Am 11. Juni 2021 geriet im Suzhou Park die PV-Dachanlage von Bausch & Lomb Machinery (China) Co., Ltd. in Brand, und die Module brannten vier oder fünf Stunden lang weiter; am selben Tag ereignete sich auch in Amazon, USA, ein durch eine PV-Anlage auf dem Dach verursachter Brandunfall, der einen Schaden von etwa 500.000 USD verursachte. Das häufige Auftreten von Bränden in PV-Anlagen hat zu einer größeren Bedrohung für das Leben und das Eigentum der Besitzer geführt. In diesem Zusammenhang wird die Schnellabschaltung auf PV-Modulebene immer mehr verstanden und geschätzt ......
Was ist eine Schnellabschaltung auf PV-Modulebene?
Die Schnellabschaltung von PV-Anlagen ist, wie der Name schon sagt, die schnelle Trennung der einzelnen PV-Module voneinander, ein Konzept, das durch den National Electrical Code (NEC) eingeführt wurde. Im Jahr 2014 wurde die Norm NEC 2014 690.12 "Module Level Self-Disconnection Solutions" veröffentlicht, die eine schnelle Abschaltung für PV-Anlagen vorschreibt. Die 2017er Version von NEC 690.12 hat strenge Anforderungen an die schnelle Abschaltung - mit einem Abstand von 305 mm zur PV-Matrix. Innerhalb von 30 Sekunden nach Aktivierung der Schnellabschalteinrichtung wird die Spannung außerhalb des Grenzwerts auf weniger als 30 V und die Spannung innerhalb des Grenzwerts auf weniger als 80 V reduziert, d. h. eine "Abschaltung auf Modulebene" ist erforderlich. In der neuesten Fassung der Norm für 2020 wurde der Begriff "Schnellabschaltung" weiter geändert und um "PV-Gefahrenabwehrsysteme" erweitert. Die neue Norm schreibt vor, dass PV-Anlagen mit einem "PV-Gefährdungskontrollsystem" ausgestattet sein müssen, damit sich die PV-Anlage im Falle einer kritischen Situation in einem kontrollierten Zustand befindet, d. h. das "PV-Gefährdungskontrollsystem" kann dazu verwendet werden, eine Abschaltung auf Modulebene zu erreichen, die innerhalb von 30 Sekunden nach Aktivierung der Schnellabschaltung Innerhalb von 30 Sekunden sinkt die Spannung innerhalb der Begrenzung auf weniger als 80 V.
Ab dem 1. August 2021 ist die Version 2020 des NEC in 13 US-Bundesstaaten in Kraft, die Version 2017 in 24 Bundesstaaten, die Version 2014 in 7 Bundesstaaten und die Version 2008 in 2 Bundesstaaten.
Warum ist eine schnelle Abschaltung auf PV-Modulebene so wichtig?
Die Gründe für Brände in PV-Anlagen sind vielfältig: Die Geräte mit hohem Brandrisiko sind Wechselrichter, Umrichter, Kabel und Module, und solange es sich um ein elektrisches System handelt, besteht aufgrund des Stroms ein Brandrisiko. Darüber hinaus sind mit dem Fortschritt der PV-Technologie die Leistung und die Stromspannung von PV-Produkten gestiegen. PV-Anlagen wurden von der ursprünglichen 600-V-Auslegung auf 1000 V und in letzter Zeit schrittweise auf 1500 V aufgerüstet, wobei höhere Spannungen eher zu Bränden führen können. Brände in PV-Anlagen stellen eine große Herausforderung für die Feuerwehr dar. Ein Brand in der Anlage kann immer noch hohe Spannungen von Hunderten oder gar Tausenden von Volt erzeugen, die das Leben von Feuerwehrleuten gefährden können, wenn sie voreilig Hilfe leisten. Mit der Schnellabschaltfunktion auf Komponentenebene können die Feuerwehrleute die Komponenten schnell voneinander trennen und eine Rettung des Kraftwerks durchführen.
Verfügen alle Wechselrichter über eine Schnellabschaltfunktion auf Komponentenebene?
Es gibt drei Haupttypen von Wechselrichtern: Zentralwechselrichter, String-Wechselrichter und Mikro-Wechselrichter. Von diesen drei Wechselrichtertypen verfügt nur der Mikro-Wechselrichter über diese Funktion, die beiden anderen Typen verfügen nicht über eine Schnellabschaltfunktion auf Komponentenebene. Das Mikro-Wechselrichtersystem ist mit einer vollständig parallelen Schaltung konzipiert, die den Gleichstrom der einzelnen Module in Wechselstrom umwandelt und dann an das Netz anschließt. Da nur etwa 60 V Gleichspannung anliegen, hat es den Vorteil, dass es von Natur aus frei von Hochspannung ist, was die Gefahr von Bränden durch Hochspannungs-Gleichstrom-Lichtbögen vollständig ausschließt und auch das Problem löst, dass die Rettung eines Hauses behindert wird, wenn es aufgrund der PV-Anlage brennt. Mikro-Wechselrichter machen jedoch nur einen kleinen Teil des Marktes für PV-Wechselrichter aus. Die meisten Systeme verwenden nach wie vor herkömmliche Zentral- oder String-Wechselrichter, die dann mit speziellen Geräten ausgestattet werden müssen, um die Schnellabschaltfunktion auf Modulebene zu erreichen. Die Verwendung von Schnellabschalteinrichtungen auf Modulebene ist derzeit die einfachste und bewährteste Möglichkeit, diese Anforderung zu erfüllen.
Was ist eine Abschalteinrichtung auf Komponentenebene?
Eine Abschaltvorrichtung auf Komponentenebene ist eine Vorrichtung, die eine schnelle Abschaltung auf Komponentenebene ermöglicht. In kritischen Situationen kann das Gerät verwendet werden, um die Verbindung zwischen den einzelnen PV-Modulen schnell abzuschalten, entweder aus der Ferne oder manuell, wodurch das Vorhandensein einer hohen Gleichspannung in der PV-Anlage beseitigt, das Risiko eines elektrischen Schlags verringert und das Risiko einer Rettung angesprochen wird. Das ReneSola Abschaltgerät auf Modulebene bietet viele Vorteile wie Sicherheit und Zuverlässigkeit, Flexibilität bei der Installation, hohe Effizienz und geringes Rauschen. Zweikanal-Gleichstromeingang, wodurch die Installationskosten erheblich gesenkt werden; entspricht den Anforderungen der US NEC 2017&2020 (690.12), in Übereinstimmung mit den US SunSpec-Zertifizierungsanforderungen; geringe Größe und geringes Gewicht, kann direkt auf die Modulblende geklebt oder auf die Modulrückwand geklebt werden; Verwendung des von ReneSola selbst entwickelten ASIC-Chips, leistungsfähiger, integrierter, weniger Komponenten; geringerer Stromverbrauch Verlust, niedrigere Mindestbetriebsspannung (8V), längere Laufzeit des Moduls; das Rauschen des RSD-Produkts ist viel geringer als das Lichtbogenrauschen und löst nicht versehentlich eine Lichtbogenerkennung (AFCI) aus.
Zusammenfassung
Die flächendeckende Installation von Schnellabschaltungen auf Modulebene ist immer noch schwierig, aber es muss gesagt werden, dass Schnellabschaltungen auf Modulebene ein sehr wichtiges Merkmal für die Sicherheit von PV-Anlagen sind. Es wird davon ausgegangen, dass mit der kontinuierlichen Weiterentwicklung der Technologie, der verbreiteten Umsetzung von Sicherheitsvorschriften und der allmählichen Stärkung des Sicherheitsbewusstseins diese Technologie zunehmend zum Schutz von mehr Kraftwerken eingesetzt wird.