Jinsi ya kuingiza ulinzi wa dhana (surge protection) kwenye upande wa AC na DC wa mfumo wa PV?

Kuunganisha kifaa cha kulinda kifukuzi kuingiza mfumo wa photovoltaic si jambo la kuchanganya tu kifungu moja na kuendelea. Linahitaji mtazamo unaotokana na uhandisi na unaochukua makadirio ya sifa za umeme zinazotofautiana kwa upande wa AC na DC wa mfumo. Mafuriko ya mvua, mafuriko ya kubadilisha, na migawanyiko ya mtandao inaweza kutuma mafuriko ya voltage ambayo yanaathiri mfumo wote, kuharibisha inverta, sanduku za kujumuisha, vifaa vya kufuatilia, na hata vituo vya PV vyenyewe. Bila kupanga vizuri vifaa vya kulinda dhidi ya mafuriko kwenye pande zote mbili, tukio moja la mafuriko linaweza kusababisha mgawanyiko wa gharama kubwa na ubadilishaji wa vifaa.

Makala hii inaelezea kwa kina logika ya ushirikisho kamili ya kufanya mtandao wa kudumisha kwa ajili ya kuzuia mchanga wa juu (surge protection device) kwenye upande wa mstari wa DC na upande wa mtandao wa AC unaounganisha mfumo wa PV na mtandao. Je, unapangiza uwekaji wa PV wa kibiashara juu ya pabili au mradi wa ukubwa wa mtandao wa umma? Kuelewa mahali pa kufanya mtandao wa kudumisha kwa ajili ya kuzuia mchanga wa juu kila moja, jinsi ya kuchagua vipengele vya sahihi, na jinsi ya kuhusisha na kudumisha vipengele hivi kwa usahihi ni muhimu sana kwa kuondoa matatizo ya mfumo kwa muda mrefu. Maelekezo haya yameundwa kwa kutumia ujuzi wa kufanya kazi katika eneo na yamefungwa kwa kufuata viwango vya IEC 61643 na IEC 62305 vinavyoongoza kudumisha kwa ajili ya kuzuia mchanga wa juu katika mazingira ya photovoltaic.

Kuelewa Hatari za Mchanga wa Juu katika Mifumo ya PV

Kwa Nini Mifumo ya PV Ni Yanayotegemea Zaidi

Mifumo ya photovoltaic inaathiriwa kwa mazingira ya nje kila wakati, ambayo inawawezesha kwa kawaida kuathiriwa na uvumbuzi na matukio ya uchafuzi wa anga. Mipaka ya miongo iliyo urefu kati ya mifumo ya PV na inverters inafanya kama antena, ikikamata nishati ya umeme ya kuvutia kutoka kwa uvumbuzi uliokuwepo karibu hata pale ambapo hakuna uvumbuzi wa moja kwa moja. Nishati hii iliyovutwa inasafiri kama juu ya voltage ya muda kwenye miongo ya DC kutoka kwa vituo na miongo ya AC kwenda kwa kituo cha kuunganisha kwa mtandao.

Kwenye upande wa DC, voltage ya mzunguko wa wazi ya mfululizo wa PV unaweza kuwa ya takriban mia mbili za volti katika masharti ya kawaida. Pale nishati ya muda inapong'aa juu ya voltage hii ya msingi, kilele cha pamoja kinaweza kushuka kwa urahisi kipengele cha kubeba cha input ya inverter, diodes za kupita, na sanduku ya pamoja vyakundu. Kwenye upande wa AC, matukio ya kubadilisha mtandao, uendeshaji wa benki za condenser, na makosa ya mtoa umeme huweza kusababisha mafuta ya kasi ya kuongezeka ambayo yanaweza kuharibu hatua ya output ya inverter na vipengele vyote vya kujisajili au mawasiliano yaliyowekwa kwa mpangilio huo.

Kifaa cha kulinda dhidi ya mafuta kilichochaguliwa na kusakinishwa vizuri kila upande kinazima mafuta haya kabla ya kufikia viwango vya umeme vya kuvunjika. Kifaa hiki kinafunga voltage kwa kiwango cha salama na kuzima sasa ya mafuta kwa nje ya chini ya ardhi, ikilinda viwango vya chini. Bila kile kipindi cha kulinda hiki, hata mafuta ya wastani yanaweza kuchafua uburudishaji, kusababisha kupiga switch kwa sababu isiyo ya kawaida, au kusababisha uvunjivu wa mara moja wa vyakundu.

Tabia ya Pili ya Uvunjivu wa PV

Moja ya makosa ya kawaida zaidi katika mpango wa ulinzi wa mchanga wa PV ni kufikiri mfumo kama kilichopata nafasi moja tu ya kuharibika. Kwa ukweli, mchanga unaweza kuingia kutoka kwa upande wowote. Tukio la mvua na mchanga karibu na safu ya PV huweka nishati kwenye upande wa DC, wakati tukio la mtandao au ubadilishaji wa mzigo wa viwanda karibu huweka nishati kutoka kwenye upande wa AC. Mabwawa yote haya yanahitaji ulinzi wa kujitegemea kwa kutoa kifaa cha ulinzi wa mchanga kila mahali.

Inverter iko kati ya upande huu wawili na ni sehemu ya ghali zaidi moja kwa kawaida katika mafunzo ya PV. Pia ni sehemu ya kuharibika zaidi, kwa sababu vifaa vyake vya umeme vinavyofanya kazi karibu na mipaka ya voltage yao wakati wa kazi ya kawaida. Kifaa cha ulinzi wa mchanga kwenye terminali za input ya DC za inverter na kifaa kingine kwenye terminali za output ya AC huunda 'envelope' ya ulinzi juu ya sehemu muhimu hii. Mbinu hii ya upande wawili si ya kuzingatiwa kwa mafunzo katika eneo ambalo hatari ya mvua na mchanga ni ya juu au kwa yoyote mafunzo ambapo gharama za kusimama ni kubwa.

Uingizisho wa Kifaa cha Ulinzi dhidi ya Mavuta kwenye Upande wa DC

Kuweka katika Sanduku la Kujumuisha Mistari

Nafasi ya kwanza na muhimu zaidi kwa kifaa cha ulinzi dhidi ya mavuta kwenye upande wa DC ni katika mistari sanduku la Mchanganyiko , pia inayoitwa sanduku la kujumuisha DC au sanduku la muunganiko wa safu. Hii ndiyo mahali pa kujiunga kwa mistari mingi ya PV kabla ya pato la DC linalojumuishwa kufikia inverter. Kuweka kifaa cha ulinzi dhidi ya mavuta hapa kinaweka mazingira ya kuvuruga katika nafasi ya awali zaidi ya mzunguko wa DC, kuzuia yake kushuka zaidi ndani ya mfumo.

Kwa nafasi hii, kifaa cha kulinda dhidi ya mchakato wa juu (surge protection device) lazima kipimwe kwa voltage ya juu ya DC ya mfumo chini ya hali ya joto ya kibaya zaidi. Kwa mfumo inayofanya kazi kwa 1000 V DC, kifaa hicho lazima kina thamani ya kipimo cha voltage ya kulinda na voltage ya juu ya kuzingatia kwa muda mrefu ambayo inapaswa kuzidhani kiasi kikubwa kutoka kwa thamani hii. Thamani za kawaida zinazotumika katika uwekaji wa PV wa kikoa cha umma na wa biashara ni 1000 V DC na 1500 V DC, pamoja na thamani za sasa ya mchakato wa juu ya 20 kA au 40 kA kulingana na utambulisho wa eneo la kulinda dhidi ya mvua ya wingu (lightning protection zone) wa mahali.

Kifaa cha kulinda dhidi ya mchanga kwa sanduku la kujumuisha kinapaswa kuunganishwa kati ya kila pole ya DC na mtandao wa ulinzi wa ardhi. Katika mpangilio wa miamba miwili, hii inamaanisha kifaa kimoja kati ya raili ya chanya na ardhi na kifaa kingine kati ya raili ya hasi na ardhi. Baadhi ya mazingira ya uwekaji hutumia kifaa cha miamba mitatu au kifaa kilichojumuishwa ambacho kinashughulikia miamba yote kwa pamoja. Uchaguzi unategemea mpangilio wa kufunga mfumo kwenye ardhi na muundo wa bidhaa maalum ya kifaa cha kulinda dhidi ya mchanga.

Uwekaji kwenye Kuingiza cha DC ya Inverter

Hata wakati kifaa cha kulinda dhidi ya mchomozo (surge protection device) kimewekwa katika sanduku la kujumuisha (combiner box), inapendekezwa sana kufanikisha kifaa kingine cha kulinda dhidi ya mchomozo kwenye mikono ya DC ya inverter kwa mfumo wenye mifuno ya umbali mrefu kati ya sanduku la kujumuisha na inverter. Uwezo wa kujenga (inductance) wa mfuno unakuzingatia ufanisi wa kifaa cha kulinda dhidi ya mchomozo kilichowekwa mbali kutoka kwenye kuchakua (clamp) ya mchomozo ulioanza kushuka haraka kwenye mikono ya inverter. Dhahania ya mchomozo (residual voltage) ambayo huonekana kwenye kuingia cha inverter baada ya kifaa cha sanduku la kujumuisha kufanya kazi bado inaweza kuwa ya juu kutosha ili kusababisha mashariki kwenye vifaa vya kuingia vya inverter na vifaa vya IGBT.

Kifaa cha kulinda dhidi ya mchanga kwenye kuingiza DC ya inverter kinashughulikia kama mstari wa pili wa ulinzi, kuchukua nishati ya mchanga iliyobaki ambayo haikupewa kwa ukamilifu na kifaa cha juu. Mbinu hii ya kushughulikia kwa mpangilio wa kusonga, ambayo mara nyingi inaitwa mpangilio wa ushirikiano wa Aina 1 na Aina 2, ni mazoea ya kawaida katika miradi ya PV iliyojengwa vizuri. Kifaa kwenye kuingiza cha inverter huwa kifaa cha kulinda dhidi ya mchanga cha Aina 2 na kina uwezo wa kutoa sasa chini, kwa sababu kifaa cha juu tayari kimepata sehemu kubwa ya nishati ya mchanga.

Kuchanganya kifaa cha kulinda dhidi ya mchanga kwenye upande wa DC kwa usahihi ni muhimu sana. Mikondo ya uhusiano kati ya kifaa na bus ya DC yatafaidika ikiwa ni fupi kiasi possible, kwa kiwango cha kisasa chini ya 50 cm, ili kupunguza mgandamizo wa voltage ya inductive ambao unajiongeza kwenye voltage ya kufunga inayotolewa kwa inverter. Kutumia urefu wa mkondo wa kufupi kiasi possible na kuepuka mikando ya ziada katika uvamizi wa uhusiano ni hatua za kujitegemea zinazofanya kifaa cha kulinda dhidi ya mchanga kufanya kazi vizuri zaidi.

Uingizisho wa Kifaa cha Ulinzi dhidi ya Mchakato wa AC

Kupangwa kwa Pato la AC ya Inverter

Kwenye upande wa AC, nafasi kuu ya kifaa cha ulinzi dhidi ya mchakato ni kwa pato la AC ya inverter, kawaida ndani ya kifaa cha kuvunja umeme wa AC au karibu sana na paneli ya kuvunja umeme au ya kujumuisha. Nafasi hii inuliza hatua ya pato ya inverter kutokana na mchakato unaoja kutoka kwenye mtandao wa umeme na pia inuliza vifaa vyote vya kufuatilia, kuhesabia, au ya mawasiliano vilivyowekwa kwenye busi ya AC kwenye nafasi hii.

Kifaa cha ulinzi dhidi ya mchakato kilichochaguliwa kwa upande wa AC lazima kipewe uwezo wa kushughulikia voltaji ya AC ya mfumo, ambayo kawaida ni 230 V ya phase moja au 400 V ya miamba tatu kwa instalasi za PV za biashara na za viwanda. Kifaa hiki pia lazima kifanane na frequensi ya mtandao wa umeme na lazima kina uwezo wa juu wa kushughulikia voltaji wa kudumu uliopangwa ili kuchukua makadirio ya mabadiliko ya voltaji ya mtandao wa umeme kwa kawaida. Kwa mfumo ya miamba tatu, kifaa cha ulinzi dhidi ya mchakato cha miamba tatu au ya miamba nne kinachohusisha mita tatu ya miongo na neutrali inahitajika.

Kipimo cha sasa ya mchanga kwa kifaa cha kulinda dhidi ya mchanga upande wa AC kinapaswa kuchaguliwa kulingana na eneo la kulinda dhidi ya mchanga na umbali kutoka kwenye kuingia kuu ya huduma. Kifaa cha kulinda dhidi ya mchanga cha Aina ya 2 kwenye kipimo cha 20 kA au 40 kA ni kifaa cha kutosha kwa maombi ya kawaida ya tofauti za PV upande wa AC. Katika eneo ambalo uwekaji unafanyika katika eneo la hatari kubwa ya mchanga au pale umbali wa kamba ya AC hadi kwenye baksu kuu ya kugeuza ni ndefu, kifaa cha Aina ya 1 kwenye kipimo cha juu zaidi cha sasa ya mchanga kinaweza kuwa muhimu kwenye kiwango cha baksu kuu ya kugeuza.

Uwekaji kwenye Baksu Kuu ya AC au Nukta ya Kuunganishwa Kwa Pamoja

Kwa mfumo mkubwa zaidi wa PV ambao unatoa nguvu kwenye baksu kuu ya kugeuza au nukta ya kuunganishwa pamoja na malipo mengine, kifaa kingine cha kulinda dhidi ya mchanga kwenye kiwango cha baksu cha kugeuza hutoa ulinzi wa mfumo wote. Kifaa hiki hushughulikia mchanga unaopita kutoka upande wa mtandao wa umma na kuzuia kwenda kwenye inverter na pia malipo mengine yanayotegemea kisadikizo yaliyowekwa kwenye baksu huo ya kugeuza.

Ukoamali kati ya kifaa cha kulinda dhidi ya mchanga katika pato la AC ya inverter na kile kilichopo kwenye borti kuu ya mgawanyiko unafuata mantiki ya ufuatiliaji sawa na upande wa DC. Kifaa cha borti ya mgawanyiko, ambacho mara nyingi ni aina ya 1 au kifaa cha kuchanganya aina ya 1 na aina ya 2, hushughulikia mchanga wa juu wa nishati kwanza, wakati kifaa cha inverter kinachukua nishati iliyobaki. Mbinu hii ya nguzo zinazofuata moja nyingine inahakikisha kwamba hakuna kifaa moja pekee kinachopaswa kwa wingi wa juu na kwamba ulinzi huendelea kuwa bora katika vikwazo vya mchanga vingi na vya umbizo mbalimbali.

Wakati wa kuchagua kifaa cha kulinda dhidi ya mchanga kwa borti kuu ya umeme, ni muhimu kuthibitisha kwamba kiwango cha kulinda voltaji cha kifaa kinatambanishwa na uwezo wa kubaki wa mchanga wa inverter na vifaa vyengine vilivyowekwa kwenye mtandao. Kiwango cha kulinda cha kifaa cha kulinda dhidi ya mchanga lazima iwe chini ya uwezo wa kubaki wa vifaa ili kuhakikisha kwamba kifaa hicho kinafunga mchanga kabla ya kusababisha udhuru. Uthibitisho huo wa kutambanisha ni hatua ya lazima katika kila ubunifu wa kiprofesha wa kulinda dhidi ya mchanga kwa mfumo wa PV.

Mazoezi Bora ya Kufunga Kwenye Ardhi, Uwakilishi, na Uwekaji

Jukumu la Mfumo wa Kufunga Kwenye Ardhi wenye Uzito Mdogo

Kifaa cha kulinda dhidi ya mchanga hawezi kufanya kazi yake kwa ufanisi ikiwa hauna njia ya kupungua uwakilishi hadi ardhi ambayo inaweza kuleta sasa ya mchanga. Kwa hivyo, mfumo wa kuburudisha wa mfumo wa PV ni muhimu kama vile kifaa cha kulinda dhidi ya mchanga wenyewe. Uhusiano wa kuburudisha wenye uwakilishi wa juu au uliofungwa vibaya utasababisha kifaa cha kulinda dhidi ya mchanga kuunda voltaji kuu kati ya mifupa yake wakati wa kufanya kazi, kuchukua ufanisi wake na kuzidhi kuvuta voltaji vya kuharibu kwenda kwenye vifaa vilivyotolewa kwa ulinzi.

Kwa mafunzo ya PV, mfumo wa kujisajili kwenye ardhi unapaswa kujumuisha elektroda ya kujisajili kwenye ardhi ya kusudiwa katika eneo la safu, iliyopangwa pamoja na mfumo wa kufunga muundo na terminali ya kujisajili kwenye ardhi ya kifaa cha kulinda dhidi ya mtiruko wa upasuaji wa DC. Kifaa cha kulinda dhidi ya mtiruko wa upasuaji wa AC unapaswa kujisajiliwa pamoja na mtandao mkuu wa kujisajili kwenye ardhi wa jengo au uwanja. Mikwasi yote ya kujisajili kwenye ardhi inapaswa kutumia mikwasi yenye ukubwa unaofaa, kawaida mm² 6 au zaidi kwa mikwasi ya kujisajili kwenye ardhi ya kifaa cha kulinda dhidi ya mtiruko wa upasuaji, ili kushughulikia sasa ya mtiruko bila kupungua kwa kiasi kikubwa cha voltage.

Ukubaliano wa sawa wa voltage kati ya kujisajili kwenye ardhi ya DC, kujisajili kwenye ardhi ya AC, na kujisajili kwenye ardhi ya muundo wa mfumo wa kufunga PV ni muhimu sana kudhibitisha ongezeko la voltage ya kujisajili kwenye ardhi wakati wa mtiruko. Unapokuwa sehemu mbalimbali za mfumo zinazoambatana na voltage mbalimbali za kujisajili kwenye ardhi wakati wa mtiruko, tofauti ya voltage kati yao inaweza kuharibu vifaa hata kama kila kifaa cha kulinda dhidi ya mtiruko wa upasuaji kinavyofanya kazi vizuri. Mfumo wa kujisajili kwenye ardhi uliopangwa pamoja na upungufu wa kuzungumzia ndani ni ambao unalinda dhidi ya hatari hii.

Ufuatiliaji na Uwekaji wa Vifaa Vilivyowekwa

Kifaa cha kulinda dhidi ya mchanga ni kifaa cha kulinda kinachotumika. Kila mara inapovuna tukio la mchanga, kinafuta sehemu ya uwezo wake wa kulinda. Baada ya tukio kubwa la mvua ya wingu au mfululizo wa mchanga mdogo zaidi, kifaa hiki kinaweza kufikia mwisho wa uhai wake wa matumizi na kuhitaji kubadilishwa. Sehemu kubwa ya vifaa vya kulinda dhidi ya mchanga vya kisasa bidhaa vinajumuisha kipengele cha kuonyesha hali kwa macho, kwa kawaida ni dirisha linalobadilisha rangi au bendera inayopanda chini, ili kuonesha wakati kifaa kimeharibika na kinahitaji kubadilishwa.

Kujumuisha kuchekwa kwa hali ya kifaa cha kulinda dhidi ya mchomozo katika mpangilio wa kawaida wa usafi wa mfumo wa PV ni jambo la urahisi lakini mara nyingi linachaguliwa kushindwa. Uchunguzi wa macho kila mwaka mara tatu wa vifaa vyote vilivyowekwa, pamoja na uchunguzi baada ya mvua ya kuvutia kila wakati pale ambapo kuna shauku ya kuvutia kubwa katika eneo hilo, husaidia kuhakikisha kwamba ulinzi bado unafanya kazi. Baadhi ya michoro ya kisasa ya vifaa vya kulinda dhidi ya mchomozo vinajumuisha mikononi ya kufuatilia mbali ambayo inaweza kuunganishwa na mfumo wa SCADA au jukwaa la kufuatilia, ikitumikia kutuma alama moja kwa moja wakati ghafla inahitaji kubadilishwa.

Kubadilisha kifaa cha kulinda dhidi ya mchomozo kilichoharibika kinapaswa kufanywa haraka. Kufanya mfumo wa PV kufanya kazi na kifaa cha kulinda dhidi ya mchomozo kilichoharibika upande wa AC au DC kinawachalia inverteri na vifaa vingine vyote kwa hitaji la kwanza ya mchomozo ujao. Kwa kuwa gharama ya kifaa cha kulinda dhidi ya mchomozo ni ya chini kwa kulinganisha na gharama ya kubadilisha inverteri au kusimamisha mfumo, usafi wa wakati ni uamuzi wa kiuchumi unaofanywa kwa urahisi.

Kuchagua Kifaa cha Ulinzi dhidi ya Mafuriko kwa Matumizi ya PV

Viparameta vya Umeme vya Muhimu vya Kuthibitisha

Kuchagua kifaa cha sahihi cha ulinzi dhidi ya mafuriko kwa matumizi ya PV inahitaji kuthibitisha viparameta vya umeme vya muhimu kadhaa. Utaratibu wa juu wa utendaji wa mara moja wa kifaa lazima uwe mkubwa zaidi ya utaratibu wa juu wa kuvuka mita yake katika hali za kawaida za utendaji, ikiwemo uboreshaji wa utaratibu wa mtandao. Kwa vifaa vya upande wa DC, hii inamaanisha kujumuisha utaratibu wa juu wa uvunjaji wa wazi wa safu ya PV katika joto la chini zaidi la mazingira iliyotarajwa, kwa sababu utaratibu wa moduli ya PV huongezeka kama joto linapungua.

Uwiano wa sasa ya kutoa kwa kawaida na uwiano wa juu ya sasa ya mchakato hukidhi kiasi gani cha nishati ya mchakato ambayo kifaa cha kulinda dhidi ya mchakato kinaweza kushughulikia. Uwiano huu unapaswa kufanana na uainishaji wa eneo la kulinda dhidi ya mvua ya moto, ambalo unategemea msongamano wa mvua ya moto kwenye ardhi katika eneo hilo na tabia za kimwili za jengo. Kifaa cha kulinda dhidi ya mchakato chenye uwiano wa sasa ya mchakato wa 40 kA unatoa mpango wa usalama wa juu kuliko kifaa cha 20 kA na ni bora kwa mahali yoyote yanayotazamwa moja kwa moja au kwa vifaa vya thamani kubwa.

Kiwango cha ulinzi wa voltage ya kifaa cha ulinzi dhidi ya mafuriko, kilichotolewa kwa kilovoltti, kinawakilisha voltage juu ya kipengele cha kuzingatia ambacho kitatokea kwenye miundo ya kifaa wakati wa mtihani wa mafuriko unaofuata kanuni. Thamani hii lazima iwe chini ya voltage ya kushindana na mafuriko ya kifaa kinacholindwa. Kwa inverter za PV, voltage ya kushindana na mafuriko ya kuingiza DC huandikwa mara nyingi katika karatasi ya maelezo ya bidhaa, na kifaa cha ulinzi dhidi ya mafuriko lazima kuchaguliwa ili kiwe na ujenzi wa ulinzi unaopatikana chini ya thamani hii kwa ujumla.

Viashiria vya Utekelezaji na Mahitaji ya Usimamizi

Kwa matumizi ya PV, kifaa cha kulinda dhidi ya mafuriko kinapaswa kufuata IEC 61643-11 kwa vifaa vya upande wa AC na IEC 61643-31 kwa vifaa vya upande wa DC. Viwadi hivi vinaamua njia za kujaribu, mahitaji ya utendaji, na mahitaji ya alama kwa vifaa vya kulinda dhidi ya mafuriko vinavyotumika katika mfumo wa umeme wa voltage ya chini na instalasi za PV kwa mtiririko. Ufuatiliaji wa viwadi hivi hukuhakikisha kwamba kifaa kimejaribiwa na kuthibishwa kwa kutumia wakati wa mafuriko ya kipekee kwa namna ilivyowekwa.

Pamoja na ufuatiliaji wa IEC, mengi ya masoko na vipengele vya mradi vina hitaji alama ya CE na ushuhudi wa TUV kwa bidhaa za vifaa vya kulinda dhidi ya mafuriko vinavyotumika katika mfumo wa PV. Ushuhudi huu unatoa uhakikisho zaidi wa ubora wa bidhaa na uweke wa uzito wa uzalishaji. Unapochagua kifaa cha kulinda dhidi ya mafuriko kwa mradi wa PV wa biashara au wa kiasi kikubwa cha umma, kuhakikisha kwamba bidhaa ina ushuhudi unaofaa kwa soko linalolengwa ni hatua muhimu katika mchakato wa kununua.

Washirika wengine wa mtandao na watoa usafishaji wa bima wana mahitaji maalum kwa usanidi wa kifaa cha kulinda dhidi ya mchakato wa juu katika mfumo wa PV uliounganishwa na mtandao. Kuchunguza mahitaji haya mapema katika mchakati wa ubunifu unahakikisha kwamba kifaa kilichochaguliwa cha kulinda dhidi ya mchakato wa juu kina kufanana na viwango vyote vya kisheria na namna ya usanidi inafanana na kanuni za umeme za eneo hilo. Usanidi usiofanana na kanuni unaweza kusababisha matatizo katika uthibitisho wa uunganisho na mtandao au katika ombi la bima baada ya tukio la kuvuruga kwa sababu ya mchakato wa juu.

Maswali Yanayoulizwa Mara kwa Mara

Je, ninahitaji kifaa cha kulinda dhidi ya mchakato wa juu kwenye pande zote za AC na DC za mfumo wangu wa PV?

Ndio. Mawimbi yanaweza kuingia katika mfumo wa PV kutoka upande wowote — kutoka upande wa safu wakati wa mafuriko au kutoka upande wa mtandao wakati wa mabadiliko ya umeme. Kusakinisha kifaa cha kulinda dhidi ya mawimbi kwa upande mmoja tu huachia inverter na vifaa vyengine vya kushirikiana na mawimbi kutoka kwa upande usio-lindwa. Strategia kamili ya kulinda inahitaji kifaa cha kulinda dhidi ya mawimbi katika kipengele cha DC cha kujumuisha au kuingizo cha DC cha inverter na kifaa kingine katika kutoa cha AC cha inverter au kipengele kikuu cha umeme.

Ni kiwango cha volti gani kinachofaa kuchaguliwa kwa kifaa cha kulinda dhidi ya mawimbi kwenye upande wa DC?

Kifaa cha kulinda dhidi ya mchanga kwa wingi ni lazima kina voltage ya uendelezi wa juu ya kawaida ambayo inapaswa kuzidisha voltage ya juu ya mzunguko wa wazi wa mfumo wa PV katika hali za joto la chini zaidi yanayotarajwa. Kwa mfumo inayotarajiwa kufanya kazi kwa 1000 V DC, inahitajika kifaa cha kulinda dhidi ya mchanga kwa wingi kinachopatikana kwa 1000 V DC au zaidi. Kwa mfumo ya 1500 V DC, kifaa kinachopatikana kwa 1500 V DC lazima kutiliwe. Daima ongeza kipimo cha usalama juu ya voltage iliyohesabika ya juu ya mfumo wakati wa kuchagua uwezo wa kifaa.

Ninapaswa kuchunguza au kubadilisha kifaa cha kulinda dhidi ya mchanga kwa wingi katika mpangilio wa PV mara ngapi?

Inspeksheni ya kuvuwa kwa macho ya vitu vyote vya kilimia cha kuzuia mchanga vilivyopakwa kwa kawaida inafanywa kila mwezi wa tatu na baada ya shughuli yoyote ya uvumbuzi wa mchanga kubwa katika eneo hilo. Vifaa vingi vina onyesho la hali ambalo linabadilika umbo wake wakati kifaa kimeharibika. Kila kifaa cha kilimia cha kuzuia mchanga kinachoonyesha ishara ya hitilafu kinafaa kubadilishwa haraka. Hata bila kuonekana kuharibika, vifaa katika maeneo yenye shughuli ya uvumbuzi wa mchanga kubwa yanaweza faida kutokana na kubadilishwa kila miaka mitano hadi saba kama hatua ya kuzuia.

Je, naweza kutumia kifaa cha kuzuia mchanga cha AC cha kawaida kwenye upande wa DC wa mfumo wa PV?

Hapana. Vyombo vya kawaida vya kulinda dhidi ya mchanga wa AC haivyo na ufanisi katika matumizi ya DC. Mzunguko wa DC hana kuvuka kwa kifupi cha sasa, ambayo inamaanisha kwamba mara tu vifaa vya kulinda dhidi ya mchanga vianza kufanya kazi, lazima vishindishe kwa aktibiti mfuatano wa sasa ili kuepuka kuwepo kwa mchanga ulioendelea. Vyombo vya kulinda dhidi ya mchanga vya DC vimeundwa kwa maombi ya kusimamia mchanga na vipengele vya kipimo vinavyofaa kwa tabia za kutumika kwa DC ya voltage na sasa. Kutumia kifaa cha AC kwenye mzunguko wa DC huunda hatari kubwa ya moto na usalama.