بسیاری از افرادی که یک سیستم{0}خودمصرف خورشیدی میسازند، همین سوال را میپرسند: اگر برق را به شبکه نمیفروشید، چرا یک دستگاه محافظ برق معکوس جداگانه نصب کنید؟ به عنوان یک شرکت متمرکز بر نظارت بر کیفیت برق، میخواهیم این موضوع را از سه زاویه-ایمنی شبکه، حفاظت از تجهیزات و انطباق- تجزیه کنیم تا منطق کاملاً واضح باشد.
قانون اصلی یک سیستم خود مصرفی ساده است: در نقطه اتصال، برق هرگز نباید به سمت عقب به شبکه جریان یابد. حفاظت از برق معکوس این قانون را با کنترل سطح سخت افزار- اجرا می کند. سنسورهای فعلی قدرت دروازه را در زمان واقعی نظارت می کنند و به محض اینکه روندی به سمت جریان معکوس را تشخیص می دهند، کنترل کننده یا خروجی اینورتر را کاهش می دهد یا اتصال را در عرض ده ها میلی ثانیه قطع می کند. سیستم مجبور است فقط از شبکه بکشد و هرگز به آن صادر نکند. افزودن این محافظت هزینه اضافی نیست{6}}این ارزانترین راه برای جلوگیری از خطراتی است که در غیر این صورت تقریباً به وقوع میپیوندند.
ایمنی هم برای افراد و هم برای شبکه اساسی ترین دلیل است. هنگامی که خط برق برای تعمیر و نگهداری یا به دلیل یک خطا از بین می رود، یک سیستم PV بدون حفاظت برق معکوس قابل اعتماد می تواند به تولید و تغذیه خط بدون انرژی ادامه دهد و یک جزیره ناخواسته ایجاد کند. این ولتاژ خطرناکی را در هادی ها ایجاد می کند که خدمه خط انتظار دارند که-خطایی بالقوه مرگبار باشد. و هنگامی که برق شبکه بازیابی می شود، عدم تطابق فاز ولتاژ بین سیستم جزیره ای و شبکه می تواند جریان هجومی عظیمی ایجاد کند که می تواند به ترانسفورماتورهای توزیع، اینورترها و سایر تجهیزات در همان مدار آسیب برساند. استانداردهای اتصال مانند IEEE 1547 و IEC 62116 ضد جزیره ای و حفاظت برق معکوس را اجباری می دانند. بدون آن، یک سیستم{10}خودمصرف به سادگی راه اندازی نمی شود.
برق معکوس همچنین مستقیماً به بارهای خود آسیب می رساند و کیفیت برق را کاهش می دهد. هنگامی که نیروی خورشیدی به شبکه فشار می آورد، امپدانس خط باعث افزایش ولتاژ در نقطه اتصال می شود. اضافه ولتاژ پایدار پیری را در درایورهای LED، سیمپیچهای موتور و منبع تغذیه حالت سوئیچ تسریع میکند-در ابتدا هیچ چیز اشتباهی به نظر نمیرسد، اما طول عمر به طور قابل توجهی کاهش مییابد. حتی یک افزایش متوسط ولتاژ نیز اغلب اینورتر را مجبور میکند تا به دفعات مکرر اضافه ولتاژ و قطع ارتباط کند، بنابراین خروجی تولید به جای افزایش، کاهش مییابد. یک رله برق معکوس، توان دروازه را در صفر یا یک ولتاژ مثبت کوچک میبندد و ولتاژ غیرعادی را در منبع آن سرکوب میکند.
سپس تأثیری بر کیفیت کلی برق و سازگاری با شبکه وجود دارد. جریان معکوس کنترل نشده باعث ایجاد نوسانات ولتاژ، سوسو زدن و بدتر شدن آلودگی هارمونیک می شود. هنگامی که چندین سیستم خود مصرفی{2}}ترانسفورماتور توزیع یکسانی را به اشتراک میگذارند، انباشته شدن توان معکوس متناوب میتواند به راحتی اعوجاج ولتاژ هارمونیک کل را به بیش از 8% برساند، بسیار فراتر از حد 5% توصیهشده توسط IEEE 519. هارمونیکهای مرتبه بالا همچنین باعث جریانهای خنثی بیش از حد، گرمایش غیرعادی ترانسفورماتور در گرمایش ترانسفورماتور و افزایش شتابدهنده میشوند. ما اندازهگیریهای میدانی{8}}در کنار-را با تحلیلگرهای کیفیت توان قابل حمل در همان نقطه اتصال انجام دادهایم: با درگیر شدن حفاظت برق معکوس، سوسو زدن و سطوح هارمونیک به یک مرتبه کاهش مییابد. فقط کنترل دقیق برق معکوس، همراه با یک اینورتر{11}سریع، میتواند کیفیت برق را در اتصال شبکه در محدوده مجاز قفل کند. برای سایتهایی که تجهیزات حساس زیادی دارند، ما فراتر رفته و یک مانیتور کیفیت برق آنلاین را توصیه میکنیم که به طور مداوم جریان برق دروازه را ثبت کند. اگر تغذیه معکوس تشخیص داده شود، محافظت فوری را ایجاد می کند و حلقه کنترل را در زمان واقعی بسته می کند.
اندازه گیری و ریسک نظارتی را نیز نمی توان نادیده گرفت. اکثر شرکتها تغذیه معکوس غیرمجاز را به شدت ممنوع میکنند. یک متر الکترومکانیکی قدیمی به سمت عقب می چرخد. یک کنتور هوشمند، صورتحسابهای انرژی معکوس- اشتباه ایجاد میکند. به جای دریافت اعتبار، کاربر می تواند در نهایت با جریمه یا حتی قطع سرویس مواجه شود. با وجود حفاظت معکوس برق، اندازهگیری دروازه تمیز و یک طرفه باقی میماند-هر جریان انرژی قابل ردیابی است و این اختلافات به سادگی ایجاد نمیشوند.
یک چیز دیگر باید روشن شود: ویژگی ضد{0}}جزیره ای که در یک اینورتر تعبیه شده است فقط به قطع کامل شبکه پاسخ می دهد. نمی تواند توان معکوس لحظه ای ناشی از تغییرات بار ناگهانی را در حالی که شبکه همچنان فعال است کنترل کند. دستیابی به صفر واقعی به یک حسگر قدرت با دقت بالا- و یک کنترلر سریع بستگی دارد. تحلیلگرهای کیفیت توان ما با رابطهای کنترل توان معکوس با استفاده از منطق جهت سطح توان میلیثانیه{5} ادغام میشوند و به طور فعال شکل موج و مدت رویدادهای توان معکوس را ثبت میکنند. این به نصاب ها داده های سختی می دهد تا ثابت کنند سیستم به طور کامل استانداردهای اتصال را برآورده می کند.
به طور خلاصه، حفاظت معکوس برق در یک سیستم{0}خود مصرفی خورشیدی اختیاری نیست-این یک الزام نجات جانی است که توسط شبکه اعمال میشود و یک دفاع طیف کامل-برای ایمنی پرسنل، طول عمر تجهیزات، کیفیت برق و رعایت صورتحساب است. تنها زمانی که این محافظ به طور محکم ساخته شده باشد، یک سیستم PV می تواند ایمن، کارآمد و بدون نگاه کردن به عقب کار کند.
