Jakie są różnice między zabezpieczeniami AC i DC?
Dzisiaj chciałbym kontynuować tematykę zabezpieczeń, dlatego postanowiłem omówić pokrótce różnicę pomiędzy zabezpieczeniami po stronie prądu zmiennego (AC) a stałego (DC).
Różnice między zabezpieczeniami AC i DC w instalacjach fotowoltaicznych wynikają z charakterystyki tych dwóch rodzajów prądu oraz specyficznych zagrożeń, jakie mogą wystąpić po ich stronie.
Charakterystyka prądu AC i DC
- Prąd stały (DC): Występuje między panelami fotowoltaicznymi a falownikiem. Charakteryzuje się stałym kierunkiem przepływu ładunków elektrycznych. Ze względu na brak przejścia przez punkt zerowy, prąd DC jest bardziej podatny na powstawanie łuku elektrycznego, co wymaga specjalnych zabezpieczeń.
- Prąd przemienny (AC): Powstaje po przetworzeniu prądu DC w falowniku i przepływa do sieci elektrycznej.
Prąd AC zmienia kierunek przepływu z częstotliwością 50 Hz, co ułatwia gaszenie łuku elektrycznego podczas przerywania obwodu.
Różnice w zabezpieczeniach AC i DC
| Kryterium | Zabezpieczenia DC | Zabezpieczenia AC |
|---|---|---|
| Zastosowanie | Ochrona modułów PV i falownika przed przepięciami, zwarciami oraz prądem wstecznym | Ochrona falownika oraz wewnętrznej sieci budynku przed zwarciami i przepięciami |
| Typy zabezpieczeń | - Ograniczniki przepięć DC (SPD) | - Ograniczniki przepięć AC (SPD) |
| - Bezpieczniki topikowe gPV | - Wyłączniki nadprądowe lub bezpieczniki gG | |
| - Rozłączniki izolacyjne | ||
| Specyfika działania | Prąd stały wymaga urządzeń zdolnych do szybkiego gaszenia łuku elektrycznego | Prąd przemienny łatwiej przerywa obwód dzięki zmianie kierunku przepływu |
| Normy techniczne | Zabezpieczenia muszą być zgodne z normami dla PV, np. PN-EN 50539-11 | Zgodność z normami ogólnymi dla instalacji elektrycznych |
| Lokalizacja montażu | Po stronie paneli PV i na wejściu falownika | Po stronie wyjścia falownika oraz w rozdzielnicy głównej budynku |
| Ochrona przed przepięciami | SPD dedykowane dla wysokich napięć DC | SPD dostosowane do napięć sieciowych AC |
Podstawowe różnice techniczne
- Gaszenie łuku elektrycznego:
- W przypadku prądu stałego (DC), łuk elektryczny jest trudniejszy do ugaszenia, ponieważ nie ma naturalnego przejścia przez punkt zerowy. Wymaga to stosowania specjalnych rozłączników i bezpieczników gPV.
- Przy prądzie przemiennym (AC), zmiana kierunku przepływu ładunków co pół cyklu ułatwia gaszenie łuku.
- Ograniczniki przepięć:
- Po stronie DC stosuje się ograniczniki przepięć o wyższych parametrach napięciowych, dostosowane do charakterystyki modułów PV.
- Po stronie AC ograniczniki są dostosowane do parametrów sieci energetycznej (230/400 V).
- Zabezpieczenia przeciążeniowe i zwarciowe:
- Po stronie DC stosuje się bezpieczniki topikowe gPV, które chronią moduły przed prądem wstecznym.
- Po stronie AC używane są wyłączniki nadprądowe lub bezpieczniki gG, które chronią instalację przed przeciążeniem.
- Rozłączniki izolacyjne:
- W obwodach DC konieczne jest stosowanie rozłączników izolacyjnych, umożliwiających bezpieczne odłączenie paneli od falownika podczas serwisowania.
- W obwodach AC rozłączniki pełnią podobną funkcję, ale ich budowa jest prostsza.
Podsumowanie
Zabezpieczenia AC i DC różnią się konstrukcją oraz funkcją ze względu na specyfikę prądu stałego i przemiennego.
W instalacjach fotowoltaicznych oba rodzaje zabezpieczeń są niezbędne, aby zapewnić ochronę systemu przed awariami, a także bezpieczeństwo użytkowników. Kluczowe jest dobranie odpowiednich urządzeń zgodnie z normami technicznymi oraz specyfikacją instalacji fotowoltaicznej.
I w tym momencie przypominam raz jeszcze - to nie jest element instalacji na którym należy szukać oszczędności!
