1. まず、太陽光発電システムがなぜ故障するのかを理解する
太陽光発電モジュールを屋外に長期間さらすことによる複数のリスク:{0}}
ホットスポット効果: セルが閉塞、損傷、または老朽化すると、そのセルは電気を生成できなくなり、抵抗体となり、他のセルによって生成された電気を消費します。この地域の温度は突然摂氏数百度まで上昇し、背面パネルが焦げたり、コンポーネントが発火したりする可能性があります。
ワイヤ内部短絡: ケーブル絶縁の劣化、継ぎ目からの水の浸入、コネクタの仮想接続などが短絡を引き起こす可能性があり、直ちに通常の動作電流の数十倍の故障電流が発生します。
逆電流：ストリングが故障により停止すると、他の正常なストリングの電流が故障ストリングを通って戻り、二次被害を引き起こします。
インバーターの IGBT などのパワー半導体デバイスは非常に高度です。 DC 側電流が制御不能になると、数ミリ秒以内に永久的な損傷を受ける可能性があり、インバーター全体が廃棄される可能性があります。
光起電力ヒューズの全体的な使命は、災害後の最初のミリ秒以内に回路を完全に遮断することです。
2. 太陽光発電コンポーネントの保護メカニズム
保護 1: ホットスポットを燃焼から隔離します。
特定のバッテリーにホットスポットが発生すると、ストリング回路に沿って故障電流が急速に増加します。電流が設定されたしきい値を超えると、ヒューズがすぐに溶け、障害のある回線全体がシステムから完全に切り離されます。他の通常のストリングは影響を受けず、発電を続けます。ヒューズがないと、熱源によって発生する継続的な高電流がケーブルに沿って流れ、欠陥のあるコンポーネントが焼けるだけでなく、隣接するコンポーネントにも影響を与える可能性があります。
保護 2: ケーブルの発火を防ぐために、短絡電流を遮断します。-
直列短絡が発生すると、短絡回路電流が通常の動作電流の 10 倍を超える可能性があります。{0}}ヒューズが時間内に切断されないと、ケーブルが過熱し、絶縁体が溶け、さらには周囲の物質に発火する可能性があります。ヒューズのミリ秒応答により、ケーブルの温度が危険な値に上昇する前に回路を遮断することで、火災の発生を防ぐことができます。
保護 3: 逆流を防止します。
ストリングがヒューズによってネットワークから切断されると、他の正常なストリングの電流は問題のブランチに逆流しなくなります。これはヒューズの「副作用」のように見えますが、実際には非常に重要な保護形式です。-これにより、障害が最小限に抑えられ、増殖または拡大しないことが保証されます。
3. インバータの保護機構
保護 1: インバータの「最後の防御線」として機能します。
インバータ自体にオーバーフロー保護機能はありますが、応答速度や遮断能力には限界があります。 DC 側で重大な短絡が発生すると、故障電流が急速に増加し、インバータの電子保護回路が作動する前に IGBT が焼損する可能性があります。純粋な物理的溶融メカニズムのインバーターは、電子信号に依存せず、速い応答速度と強力な破壊能力を備えており、インバーターの DC 入力端子にとってかけがえのないハードウェアレベルの保護です。-。
保護 2: 故障時の電力を制限し、損傷を軽減します。
故障が発生した場合でも、ヒューズの速断ヒューズにより故障電流の持続時間を大幅に短縮できます。電流の継続時間が短いほど、インバータに放出されるエネルギーが少なくなり、パワーデバイスへの影響が少なくなります。多くの場合、ヒューズが回路をミリ秒単位で切断するため、デバイス全体を交換するのではなく、ヒューズを交換するだけでインバータが「生き残って」動作を再開できるのです。
保護 3: 障害ブランチを正確に分離して、システム全体の動作を保証します。
複数のストリングが同じインバータに並列しているシステムでは、ヒューズなしで 1 つのストリングに障害が発生すると、インバータ全体の DC 入力が影響を受け、インバータの保護シャットダウンがトリガーされ、すべてのストリングが発電を停止する可能性があります。カスケードヒューズを使用すると、障害のある分岐のみが切断され、残りの正常な直列がインバータに電力を供給し続けるため、システムの発電損失が最小限に抑えられます。
4、ヒューズ保護動作の完全な論理チェーン
誤動作が発生した場合の保護プロセス全体は次のとおりです。
1つ目は、短絡、ホットスポット逆流、過負荷などによる電流異常です。
2番目のステップは電流を急速に増加させることであり、電流がヒューズの定格電流に達すると、溶融物の内部が加熱されて溶融し始めます。
3 番目のステップでは、メルトを完全に溶かし、ミリ秒から数十ミリ秒で回路を遮断します。
ステップ 4 では、故障電流をゼロにリセットし、すべてのコンポーネント、ケーブル、インバータを危険から遠ざけます。
ステップ 5 では、オペレーターと保守担当者がヒューズを見つけて交換し、システムの通常の動作を回復します。
このプロセスは外部電源を必要とせず、制御信号から独立し、ソフトウェア ロジックの影響を受けず、最も純粋で信頼性の高い保護方法です。
5. ヒューズを電子保護に完全に置き換えることができないのはなぜですか?
インバータにはすでに電子過電流保護機能が備わっているのではないかと疑問に思う人も多いかもしれません。なぜヒューズが必要なのでしょうか?
その理由は、電子的保護は、センサーの検出、制御チップの判断、および IGBT のシャットダウンに依存する一種の「ソフト保護」であるためです。このリンク上のリンクのいずれかに問題が発生すると、保護が失敗する可能性があります。ヒューズは、電流の大きさだけを認識する「ハード保護」であり、ヒューズが到着すると、溶断せず、中間リンクがなく、誤動作せず、誤判定せず、メンテナンスや校正を必要としません。
「ソフト/ハードの組み合わせ」は、PV DC 側の高電圧、高電流、高故障のエネルギー環境において最も安全なソリューションです。{0}{0}{1}{2}電子的保護は日常的な過負荷や軽微な異常の原因となり、ヒューズは最も極端な短絡や高電流の故障の原因となります。-この 2 つは補完的であり、不可欠なものです。
