Предохранители и держатели для солнечных систем

Зачем предохранители на стороне солнечных панелей

Солнечную панель невозможно отключить, пока светит солнце. Если в одной из параллельных цепочек возникает короткое замыкание, в неё стекает ток всех остальных цепочек, и кабель, рассчитанный на одну, перегревается. Плавкий предохранитель в каждой цепочке разрывает аварийный контур раньше, чем кабель или разъём успеют нагреться.

Для фотоэлектрики выпускают предохранители класса gPV: они рассчитаны на постоянный ток до 1 000–1 500 В и срабатывают при небольших перегрузках — ток короткого замыкания панели всего на 10–15 % выше рабочего, и обычный предохранитель на него не отреагирует. Предохранители также ставят между аккумуляторами для солнечных электростанций и инвертором, где возможны токи в сотни ампер.

Выбор номинала

Номинал предохранителя в цепочке панелей выбирают в диапазоне 1,25–1,56 от тока короткого замыкания модуля Isc (его указывают на шильдике). Меньше — предохранитель будет перегорать в яркий морозный день; больше — не защитит кабель. Значение округляют до стандартного вверх и сверяют с параметром Maximum Series Fuse Rating в паспорте модуля.

Напряжение предохранителя должно быть не ниже напряжения холостого хода цепочки с поправкой на мороз: для 18–20 панелей по 50 В это уже 1 000 В. При двух параллельных цепочках предохранители по стандарту не обязательны — ток одной не превысит допустимый для другой; начиная с трёх защита нужна в каждой.

Постоянный ток 1 000 В и переменный: в чём разница

В предохранителе на переменный ток дуга гаснет при переходе напряжения через ноль 100 раз в секунду. В цепи постоянного тока такого перехода нет, дуга горит дольше и требует другой конструкции: длинного плавкого элемента и наполнителя из кварцевого песка. Предохранитель AC на 500 В в цепи панелей на 800 В DC может не погасить дугу и выгореть вместе с держателем.

• На стороне панелей и аккумулятора применяют только предохранители с маркировкой DC и напряжением не ниже рабочего, для солнечных цепочек — класса gPV.
• На стороне переменного тока после инвертора используют обычные предохранители gG или модульные автоматы.
• Для аккумуляторной линии подходят предохранители на 50–250 А в держателях соответствующего размера.

Держатели на DIN-рейку

Цилиндрические предохранители 10×38 мм устанавливают в модульные держатели шириной 17,5 мм на DIN-рейку в распределительной коробке. При открывании крышки-рычага плавкая вставка выезжает из контактов, и цепь разрывается — предохранитель меняют, не касаясь токоведущих частей. Для цепочки панелей нужен разрыв и плюса, и минуса, поэтому берут двухполюсный держатель или два однополюсных; трёх- и четырёхполюсные удобны, когда в щите сходятся несколько цепочек.

На практике схемы комбинируют: предохранители защищают каждую цепочку, а автоматический выключатель постоянного тока на общем входе инвертора служит для отключения при обслуживании. Корпус держателя должен быть рассчитан на 1 000 В DC — бытовые держатели на 690 В AC не годятся.

Вопросы и ответы

Нужен ли предохранитель, если у инвертора две цепочки на разных MPPT-входах?

Нет: цепочки на отдельных входах не соединены параллельно, и обратный ток между ними невозможен. Полезен лишь автомат DC для отключения.

Можно ли ставить предохранитель только в плюсовой провод?

Нормы для фотоэлектрических установок требуют разрыва обоих полюсов, поскольку ни один из них не заземлён. Ставьте двухполюсный держатель.

Почему предохранитель срабатывает без видимой причины?

Чаще всего из-за заниженного номинала: в ясный морозный день ток панелей превышает паспортный Isc на 10–20 %. Проверьте расчёт и затяжку контактов держателя — ослабленный контакт греется и ускоряет срабатывание.