પસંદગી સર્જ પ્રોટેક્શન ડિવાઇસીસ પીવી સિસ્ટમ્સ માટે પસંદગી - એસપીડી ઇન્સ્ટોલેશન

૧. એસપીડી ઇન્સ્ટોલેશનને અસર કરતા પરિબળો

રૂફટોપ ફોટોવોલ્ટેઇક (PV) સિસ્ટમમાં ઓવરવોલ્ટેજ મુખ્યત્વે સીધા વીજળીના હડતાલ (LPS વાળા ઇમારત અથવા PV સાધનો પર અથવા તેની નજીક), વીજળી સંબંધિત ઇલેક્ટ્રિક ફિલ્ડ ફેરફારોથી પ્રેરિત વોલ્ટેજ અથવા AC/DC પાવર ડિસ્ટ્રિબ્યુશન નેટવર્કમાં સ્વિચિંગ કામગીરીને કારણે થાય છે. સર્જ પ્રોટેક્શનની જરૂરિયાતનું મૂલ્યાંકન કરવા અને યોગ્ય રક્ષણાત્મક વ્યૂહરચના નક્કી કરવા માટે, સાધનોના રેટેડ ઇમ્પલ્સ ટકી રહેલ વોલ્ટેજ (Uw) નો સંદર્ભ તરીકે ઉપયોગ કરવો જોઈએ. જ્યાં સુધી જોખમ મૂલ્યાંકન દ્વારા અન્યથા ઉલ્લેખિત ન હોય, PV સિસ્ટમની DC અને AC બંને બાજુઓ પર SPD ઇન્સ્ટોલ કરવા જોઈએ.

પીવી સિસ્ટમમાં રહેલા ઉપકરણો કે જેને સુરક્ષાની જરૂર પડી શકે છે તેમાં શામેલ છે:

ઇન્વર્ટર, જેમાં લો-વોલ્ટેજ એસી સિસ્ટમ અને ડીસી સિસ્ટમ બંનેના ઇન્ટરફેસ, પીવી એરે, આંતરિક પીવી સિસ્ટમ વાયરિંગ, ઇન્વર્ટર અને પીવી એરે વચ્ચે સ્થાપિત ઘટકો, જેમ કે કોમ્બિનર બોક્સ; પીવી સિસ્ટમના નિરીક્ષણ અને નિયંત્રણ માટે વપરાતા સાધનોનો સમાવેશ થાય છે.

IEC 61643-12 અને GB/T 21714 ના સંબંધિત વિભાગો અનુસાર, PV સિસ્ટમ્સ માટે SPDs ની પસંદગી અને ઇન્સ્ટોલેશન બહુવિધ પરિબળો પર આધાર રાખે છે. આમાં ગ્રાઉન્ડ ફ્લેશ ડેન્સિટી (NG) [1/km²·વર્ષ] અથવા દર વર્ષે વાવાઝોડાના દિવસોની સરેરાશ સંખ્યા (T), લો-વોલ્ટેજ પાવર સપ્લાય સિસ્ટમની લાક્ષણિકતાઓ (દા.ત., ઓવરહેડ લાઇન અથવા ભૂગર્ભ કેબલ) અને સુરક્ષિત કરવામાં આવતા સાધનોની પ્રકૃતિ, PV સિસ્ટમને સીધા વીજળીના હડતાળથી બચાવવા માટે બાહ્ય લાઈટનિંગ પ્રોટેક્શન સિસ્ટમ (LPS) ઇન્સ્ટોલ કરેલી છે કે કેમ તેનો સમાવેશ થાય છે.

જો બાહ્ય LPS હાજર હોય, તો SPD જરૂરિયાતો LPS ના રક્ષણ સ્તર (વર્ગ) અને LPS અને PV સિસ્ટમ વચ્ચે જરૂરી વિભાજન અંતર (S) જાળવવામાં આવે છે કે કેમ (આઇસોલેટેડ વિ. નોન-આઇસોલેટેડ LPS) દ્વારા પ્રભાવિત થાય છે.

2. પીવી સિસ્ટમ્સ માટે લાઈટનિંગ પ્રોટેક્શન પર વિવિધ બાહ્ય LPS રૂપરેખાંકનોનો પ્રભાવ

રૂફટોપ પીવી સિસ્ટમ્સ માટે એસપીડી ઇન્સ્ટોલેશન સામાન્ય રીતે બાહ્ય એલપીએસની હાજરી અને પ્રકાર પર આધારિત ત્રણ શ્રેણીઓમાં આવે છે:

(1) બાહ્ય LPS વગરની PV સિસ્ટમ્સ

આકૃતિમાં બતાવ્યા પ્રમાણે (અહીં સમાવિષ્ટ નથી), જો ઇમારત બાહ્ય વીજળી સુરક્ષા સિસ્ટમથી સજ્જ ન હોય, તો વીજળી જોખમ મૂલ્યાંકનના પરિણામના આધારે SPDs ઇન્સ્ટોલ કરવા જોઈએ. મહત્વપૂર્ણ PV ઘટકોને સુરક્ષિત રાખવા માટે AC અને DC બંને બાજુએ સર્જ પ્રોટેક્શન ડિવાઇસ ઇન્સ્ટોલ કરવાની ભલામણ કરવામાં આવે છે.

DC બાજુ માટે, PV કમ્બાઈનર બોક્સ અથવા PV એરે (જો કોઈ કમ્બાઈનર બોક્સનો ઉપયોગ ન કરવામાં આવે તો) પાસે એક પ્રકાર 2 DC SPD (DC1 તરીકે નિયુક્ત) ઇન્સ્ટોલ કરવું જોઈએ. આ SPD PV કેબલ્સ દ્વારા પ્રસારિત થતા બાહ્ય ઉછાળાથી ઇમારતનું રક્ષણ કરે છે અને સામાન્ય રીતે PV કેબલ્સ બિલ્ડિંગમાં પ્રવેશ્યા પછી તરત જ ઇન્સ્ટોલ કરવામાં આવે છે. ઇન્વર્ટરના DC ઇનપુટ પાસે બીજો પ્રકાર 2 DC SPD (DC2 તરીકે નિયુક્ત) ઇન્સ્ટોલ કરવો જોઈએ. જો DC1 અને ઇન્વર્ટર વચ્ચેની કેબલ લંબાઈ 10 મીટરથી ઓછી હોય, તો DC1 ને છોડી શકાય છે.

AC બાજુ માટે, AC મેઈન ઇનપુટ પર ટાઇપ 2 AC SPD (AC1 તરીકે નિયુક્ત) ની ભલામણ કરવામાં આવે છે, જે સામાન્ય રીતે મુખ્ય વિતરણ પેનલ પર સ્થિત હોય છે. આ ઉપકરણ યુટિલિટી ગ્રીડમાંથી આવતા ઉછાળા સામે રક્ષણ આપે છે. બાહ્ય વીજળી સુરક્ષા વિના સિસ્ટમમાં AC1 ની જરૂર છે કે કેમ તે વીજળીના જોખમ મૂલ્યાંકનના પરિણામો પર આધાર રાખે છે. મોંઘા ઇન્વર્ટરને સુરક્ષિત રાખવા માટે, ટાઇપ 2 AC SPD (AC2 તરીકે નિયુક્ત) સામાન્ય રીતે ઇન્વર્ટરના AC આઉટપુટની નજીક સ્થાપિત કરવામાં આવે છે. જો AC1 અને AC2 વચ્ચેની કેબલ લંબાઈ 10 મીટરથી ઓછી હોય, તો AC2 ને છોડી શકાય છે. વિગતવાર માર્ગદર્શન માટે કૃપા કરીને રૂપરેખાંકન કોષ્ટકનો સંદર્ભ લો.

(2) બાહ્ય LPS સાથે પીવી સિસ્ટમ્સ જે જરૂરી વિભાજન અંતરને પૂર્ણ કરે છે (આઇસોલેટેડ LPS)

આકૃતિમાં બતાવ્યા પ્રમાણે, જ્યારે કોઈ ઇમારતમાં બાહ્ય વીજળી સુરક્ષા સિસ્ટમ (જેમ કે એર-ટર્મિનેશન સળિયા અથવા ટેપ) હોય અને છતનો પીવી એરે આ સિસ્ટમ દ્વારા યોગ્ય અલગતા અંતર જાળવી રાખીને સુરક્ષિત હોય, ત્યારે પીવી સિસ્ટમને એક અલગ LPS થી સજ્જ માનવામાં આવે છે. આ કિસ્સામાં પણ, SPDs ઇન્સ્ટોલ કરવું હજુ પણ જરૂરી છે.

આઇસોલેટેડ LPS ધરાવતી સિસ્ટમો માટે, SPD સેટઅપ કોઈપણ બાહ્ય વીજળી સુરક્ષા વિનાની સિસ્ટમો જેવું જ છે. કમ્બાઈનર બોક્સની નજીક અથવા જો કોઈ કમ્બાઈનર બોક્સનો ઉપયોગ ન થાય તો PV એરેની નજીક ટાઇપ 2 DC SPD ઇન્સ્ટોલ કરવું જોઈએ. ઇન્વર્ટરની DC બાજુની નજીક બીજો ટાઇપ 2 DC SPD અને ઇન્વર્ટરની AC બાજુની નજીક ટાઇપ 2 AC SPD મૂકવો જોઈએ. જો કે, PV સિસ્ટમ બિલ્ડિંગની અંદર અને બહાર જોડાય છે, તેથી મુખ્ય AC વિતરણ બોર્ડ પર પણ ટાઇપ 1 AC SPD જરૂરી છે જ્યાં ઉપયોગિતા પાવર બિલ્ડિંગમાં પ્રવેશ કરે છે. વિગતવાર લેઆઉટ માર્ગદર્શન માટે રૂપરેખાંકન કોષ્ટકનો સંદર્ભ લો.

(૩) બાહ્ય LPS ધરાવતી PV સિસ્ટમો જે જરૂરી વિભાજન અંતરને પૂર્ણ કરતી નથી (નોન-આઇસોલેટેડ LPS)

રૂફટોપ પીવી સિસ્ટમમાં જ્યાં પેનલ્સ બાહ્ય વીજળી સુરક્ષા સિસ્ટમ (LPS) ની ખૂબ નજીક હોય છે અને જરૂરી સલામતી અંતર પૂર્ણ કરી શકતા નથી, ત્યાં યોગ્ય વીજળીના ઇક્વિપોટેન્શિયલ બોન્ડિંગ સુનિશ્ચિત કરવા માટે પીવી સિસ્ટમના તમામ ધાતુના ભાગોને LPS સાથે જોડવાની જરૂર છે. છત વીજળી સુરક્ષા માટે આ સામાન્ય અભિગમ છે. આ સેટઅપમાં, બોન્ડિંગ સિસ્ટમમાં AC અને DC કેબલ બંનેને સમાંતર વાહક તરીકે ગણવામાં આવે છે, જેનો અર્થ એ છે કે તેઓ વીજળીના પ્રવાહથી સીધા પ્રભાવિત થઈ શકે છે. તેથી જ IEC સિસ્ટમના મુખ્ય બિંદુઓ પર ટાઇપ 1 સર્જ પ્રોટેક્ટિવ ડિવાઇસ (SPDs) - સામાન્ય રીતે ટાઇપ 2 SPDs સાથે - નો ઉપયોગ કરવાની ભલામણ કરે છે: જ્યાં PV કેબલ બિલ્ડિંગમાં પ્રવેશ કરે છે, અને ઇન્વર્ટર જેવા મહત્વપૂર્ણ ઉપકરણોની AC અને DC બંને બાજુઓ પર.

ડાયાગ્રામમાં બતાવ્યા પ્રમાણે, DC1 શક્ય તેટલું કમ્બાઈનર બોક્સની નજીક અથવા જો કમ્બાઈનર બોક્સ ન હોય તો PV એરેની નજીક ઇન્સ્ટોલ કરવું જોઈએ. DC2 અને AC2 ને ઇન્વર્ટરની નજીક મૂકવા જોઈએ જેથી તેને વધુ સારી સુરક્ષા મળે. મોટાભાગના કિસ્સાઓમાં, AC1 (મુખ્ય પેનલ પર) અને AC2 (ઇન્વર્ટરની નજીક) બંને જરૂરી છે. પરંતુ જો ઇન્વર્ટર મુખ્ય પેનલની અંદર ઇન્સ્ટોલ કરેલું હોય અને તેઓ સમાન જમીન શેર કરે, કેબલ લંબાઈ 0.5 મીટર કરતા ઓછી અથવા બરાબર હોય, તો AC2 જરૂરી ન પણ હોય. વિગતવાર ઇન્સ્ટોલેશન માર્ગદર્શન માટે તમે ટેબલ ચકાસી શકો છો.

1: DC1 ને નીચેની શરતો હેઠળ છોડી શકાય છે: જો DC1 અને ઇન્વર્ટર વચ્ચેની કેબલ લંબાઈ 10 મીટરથી ઓછી હોય, અને AC2 નું વોલ્ટેજ પ્રોટેક્શન લેવલ (Up) PV એરેના રેટેડ ઇમ્પલ્સ ટકી રહેલા વોલ્ટેજ (Uw) ના 0.8 ગણા કરતા ઓછું અથવા બરાબર હોય; અથવા જો AC2 નું અપ 0.5 ગણા Uw કરતા ઓછું અથવા બરાબર હોય અને PE (રક્ષણાત્મક પૃથ્વી) કંડક્ટરને DC કેબલ્સની નજીક રૂટ કરવામાં આવે.

2: AC2 ને નીચેની શરતો હેઠળ છોડી શકાય છે: જો AC1 અને AC2 વચ્ચેની કેબલ લંબાઈ 10 મીટરથી ઓછી હોય; અથવા જો ઇન્વર્ટર અને મુખ્ય વિતરણ બોર્ડ સમાન ગ્રાઉન્ડિંગ ઇલેક્ટ્રોડ શેર કરે છે, અને SPD કનેક્શન કેબલ્સ દરેક 0.5 મીટરથી વધુ લાંબા ન હોય - ઉદાહરણ તરીકે, જો ઇન્વર્ટર મુખ્ય પેનલની અંદર ઇન્સ્ટોલ કરેલું હોય.

૩: SPD ગ્રાઉન્ડિંગ કંડક્ટર માટે ન્યૂનતમ ક્રોસ-સેક્શનલ એરિયા: પ્રકાર 2 SPD માટે, કોપર ગ્રાઉન્ડિંગ કંડક્ટર 6 mm² કરતા ઓછું ન હોવું જોઈએ; પ્રકાર 1 SPD માટે, તે 16 mm² કરતા ઓછું ન હોવું જોઈએ.

રૂફટોપ પીવી સિસ્ટમમાં ડીસી-સાઇડ એસપીડીની પસંદગી મુખ્યત્વે ઇમારતને વીજળીથી કેવી રીતે સુરક્ષિત કરવામાં આવે છે અને સિસ્ટમ કેવી રીતે વાયર્ડ છે તેના પર આધાર રાખે છે. રૂપરેખાંકન કોષ્ટક અને IEC ધોરણો અનુસાર, ઇન્વર્ટરની ડીસી બાજુ પર હંમેશા સર્જ પ્રોટેક્ટર હોવું જોઈએ. પરંતુ કમ્બાઇનર બોક્સની નજીક - અથવા જો કોઈ કમ્બાઇનર બોક્સ ન હોય તો પીવી પેનલ્સની નજીક - વધારાના એસપીડી ફક્ત ત્યારે જ જરૂરી છે જો પેનલ અને ઇન્વર્ટર વચ્ચેનો કેબલ 10 મીટરથી વધુ લાંબો હોય.

તેમ છતાં, આ બધું આ રીતે કરવામાં આવતું નથી. કેટલાક દેશોમાં - ઉદાહરણ તરીકે, જર્મનીમાં - નિયમો મૂળભૂત રીતે વિપરીત છે. ત્યાં, DC સર્જ પ્રોટેક્શન હંમેશા PV પેનલ્સની બાજુમાં જ ઇન્સ્ટોલ કરવામાં આવે છે, અને જો કેબલ રન 10 મીટરથી વધુ હોય તો જ તમારે ઇન્વર્ટરની નજીક એક ઉમેરવાની જરૂર છે.