فوتوۋولت سىستېمىسىدىكى توك بېسىمىدىن ساقلىنىش ئۈسكۈنىلىرى، توك يولى ئۈزگۈچلىرى ۋە ساقلىغۇچلارنىڭ ھەمكارلىق خىزمىتى: فۇنكسىيە ئانالىزى ۋە زۆرۈرلۈك مۇھاكىمە

كىرىش سۆز

دۇنيا فوتوۋولت سانائىتىنىڭ تېز سۈرئەتتە تەرەققىي قىلىشىغا ئەگىشىپ، قۇياش ئېنېرگىيەسى ئىشلەپچىقىرىش سىستېمىسىنىڭ بىخەتەرلىكى ۋە مۇقىملىقى كەسىپلەرنىڭ دىققەت مەركىزىگە ئايلاندى. فوتوۋولت سىستېمىلىرى ئۇزۇن مۇددەت سىرتتا بولۇپ، چاقماق چېقىش، ئېلېكتر تورىنىڭ تەۋرىنىشى ۋە ئۈسكۈنىلەرنىڭ ئىشلىمەسلىكى قاتارلىق تەھدىتلەرگە ئاسان ئۇچرايدۇ، بۇ ئۈسكۈنىلەرنىڭ بۇزۇلۇشى ياكى ھەتتا ئوت ئاپىتىنى كەلتۈرۈپ چىقىرىشى مۇمكىن. توك بېسىمىدىن ساقلىنىش ئۈسكۈنىلىرى (SPD)، توك يولى ئۈزگۈچ ۋە ساقلاش ئۈسكۈنىلىرى سىستېمىنىڭ بىخەتەر ئىشلىشىنى كاپالەتلەندۈرۈش ئۈچۈن ئۆز ۋەزىپىسىنى ئادا قىلىدىغان ۋە ئۆزئارا ھەمكارلىشىدىغان ئاساسلىق قوغداش ئۈسكۈنىلىرى. بۇ ماقالىدە ئۇلارنىڭ فۇنكسىيەسى، ماسلىشىش مېخانىزمى ۋە كەسىپ ئىشلەتكۈچىلىرىگە پايدىلىنىش ماتېرىيالى بىلەن تەمىنلەش زۆرۈرلىكى چوڭقۇر تەھلىل قىلىنىدۇ.

I. فوتوۋولت سىستېمىسىغا دۇچ كېلىۋاتقان «كۆرۈنمەس قاتىل»

فوتوۋولت ئېلېكتر ئىستانسىلىرى ئوچۇق ھاۋادا ئىشلەيدىغان «پولات جەڭچىلەر»گە ئوخشايدۇ، ئۇلار ھەر خىل قاتتىق سىناقلارغا بەرداشلىق بېرىدۇ.

1.1 چاقماق چېقىش مەسىلىلىرى:

بولۇپمۇ، ئوتتۇرا شەرق ۋە شەرقىي جەنۇبىي ئاسىيادا، بىر قېتىملىق گۈلدۈرمامىلىق يامغۇر پەسلى قوغداش ئىقتىدارى كەمچىل سىستېمىلارنى پالەچ ھالغا كەلتۈرۈشى مۇمكىن.
1.2 ئېلېكتر تورىنىڭ تەۋرىنىشى:
مەن مەسئۇل بولغان چىلىدىكى بىر تۈردە، تور بېسىمى تۇيۇقسىز ئېشىپ كەتكەنلىكتىن، بىر قانچە ئۈسكۈنە كۆيۈپ كەتتى.

1.3 قىسقا تۇتىشىش خەۋپى:
ئۆتكەن يىلى گېرمانىيەدىكى بىر قۇرۇلۇش تۈرىدە سىملارنىڭ كونىراپ كېتىشى سەۋەبىدىن قىسقا توك يولى يۈز بېرىپ، ئوت ئاپىتىنى كەلتۈرۈپ چىقىرىدىغان ئەھۋال يۈز بەرگەن.

بۇ خەتەرلەر مۇبالىغە ئەمەس. خەلقئارا فوتوۋولت بىخەتەرلىك ئىتتىپاقىنىڭ سانلىق مەلۇماتلىرىغا قارىغاندا، فوتوۋولت سىستېمىسىنىڭ %60 تىن كۆپرەكى ئېلېكتر قوغداشنىڭ يېتەرلىك بولماسلىقىدىن كېلىپ چىققان.

II. توك بېسىمىدىن ساقلىنىش ئۈسكۈنىلىرىنىڭ (SPD) ئاساسلىق فۇنكسىيەلىرى

2.1 ئىشلەش پىرىنسىپى
SPD مېتال ئوكسىدلىق ۋارىستور (MOV) ياكى گاز چىقىرىش تۇرۇبىسى (GDT) ئارقىلىق ۋاقىتلىق ئېشىپ كېتىش توك بېسىمىنى يەرگە يۆتكەيدۇ، بۇ توك بېسىمىنى بىخەتەر دائىرىدە چەكلەيدۇ. فوتوۋولت سىستېمىلىرىدا، SPD ئادەتتە تۆۋەندىكى ئورۇنلارغا ئورنىتىلىدۇ:
DC تەرىپى (مودۇللار بىلەن ئۆزگەرتكۈچ ئارىلىقىدا): چاقماقنىڭ كەلتۈرۈپ چىقارغان توك بېسىمىنىڭ ئېشىشىدىن ساقلاش ئۈچۈن.
ئۆزگىرىشچان توك تەرىپى (ئىنۋېرتېر بىلەن تور ئارىلىقىدا): تور تەرىپىدىكى ئارتۇق توك بېسىمىنى باستۇرۇش ئۈچۈن.

2.2 ئاساسلىق پارامېتىرلار
ئەڭ يۇقىرى ئۈزلۈكسىز ئىشلەش توك بېسىمى (Uc): فوتوۋولت سىستېمىسىنىڭ توك بېسىمى سەۋىيەسىگە ماس كېلىشى كېرەك (مەسىلەن، 1000V DC ياكى 1500V DC).
رازراج قىلىش توكى (In/Iimp): چاقماق توكىنى رازراج قىلىش ئىقتىدارىنى ئەكس ئەتتۈرىدۇ، فوتوۋولت سىستېمىسى ئادەتتە 20kA ياكى ئۇنىڭدىن يۇقىرى توكنى تەلەپ قىلىدۇ.
توك بېسىمى قوغداش دەرىجىسى (ئۈستى): قالدۇق توك بېسىمى چوڭلۇقىنى بەلگىلەيدۇ ھەمدە قوغدىلىدىغان ئۈسكۈنىلەرنىڭ چىداملىق توك بېسىمىدىن تۆۋەن بولۇشى كېرەك.

2.3 زۆرۈرىيەت
ئىنۋېرتېر ۋە كومباين قۇتىسىغا ئوخشاش قىممەت باھالىق ئۈسكۈنىلەرنىڭ توك بېسىمىنىڭ ئېشىپ كېتىشىدىن بۇزۇلۇشىنىڭ ئالدىنى ئېلىڭ.
خەلقئارا ئۆلچەملەرگە (IEC 6164331، UL 1449 قاتارلىق) ۋە فوتوۋولت ئېلېكتر ئىستانسىلىرىنىڭ قوبۇل قىلىش تەلىپىگە ئەمەل قىلىڭ.

Ⅲ. توك يولى ئۈزگۈچ ۋە ساقلىغۇچلارنىڭ ئىقتىدارى ۋە تاللىشى

3.1 توك يولى ئۈزگۈچ
فۇنكسىيە:
•ئارتۇق يۈكتىن ساقلىنىش: توك بەلگىلەنگەن قىممەتتىن ئېشىپ كەتكەندە (مەسىلەن، ئۆلچەملىك توكنىڭ 1.3 ھەسسىسى)، ئىسسىقلىق ئۈزۈلۈش مېخانىزمى ئىشلەيدۇ.
•قىسقا توك يولىدىن قوغداش: ئېلېكترو ماگنىتلىق ئۈزۈلۈش مېخانىزمى قىسقا توك يولىنى (مەسىلەن، 10kA) مىللىسېكۇنت ئىچىدە ئۈزۈپ تاشلايدۇ.

• فوتوۋولتاىكنىڭ قوللىنىش خاراكتېرى:
مەخسۇس تۇراقلىق توك ئۈزگۈچ (مەسىلەن، تۇراقلىق توك 1000V/1500V) تاللىنىشى كېرەك.
ئۈزۈش سىغىمى سىستېمىنىڭ قىسقا تۇتىشىش توكىغا ماس كېلىشى كېرەك (ئادەتتە ≥ 15kA).

3.2 ساقلىغۇچ
فۇنكسىيە:
ساقلىغۇچ ئېلېمېنتىنى ئېرىتىش ئارقىلىق، ئۇ خاتالىق توك يولىنى تېزلا ئايرىپ، تىزىلغان ئۇلىنىش تارمىقىنى قوغدىيالايدۇ.

ئەۋزەللىكلىرى:
ئۈزۈلۈش سۈرئىتى تېز (مىكروسېكۇنت سەۋىيەسىدە) بولۇپ، يۇقىرى قىسقا تۇتىشىش توكى ئەھۋاللىرىغا ماس كېلىدۇ.
ئۇنىڭ چوڭلۇقى كىچىك بولۇپ، بوشلۇقى چەكلىك بولغان توك توشۇيدىغان قۇتىلارغا ماس كېلىدۇ.

3.3 SPD بىلەن ھەمكارلىشىش

SPD توك بېسىمىنى قوغداشقا مەسئۇل، توك ئۈزگۈچ/ساقلىغۇچىلار بولسا توكنى قوغداشقا مەسئۇل.
SPD توك بېسىمىنىڭ بۇزۇلۇشى سەۋەبىدىن ئىشلىمىگەندە، توك يولى ئۈزگۈچ ياكى ساقلىغۇچ قوغدىغۇچلار ئوت ئاپىتىنىڭ ئالدىنى ئېلىش ئۈچۈن خاتالىق توك يولىنى دەرھال ئۈزۈۋېتەلەيدۇ.

Ⅳ. كۆپ قاتلاملىق قوغداش سىستېمىسىنىڭ تەتقىقات مىسالى

مىسال قىلىپ 1MW فوتوۋولتائىك ئېلېكتر ئىستانسىسىنى ئالساق:
4.1 DC تەرەپتىكى قوغداش
زاپچاسلار يۈرۈشلۈك تارماقلىرى: ھەر بىر يۈرۈش ئۈچۈن ساقلىغۇچلارنى (مەسىلەن، 10A gPV تىپلىق) ئورنىتىڭ.
بىرىكتۈرگۈچ قۇتىنىڭ كىرىش ئېغىزى: II تىپلىق SPD (1.5kV دىن يۇقىرى) ۋە تۇراقلىق توك ئۈزگۈچ (63A) نى ئورنىتىڭ.

4.2 AC تەرەپتىكى قوغداش
ئىنۋېرتېرنىڭ چىقىش ئۇچى: 1+2 تىپلىق SPD (Iimp ≥ 12.5kA) ۋە قېلىپلانغان قاپلىق توك يولى ئۈزگۈچ (250A) نى تەڭشەڭ.

4.3 خاتالىق سىنارىيەسىنى سىمۇلياتسىيە قىلىش
چاقماق چېقىش يۈز بەرگەندە: SPD بېسىملىق توك قويۇپ بېرىدۇ ۋە 2kV دىن تۆۋەن توك بېسىمىنى قىسىدۇ؛ ئەگەر SPD قىسقا تۇتىشىش سەۋەبىدىن ئىشلىمىسە، توك يولى ئۈزۈلۈپ قالىدۇ.
لىنىيە قىسقا تۇتىشىش يۈز بەرگەندە: ئىسسىقلىق نۇقتىسى تەسىرىنىڭ تارقىلىشىنىڭ ئالدىنى ئېلىش ئۈچۈن، ساقلىغۇچ 5 مىللىسېنت ئىچىدە ئېرىپ كېتىدۇ.

Ⅴ. تاللاش ۋە ئورنىتىشتىكى ئېھتىياتچانلىق تەدبىرلىرى

5.1 SPD تاللاش
DC تەرىپى ئۈچۈن، ئادەتتىكى AC SPD نىڭ تەتۈر توك مەسىلىسىدىن ساقلىنىش ئۈچۈن، فوتوۋولتائىكقا خاس SPD (مەسىلەن، PVSPD) تاللىنىشى كېرەك.
تېمپېراتۇرا چېكىنى ئويلىشىش كېرەك (يۇقىرى تېمپېراتۇرىلىق مۇھىتتا Uc نىڭ چېكىنى قالدۇرۇشى كېرەك).

5.2 توك يولى ئۈزگۈچ/ساقلىغۇچىنى ماسلاشتۇرۇش
ئۈزۈش سىغىمى سىستېمىنىڭ ئەڭ چوڭ قىسقا تۇتىشىش توكىدىن يۇقىرى بولۇشى كېرەك (مەسىلەن، سىمنىڭ خاتالىق توكى 1.5kA غا يېتىشى مۇمكىن).
ساقلىغۇچنىڭ نامدىكى توك مىقدارى زاپچاسنىڭ قىسقا تۇتىشىش توك مىقدارىنىڭ (Isc) 1.56 ھەسسىسىدىن كۆپ بولۇشى كېرەك (NEC 690.8 گە ئاساسەن).

5.3 سىستېما بىرلەشتۈرۈش تەكلىپلىرى
قالدۇق توك بېسىمىنى ئازايتىش ئۈچۈن، SPD بىلەن توك يولى ئۈزگۈچ ئوتتۇرىسىدىكى سىمنىڭ ئۇزۇنلۇقى ≤ 0.5 مېتىر بولۇشى كېرەك.
SPD ھالىتى كۆرسەتكۈچلىرىنى دائىملىق تەكشۈرۈش، ھەمدە ئىشلىمىگەن مودۇللارنى ۋاقتىدا ئالماشتۇرۇش كېرەك.

Ⅵ. كەسىپ يۈزلىنىشلىرى ۋە ئۆلچەملىك يېڭىلىنىشلار
• يۇقىرى توك بېسىمىغا بولغان ئېھتىياج: 1500V فوتوۋولت سىستېمىسىنىڭ كەڭ كۆلەمدە قوللىنىلىشىغا ئەگىشىپ، SPD ۋە توك يولى ئۈزگۈچنىڭ چىداملىق توك بېسىمى سەۋىيەسىنى ماس قەدەمدە ئۆستۈرۈش كېرەك.

• ئەقلىي كۆزىتىش: تېمپېراتۇرا سېنزورى ۋە سىمسىز ئالاقە ئىقتىدارىنى بىرلەشتۈرگەن ئەقلىي SPDلار ئاستا-ئاستا ئىشلىتىلىپ، يىراقتىن خاتالىقنى ئالدىن ئاگاھلاندۇرۇشقا ئېرىشىۋاتىدۇ.

• ئۆلچەملىك كۈچەيتىش: IEC 625482023 نىڭ يېڭى نۇسخىسى فوتوۋولت سىستېمىلىرىنىڭ قوغداش ئۈسكۈنىلىرىگە تېخىمۇ قاتتىق ماسلىشىش تەلىپىنى قويدى.

خۇلاسە
فوتوۋولت سىستېمىسىدا، توك بېسىمىدىن ساقلىنىش ئۈسكۈنىلىرى، توك يولى ئۈزگۈچلىرى ۋە ساقلىغۇچلار تولۇق «توك بېسىمى-توك» ھەمكارلىق قوغداش سىستېمىسىنى تەشكىل قىلىدۇ. بۇ زاپچاسلارنى توغرا تاللاش ۋە سەپلەش ئۈسكۈنىلەرنىڭ ئىشلىتىش ئۆمرىنى ئۇزارتىپ، ئىشلىتىش ۋە ئاسراش تەننەرخىنى تۆۋەنلىتىپلا قالماي، يەنە ئېلېكتر ئىستانسىلىرىنىڭ بىخەتەر ئىشلىشىگە كاپالەتلىك قىلىشنىڭ مۇھىم شەرتى. تېخنىكىنىڭ تەرەققىي قىلىشىغا ئەگىشىپ، بۇ قوغداش ئۈسكۈنىلىرىنىڭ بىرلەشتۈرۈلۈشى ۋە ئەقىللىق بولۇشى كەلگۈسىدە فوتوۋولت سىستېمىسىنىڭ ئىشەنچلىكلىكىنى تېخىمۇ ئاشۇرىدۇ.