Khi chọn hoặc cấu hình một hộp kết hợp năng lượng mặt trời, một câu hỏi thường được đề cập là: Có cần phải trang bị cho hộp biến tần một cầu chì, hay chỉ cần sử dụng một thang mạch mini (MCB) và một thiết bị bảo vệ quá điện áp (SPD)?
Vấn đề này liên quan đến sự an toàn của hệ thống, sự thuận tiện trong bảo trì, kiểm soát chi phí và độ tin cậy trong hoạt động lâu dài. Trong các ứng dụng thực tế, do yêu cầu của các thị trường quốc gia khác nhau, sự khác biệt trong thói quen lắp đặt và sự biến đổi trong kích thước hệ thống, sự lựa chọn cuối cùng thường thay đổi.
Tranh cãi cốt lõi: Cầu chì có phải là “cần thiết”?
Trong thiết kế điện PV, cả hai ngFuse và cầu chì mini đều có thể thực hiện các chức năng bảo vệ quá dòng, nhưng trọng tâm của chúng khác nhau:
Cầu chì: Thường được coi là “bảo vệ chính” hoặc “bảo vệ dự phòng” trong một hộp kết hợp PV. Đặc điểm của nó là không thể đặt lại (cần thay thế sau khi nổ), nhưng nó có khả năng cắt cao hơn khi đối mặt với dòng điện cao, chẳng hạn như ngắn mạch sau khi thiết bị SPD bị hỏng.
MCB: Thường được coi là phục vụ chức năng “bật/tắt” (thủ công) trong một hộp kết hợp PV. Đặc điểm của nó là có thể đặt lại (có thể phục hồi sau khi ngắt), nhưng khả năng cắt của nó tương đối thấp hơn, và nó thường được sử dụng cho các mạch nhánh có dòng điện định mức thấp hơn.
Tại sao lại tồn tại sơ đồ “MCB + SPD Chỉ”?
Với sự phát triển của công nghệ năng lượng mặt trời và sự gia tăng nhận thức về kiểm soát chi phí, một số nhà sản xuất hoặc thiết kế đã đề xuất một giải pháp đơn giản hóa.
- Chi phí: Trong các hộp kết hợp năng lượng mặt trời với nhiều nhóm chuỗi song song, cầu chì thường được cấu hình cho mỗi đường dây vào của chuỗi để giảm rủi ro dòng điện ngược, điều này sẽ tăng chi phí vật liệu và chi phí bảo trì sau này. Để giảm chi phí, một số nhà sản xuất có xu hướng sử dụng MCB.
- Công nghệ: Các cầu chì DC đã cải thiện đáng kể về hiệu suất. Khả năng ngắt điện, độ ổn định và tính nhất quán dưới điều kiện DC tốt hơn rất nhiều so với một thập kỷ trước, làm cho cầu chì vi mô trở thành một phương pháp bảo vệ khả thi trong các hệ thống thích hợp.
Có đủ an toàn mà không cần cầu chì, chỉ dựa vào MCB và SPD không?
Lợi ích của việc không sử dụng cầu chì là:
- Giảm chi phí mua cầu chì
- Cầu chì cung cấp sự bảo vệ có thể tái đặt lại, loại bỏ nhu cầu thay thế linh kiện
- Đơn giản hóa việc đấu dây, giảm số lượng điểm kết nối
- Thiết kế nhỏ gọn, tiết kiệm không gian lắp đặt
Tuy nhiên, vẫn tồn tại những hạn chế tương ứng, và cần phải đánh giá liệu một MCB có phù hợp với hệ thống điện của bạn hay không dựa trên tình hình thực tế, chủ yếu tập trung vào hai điểm sau:
- Khả năng Ngắt không đủ: Các MCB có dòng ngắt nhỏ hơn (thông thường không vượt quá 10kA) khi gặp phải các xung cao dòng, làm cho việc đáp ứng dòng ngắn mạch cao mà vị trí hộp kết hợp có thể gặp phải trở nên khó khăn.
- Điện Áp Truyền Qua Quá Mức: Khi một SPD bị ngắn mạch, một cầu chì DC đi qua dòng lớn có thể tạo ra điện áp truyền qua tương đối cao, điều này có thể ngăn cản thiết bị được bảo vệ hoạt động bình thường hoặc gây ra hư hại thứ cấp.
Nếu các vấn đề trên không nổi bật trong kịch bản sử dụng của bạn—ví dụ, nếu xác suất thất bại của hệ thống rất thấp, phản ứng và xử lý sau một sự cố có thể nhanh chóng, và không gian lắp đặt tương đối nhỏ gọn—thì MCB + SPD là một lựa chọn phù hợp.
Lợi Ích Của Việc Thêm Cầu Chì Là Gì?
Trong thiết kế của hộp kết hợp năng lượng mặt trời, việc sử dụng ngFuse để cung cấp bảo vệ độc lập cho từng chuỗi linh kiện mang lại nhiều mức độ độ tin cậy. Lợi ích chính nằm ở khả năng cô lập các lỗi cho các chuỗi cụ thể, một thiết kế trưởng thành có thể ngăn chặn các vấn đề ở một chuỗi ảnh hưởng đến các phần khác của mảng, từ đó duy trì sự liên tục trong việc phát điện tổng thể.
Hơn nữa, cầu chì cung cấp khả năng ngắt ngắn mạch và tốc độ cao hơn so với cầu chì, việc giới hạn dòng hiệu quả này giúp kiềm chế năng lượng cực đại của dòng lỗi, do đó bảo vệ thiết bị điện phía hạ lưu.
Cùng lúc đó, cầu chì thường có giá thấp hơn so với cầu dao, điều này cho phép chúng đạt được sự cân bằng tốt giữa độ tin cậy, khả năng bảo trì và hiệu quả kinh tế trong các hệ thống quang điện với một số lượng lớn các chuỗi.
Nếu trong các tình huống có số lượng lớn các chuỗi, xác suất hỏng hóc thiết bị tương đối cao, và bảo vệ nhóm chuỗi phải được thực hiện, việc bổ sung bảo vệ bằng cầu chì là cần thiết.
Kết luận
Sau khi so sánh toàn diện hai cấu hình bảo vệ, có thể kết luận: không có phương án “tốt nhất” nào áp dụng cho tất cả các tình huống. Việc chọn Fuse + MCB + SPD hoặc chỉ MCB + SPD phụ thuộc vào các yêu cầu kỹ thuật cụ thể của dự án lắp đặt, các ràng buộc ngân sách, khả năng bảo trì và mức độ chịu rủi ro.
Đối với hầu hết các lắp đặt nhà ở hiện đại và các lắp đặt thương mại nhỏ, cấu hình chỉ MCB + SPD đạt được sự cân bằng tốt giữa hiệu suất bảo vệ, tiện lợi vận hành và hiệu quả chi phí.
Đối với các lắp đặt quy mô lớn, các dự án có yêu cầu độ tin cậy cao, hoặc các lắp đặt ở vùng sâu vùng xa, lớp bảo vệ bổ sung được cung cấp bởi cầu chì chuỗi vẫn có giá trị, mặc dù làm tăng độ phức tạp của hệ thống và chi phí dài hạn.
Một hộp kết hợp PV xuất sắc không được xác định bởi bất kỳ thành phần đơn lẻ nào, mà là ở chỗ liệu toàn bộ sơ đồ bảo vệ của nó thực sự phù hợp với môi trường hoạt động thực tế của hệ thống hay không.
