs doivent déterminer si des fusibles de chaîne sont requis - et quelles spécifications doivent être utilisées - en fonction des paramètres du module, du nombre de chaînes parallèles, de la topologie de l'onduleur et des chemins de courant de défaut potentiels.
Le courant nominal ne peut pas être déterminé uniquement sur la base du courant de fonctionnement d'une colonne à tube unique ; les exigences de protection en cas de panne doivent également être vérifiées.
III. Comment sélectionner la tension nominale appropriée ?
1. La sélection est basée sur la tension continue maximale du système photovoltaïque.
La tension nominale du fusible de la chaîne solaire photovoltaïque doit être adaptée à la tension continue maximale que le système peut rencontrer ; la tension de fonctionnement nominale du module à elle seule n'est pas suffisante.
À basse température, la tension en circuit ouvert-de l'ensemble photovoltaïque augmente généralement. Par conséquent, le concepteur doit calculer la tension maximale en circuit ouvert du générateur photovoltaïque en fonction du nombre de modules dans la chaîne, du facteur de correction de tension à basse température - du module et de la température minimale de conception du projet.
Par exemple, dans un système comportant plusieurs modules en série, même si la tension d'ouverture d'un seul module est relativement faible, la tension totale de la chaîne peut être élevée. La tension continue nominale du fusible doit être suffisante pour répondre à cette condition de conception.
2. Vérifiez que le fusible est adapté aux circuits PV DC
Les systèmes PV DC ne peuvent pas utiliser directement des fusibles AC car la tension nominale correspond à la soudure. Contrairement au courant alternatif, le courant continu ne passe pas périodiquement par zéro, ce qui signifie que les conditions d'extinction d'un arc de défaut sont différentes. Par conséquent, il est nécessaire de sélectionner des produits clairement évalués en tant qu’applications photovoltaïques CC et possédant la capacité de broyage CC correspondante.
Au moment de l'achat, vérifiez la tension CC nominale, la pénétration nominale et les critères applicables dans la fiche technique du fabricant, plutôt que de vous fier uniquement à l'apparence ou au courant nominal du produit.
3. Tenez compte des niveaux de tension du système et de l'environnement d'installation
Les tensions CC courantes utilisées dans les systèmes photovoltaïques incluent 600 V, 100 V et 150 V, et les tensions CC réelles dépendent de la conception du système.
Lors de la sélection d'un fusible, assurez-vous que la tension nominale satisfait ou dépasse les exigences de conception et que le porte-fusible, la borne et les autres composants concernés sont également adaptés au niveau de tension correspondant.
En cas de température élevée, d'altitude ou d'autres conditions particulières, vérifiez les spécifications du fabricant pour connaître les limitations d'abaissement et d'utilisation.
IV. INTRODUCTION Vérification d'autres paramètres clés des fusibles
En plus du courant nominal et de la tension nominale, les paramètres suivants doivent être pris en compte lors de l'achat de fusibles pour tuyaux solaires photovoltaïques :
1. Capacité de concassage : elle doit être suffisante pour interrompre en toute sécurité le courant de défaut maximum attendu pouvant survenir au point d'installation.
2. Caractéristiques du fusible : choisissez les caractéristiques de courant de temps appropriées en fonction des exigences de coordination du courant de fonctionnement normal, du courant de défaut et de la protection.
3. Adaptabilité environnementale : vérifiez la température de fonctionnement, la méthode d'installation et les exigences de déclassement pertinentes.
4. Compatibilité : assurez-vous que le fusible correspond au porte-fusible en termes de tension, de courant, de taille et de méthode d'installation.
Ensemble, ces paramètres déterminent l'adéquation des fusées à une application photovoltaïque spécifique ; les décisions d’achat ne doivent pas être basées sur un seul indicateur.
V. Erreurs de sélection courantes et comment les éviter
1. Fusibles sélectionnés uniquement en fonction de la puissance du module
La puissance du module ne détermine pas directement le courant nominal du fusible. La méthode correcte consiste à calculer la valeur nominale en fonction du courant de court-circuit -, de la valeur nominale maximale autorisée du fusible en série et du courant de défaut du système. Ignorer l'augmentation de la tension en circuit ouvert à basse température
Le calcul de la tension de chaîne basé uniquement sur les tensions en circuit ouvert dans des conditions de test standard (peut conduire à une sous-estimation des tensions maximales dans des environnements froids. La température minimale de conception du projet doit être utilisée pour l'ajustement.
3. Choisissez un fusible avec un courant nominal trop élevé.
Si le courant nominal du fusible est trop élevé, le module risque de ne pas être protégé à temps. Par conséquent, le courant nominal doit satisfaire aux exigences de fonctionnement normal et de protection contre les défauts.
4. Ignorer la capacité de fragmentation DC
Même si la tension et le courant nominal répondent aux exigences initiales, un fusible avec une capacité de déconnexion insuffisante peut ne pas être en mesure d'interrompre en toute sécurité le courant de défaut. Toutes les spécifications techniques doivent être vérifiées avant l’achat.
VI. INTRODUCTION Recommandations pour l'achat de fusibles en cascade solaire photovoltaïque
Pour les intégrateurs de systèmes photovoltaïques, les entrepreneurs EPC et les acheteurs d’équipements, il est recommandé de préparer les informations suivantes avant l’achat :
Modèle de module PV et fiches techniques comprenant les valeurs nominales des fusibles des séries Isc, Voc et max.
-Nombre de modules et de chaînes parallèles par chaîne.
-Tension CC maximale du système et température ambiante minimale de conception.
-Courant de défaut maximum attendu sur le site d'installation.
-Spécifications du porte-fusible, environnement d'installation et normes de projet applicables.
Fournir ces informations aux fournisseurs les aide à vérifier le courant, la tension, la cassabilité et la compatibilité du produit, réduisant ainsi le risque de retouche et de problèmes d'équipement dus à des non-concordances de spécifications.
Foire aux questions (FAQ) :
Q1 : Le courant nominal du fusible de chaîne PV est-il plus élevé ?
Non. Un courant nominal élevé peut affecter l’efficacité de la protection ; la sélection doit être basée sur le courant de court-circuit-du module, les exigences de protection et les limitations du fabricant.
Q2 : Un fusible de 1 500 V peut-il être utilisé dans un système photovoltaïque de 1 000 V ?
Les produits avec des niveaux de tension nominale plus élevés peuvent convenir si la tension nominale, la capacité de claquage, les caractéristiques de protection et les exigences de compatibilité sont cohérentes avec la conception du système ; cependant, les certifications des produits et les normes du projet doivent encore être vérifiées. Q3 : Les fusibles CA standard peuvent-ils être utilisés comme alternatives aux fusibles de chaîne photovoltaïque ?
Ce n'est pas recommandé. Des fusibles conçus spécifiquement pour les circuits PV DC doivent être utilisés, avec une capacité de coupure de circuit DC appropriée.
Question 4 : Des fusibles doivent-ils être installés sur toutes les chaînes photovoltaïques ?
Pas nécessairement. La nécessité et l'emplacement de l'installation doivent être déterminés en fonction du nombre de chaînes parallèles, de la capacité de chaque module à résister au courant, de la conception de l'onduleur et des normes applicables.
Question 5 : Comment vérifier que les fusées fournies répondent aux exigences du projet ?
Le fournisseur doit être tenu de fournir des fiches techniques complètes, les normes applicables et la documentation de conformité pertinente ; les concepteurs du projet doivent ensuite vérifier les exigences en matière de courant nominal, de tension nominale, de capacité d'écrasement et de coordination de la protection.
Résumé analytique : lors de la sélection d'un fusible de tuyau solaire photovoltaïque, le courant nominal doit être déterminé en fonction du courant de court-circuit du module, du courant nominal maximal du fusible en série et des exigences de protection contre les défauts, et la tension nominale doit atteindre la tension continue maximale du système après correction à basse température. De plus, il est important de vérifier des facteurs tels que la fragilité, les caractéristiques de la fusée, les normes des produits et la compatibilité du système. Ce n'est que grâce à un calcul complet des paramètres et à une validation technique auprès des fournisseurs qu'un système de protection de flux approprié pour les systèmes photovoltaïques peut être établi.
