Les systèmes photovoltaïques (PV) fonctionnent à l'extérieur pendant de longues périodes, exposant des composants tels que des panneaux solaires, des boîtiers de combinaison, des câbles CC et des onduleurs à des courts-circuits, des surcharges et des pannes d'équipement. Comme le PV continue de produire du courant continu, toute anomalie du circuit peut entraîner des courants de défaut, endommageant l'ensemble et d'autres équipements électriques.
En tant qu'élément clé du système de protection PV DC, les fusibles PV peuvent être rapidement fusionnés lorsque le courant dépasse la plage autorisée. Cela interrompra le circuit de défaut, atténuant ainsi l'impact des courants de défaut sur les panneaux solaires, les onduleurs et les câbles CC.
1. Principe de protection de base des fusibles PV
Les fusibles photovoltaïques sont généralement installés en série dans les circuits PV DC.
En fonctionnement normal, le courant traverse le fusible dans une plage sûre, permettant à l'appareil de continuer à fonctionner. En cas de court-circuit ou de débordement anormal, l'élément fusible à l'intérieur de l'appareil s'échauffera sous l'effet thermique du courant. Une fois que le courant atteint le seuil de fonctionnement du fusible, l'élément fond et crée un espace isolant, coupant ainsi le courant de défaut.
En termes simples, les principales fonctions d'un fusible photovoltaïque sont :
Le courant normal peut passer et le circuit est rapidement interrompu lors d'événements anormaux de surintensité.
Cette protection empêche les courants de défaut de circuler en permanence dans les équipements tels que les composants photovoltaïques, les câbles CC et les onduleurs.
2.Comment les fusibles PV protègent-ils les panneaux solaires ?
Les panneaux solaires ne sont pas simplement des sources d’énergie isolées ; plusieurs modules PV sont généralement connectés en série et en parallèle pour former des clusters PV.
Si un court-circuit, un défaut de ligne ou toute autre anomalie se produit dans une chaîne, d'autres chaînes connectées en parallèle peuvent injecter du courant dans le circuit défectueux. Sans protection adéquate contre les surintensités, des courants de défaut pourraient persister, affectant les modules ou lignes compromis.
L'emplacement stratégique des fusibles PV permet au système de déconnecter le bypass concerné lorsque les courants de défaut atteignent le seuil de protection, isolant ainsi la ligne de défaut de la ligne de santé.
Ainsi, la protection apportée par les fusibles photovoltaïques pour panneaux solaires se démontre par :
Limiter les surintensités anormales ;
Réduire le risque de dommages thermiques aux modules et aux câbles ;
Isolation des lignes photovoltaïques problématiques ;
Minimisez la possibilité que le défaut se propage à d’autres chaînes. Il est important de noter que les fusibles ne sont pas utilisés pour réparer chaque défaut du module PV, mais fonctionnent dans le cadre d'un système de protection contre les surintensités CC.
3. Comment les fusibles photovoltaïques protègent-ils l'onduleur ?
L'onduleur est responsable de la conversion du courant continu généré par l'assemblage photovoltaïque en courant alternatif et constitue le composant central du système photovoltaïque.
Si un court-circuit ou un courant anormal se produit dans la borne d'entrée CC de l'onduleur, le courant de défaut continu peut endommager la borne d'entrée CC et les composants électroniques associés de l'onduleur.
Après avoir installé les fusibles photovoltaïques appropriés, lorsque le courant de défaut dépasse la limite spécifiée, les fusibles peuvent interrompre le chemin de courant continu correspondant, réduisant ainsi le risque de flux continu dans l'onduleur.
Ainsi, dans les systèmes photovoltaïques, les fonctions de protection internes des fusibles et des onduleurs sont généralement utilisées ensemble et non comme substituts.
4. Pourquoi les systèmes photovoltaïques nécessitent-ils des fusibles CC spéciaux ?
Les systèmes photovoltaïques sont très différents des systèmes CA basse tension -standard ; une distinction clé est que les arcs CC ne s'éteignent pas naturellement à zéro, comme le font les arcs CA.
Par conséquent, la conception des fusibles PV DC doit être adaptée aux caractéristiques de fonctionnement des systèmes DC et répondre aux exigences de tension nominale, de capacité d'écrasement, de structure d'extinction d'arc et de conditions de fonctionnement à long terme.
Lors de l’achat de fusibles photovoltaïques, les fusibles à courant alternatif standard ne peuvent pas simplement être utilisés comme substitut aux produits spécifiquement conçus pour les applications photovoltaïques.
Ceci est particulièrement important pour les systèmes photovoltaïques fonctionnant à des tensions piézoélectriques CC plus élevées, auquel cas il est nécessaire de vérifier que la tension nominale CC et la capacité de claquage du fusible répondent aux exigences du système.
5. Où se placent normalement les fusibles photovoltaïques ?
Dans un système photovoltaïque réel, selon la structure et la conception du système, le fusible peut être positionné à différents endroits du schéma de protection DC.
Les emplacements courants incluent les circuits de protection CC associés aux chaînes photovoltaïques et aux boîtiers de combinaison.
Par exemple, en configurant plusieurs panneaux solaires en chaînes parallèles, vous pouvez utiliser des dispositifs de protection contre les surintensités pour protéger les branches. Si une anomalie se produit, la chaîne de défaut peut être déconnectée pour minimiser l'impact du courant de défaut sur le système.
En fonction de la capacité et de la topologie de l'installation photovoltaïque, les configurations des fusibles varient, l'emplacement d'installation spécifique doit donc être déterminé en fonction de la conception électrique du système.
6. Quel type de problème fait fonctionner un fusible photovoltaïque ? Les fusibles PV ne sont pas des composants conçus pour fonctionner fréquemment dans des conditions normales. Si le fusible explose pendant l'utilisation, la cause profonde du défaut doit d'abord être identifiée, plutôt que simplement remplacée par un nouveau fusible.
Les situations possibles de détonation de la fusée comprennent :
Short à cordes :
Les courts-circuits dans les composants, câbles ou connecteurs PV peuvent provoquer des courants anormaux.
Défauts matériels :
Des défauts internes dans certains appareils DC peuvent également entraîner des débordements.
Problèmes d'isolation des câbles :
Les anomalies d'isolation peuvent être dues à des dommages mécaniques, au vieillissement ou à des facteurs environnementaux.
Mauvaise sélection de fusible :
Si le courant nominal est sélectionné trop faible, un déclenchement perturbateur peut se produire même sous un courant de fonctionnement normal (fonctionnement accidentel).
Par conséquent, plutôt que de simplement remplacer et réélectrifier-, lorsqu'un fusible PV grillé est découvert, la colonne de tuyaux et le circuit correspondant doivent être inspectés.
7. Comment choisir le bon fusible photovoltaïque ?
Opter pour un fusible photovoltaïque nécessite de prendre en compte l’ensemble du système DC, et pas seulement le courant nominal du fusible.
Tout d'abord, la tension de fonctionnement CC maximale du système doit être déterminée pour garantir que la tension nominale du fusible répond aux exigences du système.
Deuxièmement, le courant nominal approprié doit être déterminé conformément au courant de fonctionnement normal de la colonne de tubes PV, au courant maximum autorisé et aux spécifications du fabricant de l'équipement.
De plus, les facteurs suivants doivent être pris en compte :
tension nominale ;
Courant nominal ;
Capacité cassée ;
Caractéristiques de fusion ;
Dimensions de montage ;
environnement opérationnel ;
Compatibilité avec porte-fusible.
Pour les projets photovoltaïques à grande échelle, la coordination du courant de court-circuit et de la protection du système doit également être prise en compte dans la conception.
8. Les fusibles photovoltaïques ne peuvent pas remplacer les autres dispositifs de protection
Il convient de noter que les fusibles PV ne sont qu’un composant du système de protection PV DC.
Un système photovoltaïque complet nécessite généralement des mesures supplémentaires-basées sur la conception du système-telles que l'isolation CC, la protection contre les surtensions, la protection par disjoncteur et la protection interne de l'onduleur.
Les fusibles sont principalement responsables de la protection contre les surintensités et les courts-circuits-, tandis que des fonctions telles que la protection contre la foudre, l'isolation et autres protections électriques sont assurées par des équipements spécialisés.
Par conséquent, lors de la conception d’un système de protection photovoltaïque, la configuration doit être déterminée de manière globale en fonction de la structure électrique globale du système. Résumés
Les fusibles photovoltaïques protègent les équipements clés tels que les panneaux solaires, les lignes CC et les onduleurs en détectant et en interrompant les surintensités anormales.
En cas de court-circuit ou autre défaut de surintensité dans une canalisation photovoltaïque, une fois les conditions de fonctionnement remplies, le fusible interrompra la ligne de défaut, minimisant ainsi les dommages à l'équipement causés par les courants de défaut continus. De plus, des fusibles PV DC spécialement conçus peuvent répondre aux exigences spécifiques de tension DC et d'extinction d'arc des systèmes PV.
Lors de la sélection des fusibles PV, les acheteurs et les intégrateurs de systèmes doivent vérifier soigneusement les spécifications telles que la tension nominale CC, le courant nominal, la capacité de rupture et les caractéristiques du fusible, ainsi que la compatibilité avec le porte-fusible ; les spécifications doivent être basées sur la conception électrique du système photovoltaïque réel.
Foire aux questions
Q1 : Quel équipement un fusible photovoltaïque protège-t-il principalement ?
Ils sont principalement utilisés pour la protection contre les surintensités et les courts-circuits-de la chaîne PV (PV) et de son circuit CC, et aident à réduire l'influence d'un courant anormal sur l'assemblage PV, le câble CC, l'onduleur, etc.
Question 2 : Les fusibles CA standard peuvent-ils être utilisés à la place des fusibles photovoltaïques ?
Ce n'est pas recommandé. Le système photovoltaïque fonctionne sur un circuit CC, c'est pourquoi un fusible conçu spécifiquement pour la tension CC et les conditions de fonctionnement pertinentes doit être sélectionné.
Q3 : Pourquoi les fusibles photovoltaïques explosent-ils si souvent ?
Des fusions fréquentes peuvent être causées par des courts-circuits, des défauts de ligne, des anomalies d'équipement, des problèmes de câblage ou une mauvaise sélection des spécifications du fusible ; les causes profondes de l’échec doivent être étudiées en premier.
Q4 : Que faut-il prendre en compte lors du remplacement d'un fusible photovoltaïque ?
Tout d'abord, débranchez l'alimentation électrique concernée conformément aux protocoles de sécurité du système et assurez-vous que la tension nominale, le courant nominal, les dimensions et les caractéristiques du nouveau fusible sont conformes aux spécifications de conception d'origine.
Q5 : Les fusibles photovoltaïques peuvent-ils protéger les onduleurs de divers dysfonctionnements ?
Non. Les fusibles assurent principalement une protection contre les surintensités et les courts-circuits ; Les onduleurs à protection complète nécessitent une combinaison de leurs fonctions de protection internes et d'autres dispositifs de protection dans le système.
