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简体中文 ¿El interruptor de aislamiento del inversor fotovoltaico realmente puede prevenir eficazmente los incendios?
Desde principios de este año, los fabricantes de inversores han lanzado sucesivamente inversores con interruptores de protección de corriente continua. Expertos de la industria han debatido sobre la capacidad de protección y la conformidad con los estándares de los interruptores en el lado de CC, sin llegar a un consenso, y varios medios de comunicación también han informado al respecto.
El foco de la discusión se centra principalmente en si, en un diseño de sistema donde "el número de cadenas conectadas a un solo MPPT supera las 2 cadenas", se puede garantizar la seguridad sin agregar dispositivos de protección como fusibles o interruptores automáticos, solo mediante interruptores de desconexión.
Hoy en día, este tipo de producto ya se ha aplicado en centrales eléctricas reales en el mercado. ¿Cómo es su capacidad de protección real? El autor realizó pruebas de conexión inversa e inversión inversa en el sitio para verificar el rendimiento de seguridad del sistema. Hoy en día, este tipo de producto ya se ha aplicado en centrales eléctricas reales en el mercado. ¿Cómo es su capacidad de protección real? El autor realizó pruebas de conexión inversa e inversión inversa en el sitio para verificar el rendimiento de seguridad del sistema.
1. Prueba de verificación de conexión inversa de cadena 1. Prueba de verificación de conexión inversa de cadena
Los inversores a menudo presentan conexiones inversas, incorrectas o cortocircuitos durante la instalación, operación y mantenimiento en el campo, lo que puede generar riesgos de seguridad, por lo que la capacidad de protección del sistema del equipo es crucial.
El equipo seleccionado conecta 5 módulos fotovoltaicos en serie por cada ruta MPPT, con una corriente de serie en el sitio de casi 20A. Se realizó una prueba de conexión inversa en una ruta de serie del equipo seleccionado, donde, tras la conexión inversa, esta serie formó un circuito con otras 4 rutas de serie, y la corriente de las otras 4 rutas fluyó hacia esta serie, generando una corriente inversa de 70A.
Diagrama del circuito de prueba de conexión inversa de cadena
Tras la primera activación de la prueba, el interruptor de desconexión realizó una acción de protección, pero se desconectó después de 240 ms, lo que presenta una discrepancia con la capacidad de apagado de 15 ms promocionada por el fabricante.
Tras la segunda activación de prueba, el interruptor de aislamiento no se desconectó, la protección falló y la corriente inversa persistió, lo que provocó un aumento drástico de la temperatura de los componentes en la cadena correspondiente. Uno de los componentes explotó inmediatamente debido a que la temperatura de su diodo superó los 150°C, representando un riesgo de incendio por este tipo de fallos.
2. Verificación de prueba de inversión de cadena de grupos 2. Verificación de prueba de inversión de cadena de grupos
Actualmente, la mayoría de las centrales eléctricas se encuentran en entornos complejos, donde el gran área cubierta por los módulos fotovoltaicos frecuentemente genera factores como iluminación desigual, sombras, envejecimiento de componentes, etc. La inconsistencia en la recepción de luz o generación de energía entre los módulos puede provocar diferencias de voltaje en las cadenas, lo que fácilmente conduce a la inversión de corriente. Sin una protección efectiva, esto representa un riesgo para la seguridad del sistema.
Por lo tanto, se seleccionó una de las cadenas del inversor para realizar la prueba de retroalimentación, manteniendo una diferencia de voltaje entre una cadena de módulos y las otras cuatro cadenas en el mismo MPPT. Esta diferencia de voltaje provocó que las otras cuatro cadenas tuvieran corriente retroalimentada hacia la cadena defectuosa, alcanzando una corriente de retroalimentación de 30A. Bajo estas condiciones, se realizaron tres rondas de pruebas.
Diagrama de circuito de prueba de inversión de cadena
En las 2 pruebas anteriores, el interruptor de desconexión activó la protección, pero se desconectó después de 250 ms, lo que presenta una gran diferencia con la capacidad de apagado de 15 ms anunciada por el fabricante.
Tras el tercer fallo de prueba, el interruptor de desconexión no se activó, lo que provocó la ineficacia de la protección. La temperatura de los componentes correspondientes y de la línea aumentó drásticamente, con un componente que subió 49°C en un minuto (alcanzando los 76.8°C). Si no se desconecta a tiempo, seguirá calentándose y podría provocar que el componente se incendie y se queme.
Los experimentos anteriores demuestran que cuando un circuito MPPT se conecta a más de dos módulos en serie, el interruptor de aislamiento no puede proteger eficazmente, lo que puede provocar daños en los módulos, incendios e incluso mayores riesgos.
En resumen, el interruptor de desconexión puede actuar como protección redundante para mejorar la seguridad del sistema, pero no puede sustituir a los fusibles y disyuntores especificados en los estándares como dispositivos de protección esenciales. En sistemas con más de 2 grupos de conexión conectados a una sola MPPT, es obligatorio proporcionar dispositivos de protección contra sobrecorriente, como fusibles o disyuntores, que cumplan con los requisitos estándar. La seguridad no debe ser ignorada.
