مکان شما:
  1. صفحه نخست
  2. محصولات
  3. حفاظت خورشیدی
  4. قیمت فیوز خورشیدی| ایستا توان صنعت

قیمت فیوز خورشیدی| ایستا توان صنعت

دسته بندی:
  • فیوز سیلندری، استوانه‌ای یا سیگاری (Cylindrical/Cartridge Fuse):ظاهر آن شبیه به یک استوانه است که بدنه آن از جنس سرامیک و دو سر آن کنتاکت فلزی قرار گرفته است. داخل این فیوز یک المان ذوب شونده (معمولاً یک تکه سیم) قرار دارد که دور آن را ماسه فرا گرفته است
  • فیوز کاردی (Blade Fuse):دارای دو نوع پرکاربرد gPV و gBAT در سیستم برق خورشیدی است. نوع gPV جهت حفاظت از سیم‌های نیروگاه خورشیدی در مسیر پنل خورشیدی و نوع gBAT وظیفه حفاظت از باتری و سیم‌ها در مسیر اینورتر را دارد.
  • کلید فیوز (Fuse Switch):شامل یک کلید با حفاظت داخلی است که در نیروگاه خورشیدی بین پنل خورشیدی و اینورتر قرار می‌گیرد و به کمک آن می‌توان سیستم را زیر بار قطع و وصل نمود.
  • فیوزهای DC در مقابل AC (DC vs. AC Fuses):در مدارهای AC، جریان به طور طبیعی در فواصل منظم از صفر عبور می‌کند که به خاموش کردن قوس الکتریکی کمک می‌کند، اما در مدارهای DC، جریان پیوسته، خاموش کردن قوس را چالش‌برانگیزتر می‌کند.
  • فیوزهای قابل تنظیم مجدد (Resettable Fuses/PTC):این فیوزها پس از یک رویداد اضافه جریان نیازی به تعویض ندارند و هنگامی که وضعیت اضافه جریان حل شد، به طور خودکار تنظیم مجدد می‌شوند.
فیوز خورشیدی چیست: نقش آن در سیستم‌های انرژی تجدیدپذیر انرژی خورشیدی به عنوان یک منبع پایدار و تجدیدپذیر برق، اهمیت فزاینده‌ای در جهان امروز پیدا کرده است. نیروگاه‌های برق خورشیدی، چه متصل به شبکه و چه جدا از شبکه، از پنل‌های خورشیدی برای تولید انرژی الکتریکی از نور خورشید استفاده می‌کنند. این انرژی الکتریکی سپس از طریق مداری شامل قطعاتی مانند اینورتر و شارژکنترلر به مصرف‌کننده‌های الکتریکی می‌رسد. در این سیستم‌های پیچیده، حفاظت از تجهیزات الکتریکی در برابر خطاها و آسیب‌های احتمالی از اهمیت بالایی برخوردار است. در اینجا، فیوز خورشیدی نقش حیاتی ایفا می‌کند و به عنوان یک وسیله ایمنی مهم عمل می‌کند که می‌تواند از بروز مشکلات الکتریکی جلوگیری کرده و ایمنی و کارایی سیستم‌های انرژی خورشیدی را افزایش دهد. ایستا توان صنعت، پیشرو در ارائه محصولات صنعتی ایمن جهت می باشد.

چرا فیوزها در سیستم‌های انرژی خورشیدی ضروری هستند؟

سیستم‌های الکتریکی خورشیدی در معرض خطرات متعددی قرار دارند که می‌تواند به تجهیزات آسیب رسانده و حتی باعث آتش‌سوزی یا برق‌گرفتگی شود. فیوزها در چنین شرایطی به عنوان یک “شبکه ایمنی” عمل می‌کنند. نقش اصلی فیوزها قطع جریان الکتریکی بیش از حد مجاز است. این قطع جریان، مدار را در شرایط غیرایده‌آل مانند اضافه بار، اتصال کوتاه و ولتاژ و جریان ناگهانی محافظت می‌کند به طور کلی، دلایل اصلی نیاز به فیوز در نیروگاه‌های خورشیدی عبارتند از:

•حفاظت از پنل‌های خورشیدی:

در صورت بروز اتصال کوتاه یا اضافه بار در پنل‌ها، فیوزها جریان را قطع می‌کنند تا از آسیب دیدن پنل‌ها، داغ شدن بیش از حد آنها و بروز آتش‌سوزی جلوگیری شود همچنین، فیوز استوانه‌ای نوع gPV برای جلوگیری از آسیب رسیدن به پنل خورشیدی در صورت جریان برگشتی از اینورتر یا اتصال کوتاه در یک استرینگ در نیروگاه‌های خورشیدی با چند استرینگ موازی استفاده می‌شود.

•حفاظت از کابل‌ها:

فیوزها با قطع جریان در صورت اتصال کوتاه یا اضافه بار در کابل‌های رابط بین پنل‌ها و سایر تجهیزات، از آسیب دیدن و ذوب شدن کابل‌ها و بروز آتش‌سوزی جلوگیری می‌کنند.

•حفاظت از اینورترها و شارژکنترلرها:

فیوزها از قطعات حساس مانند اینورترها، شارژکنترلرها و باتری‌ها در برابر جریان‌های بیش از حد محافظت می‌کنند. این کار به افزایش طول عمر سیستم کمک می‌کند.

•حفاظت از جان افراد:

در صورت بروز نقص الکتریکی، فیوزها جریان را قطع می‌کنند تا از برق‌گرفتگی افراد جلوگیری شود.

•کاهش زمان توقف:

با واکنش سریع به شرایط جریان بیش از حد، فیوزها زمان از کار افتادگی سیستم را به حداقل می‌رسانند و منبع انرژی ثابت و قابل اعتماد را تضمین می‌کنند. بر خلاف کلیدهای حفاظتی که قابلیت وصل مجدد دارند، فیوز پس از قطع مدار دیگر قابل استفاده نیست و باید تعویض شود.

ویژگی‌های کلیدی فیوزهای خورشیدی

فیوزها دارای تنوع بسیاری هستند و هر کدام برای حوزه خاصی مناسب می‌باشند. این تنوع بیشتر مربوط به شکل، جریان نامی، ولتاژ کاری، سرعت و قدرت قطع جریان است.

•جریان نامی فیوز (Rated Current):

هر فیوز دارای یک جریان نامی مشخص است که پس از عبور جریان از این مقدار و پس از زمانی مشخص، عنصر داخلی فیوز ذوب شده و مدار الکتریکی قطع می‌شود. جریان نامی فیوزها می‌تواند از چند میلی آمپر تا چند هزار آمپر باشد و انتخاب آن کاملاً بسته به حوزه مورد استفاده دارد. انتخاب صحیح جریان نامی حیاتی است؛ اگر بیش از حد بالا باشد، عملکرد فیوز به درستی صورت نمی‌گیرد و آسیب جدی به تجهیزات وارد می‌شود.

•حداکثر ولتاژ فیوز (Maximum Voltage):

هر فیوز بسته به شکل و جنس، دارای یک حداکثر ولتاژ مشخص است که ولتاژ قرار گرفته در دو سر فیوز باید کمتر از این مقدار باشد تا عملکرد آن به درستی صورت بگیرد. دست بالا در نظر گرفتن ولتاژ نامی مشکلی در عملکرد فیوز ایجاد نمی‌کند.

•سرعت قطع فیوز (Breaking Speed):

به مدت زمانی گفته می‌شود که پس از عبور جریانی بیش از جریان نامی فیوز، فیوز ذوب و جریان عبوری را قطع می‌کند. برخی فیوزها کند کار و برخی تند کار هستند. در سیستم‌هایی که ممکن است برای لحظاتی جریان سیستم بیش از جریان نامی شود، مانند بارهای موتوری، از فیوز کند کار استفاده می‌شود. سرعت قطع در فیوزهای باتری به شدت قابل اهمیت است. برای بهترین محافظت، توصیه می‌شود یک نوع فیوز سریع دمنده را انتخاب کرد.

•ظرفیت شکست یا قدرت قطع (Breaking Capacity/Interrupting Rating):

گاهی در سیستم‌های الکتریکی اتصال کوتاه رخ می‌دهد که در این صورت جریان لحظه‌ای به شدت افزایش می‌یابد. قدرت قطع فیوز به جریانی گفته می‌شود که فیوز می‌تواند برای لحظه‌ای تحمل و مدار را قطع نماید، بدون اینکه آتش‌سوزی اتفاق بیفتد یا به نگهدارنده آسیبی وارد شود. این جریان به طور معمول بر حسب کیلوآمپر (kA) بیان می‌شود. قدرت قطع فیوز باید بالاتر از حداکثر جریان اتصال کوتاه باتری باشد.

•شکل و سایز فیوز (Shape and Size):

فیوزها دارای تنوع بسیاری از لحاظ شکل و سایز هستند که کارایی فیوز را نیز مشخص می‌کند. برای مثال، برخی فیوزها به صورت استوانه‌ای، برخی کاردی و برخی فشنگی تولید می‌شوند.

انواع فیوزهای مورد استفاده در نیروگاه‌های خورشیدی

در نیروگاه‌های خورشیدی معمولاً از انواع مختلفی از فیوزها استفاده می‌شود که شامل موارد زیر است:

•فیوز سیلندری، استوانه‌ای یا سیگاری (Cylindrical/Cartridge Fuse):

همانطور که از نامش پیداست، ظاهر آن شبیه به یک استوانه است که بدنه آن از جنس سرامیک و دو سر آن کنتاکت فلزی قرار گرفته است. داخل این فیوز یک المان ذوب شونده (معمولاً یک تکه سیم) قرار دارد که دور آن را ماسه فرا گرفته است. در صورت عبور جریان از این فیوز، المان ذوب شونده قطع می‌شود. سرعت قطع این فیوزها با کلاس آن‌ها مشخص می‌شود. در برق خورشیدی، از دو کلاس gPV برای مسیر پنل‌های خورشیدی و کلاس gBAT به منظور حفاظت از مسیر باتری‌ها استفاده می‌شود. برای استفاده از این فیوزها، نیاز به پایه فیوز یا نگهدارنده مخصوص نیز هست که دارای سایزهای متنوعی است.

•فیوز کاردی (Blade Fuse):

این فیوز نیز همانند فیوز سیلندری، دارای دو نوع پرکاربرد gPV و gBAT در سیستم برق خورشیدی است. نوع gPV جهت حفاظت از سیم‌های نیروگاه خورشیدی در مسیر پنل خورشیدی و نوع gBAT وظیفه حفاظت از باتری و سیم‌ها در مسیر اینورتر تا باتری یا سانورتر تا باتری را دارد. فیوزهای کاردی دارای سایزها و تنوع‌های بیشتری نسبت به فیوزهای استوانه‌ای هستند و پایه‌های نگهدارنده متنوعی دارند. فیوز کاردی نوع gG و gS نیز در برخی مواقع در خروجی AC اینورتر به منظور حفاظت از کابل‌های شبکه مورد استفاده قرار می‌گیرد.

•کلید فیوز (Fuse Switch):

کلید فیوز خورشیدی شامل یک کلید با حفاظت داخلی است که در نیروگاه خورشیدی بین پنل خورشیدی و اینورتر قرار می‌گیرد و به کمک آن می‌توان سیستم را زیر بار قطع و وصل نمود. این تجهیز علاوه بر قابلیت قطع و وصل، در صورت اضافه جریان می‌تواند سیستم را قطع نماید.

•فیوزهای DC در مقابل AC (DC vs. AC Fuses):

فیوزهای DC به طور خاص برای استفاده در مدارهای جریان مستقیم، مانند تاسیسات PV خورشیدی، سیستم‌های ذخیره باتری و وسایل نقلیه الکتریکی، مهندسی شده‌اند. در حالی که هر دو نوع فیوز خورشیدی وظیفه اصلی محافظت از مدارها در برابر جریان اضافه را دارند، تفاوت‌های اساسی بین آن‌ها وجود دارد. در مدارهای AC، جریان به طور طبیعی در فواصل منظم از صفر عبور می‌کند که به خاموش کردن قوس الکتریکی کمک می‌کند، اما در مدارهای DC، جریان پیوسته، خاموش کردن قوس را چالش‌برانگیزتر می‌کند. این امر نیاز به تکنیک‌های تخصصی سرکوب قوس و مواد خاص در فیوزهای DC را ایجاد می‌کند. فیوزهای DC معمولاً دارای درجه‌بندی ولتاژ پایین‌تری نسبت به همتایان AC خود هستند.

•فیوزهای قابل تنظیم مجدد (Resettable Fuses/PTC):

این فیوزها پس از یک رویداد اضافه جریان نیازی به تعویض ندارند و هنگامی که وضعیت اضافه جریان حل شد، به طور خودکار تنظیم مجدد می‌شوند.

روش محاسبه و انتخاب فیوز در سیستم‌های خورشیدی

انتخاب اندازه فیوز مناسب برای اطمینان از ایمنی و کارایی یک مدار الکتریکی بسیار مهم است.

1. محاسبه فیوز پنل خورشیدی:

توصیه می‌شود بین پنل خورشیدی و اولین تجهیز سیستم برق خورشیدی (مانند اینورتر، شارژکنترلر یا سانورتر) از دو فیوز خورشیدی استفاده شود: یک فیوز برای حفاظت از پنل در مقابل جریان برگشتی و یک فیوز برای حفاظت از کابل‌ها در مقابل اتصال کوتاه. این فیوزها معمولاً از نوع استوانه‌ای روی ترمینال مثبت و منفی هر استرینگ از پنل خورشیدی قرار می‌گیرند.

•برای محاسبه جریان نامی فیوز استوانه‌ای:

باید مقادیر جریان اتصال کوتاه پنل در تست STC با علامت Isc، ولتاژ مدار باز پنل خورشیدی در تست STC با علامت Voc، و تعداد پنل در یک استرینگ را از کاتالوگ پنل خورشیدی استخراج کرد. جریان نامی فیوز استوانه‌ای باید حداقل 1.5 برابر حداکثر جریان استرینگ و در بیشترین حالت 2.4 برابر حداکثر جریان استرینگ باشد. به عنوان مثال، اگر حداکثر جریان هر استرینگ 9.5 آمپر باشد، جریان نامی فیوز باید در بازه 14.5 تا 22.8 آمپر در نظر گرفته شود.

•برای محاسبه ولتاژ نامی فیوز:

باید حداکثر ولتاژ کل استرینگ را در 1.2 ضرب نمود. برای مثال، اگر حداکثر ولتاژ استرینگ 540 ولت باشد، ولتاژ نامی فیوز باید 650 ولت به بالا در نظر گرفته شود و معمولاً از فیوز 1000 یا 1500 ولت استفاده می‌شود.
•نکات مهم:
جریان نامی فیوز نباید بالاتر از جریان نامی فیوز حفاظتی داخل خود پنل خورشیدی باشد. در محیط‌هایی با دمای بسیار بالا یا پایین، باید از ضریب تصحیح حرارتی استفاده کرد. اگر پنل‌های خورشیدی به صورت موازی وصل شده باشند، برای هر پنل به فیوز جداگانه نیاز است، زیرا هر پانل جریان پنل‌های دیگر را می‌کشد که می‌تواند باعث اتصال کوتاه شود. برای پنل‌های بیش از 50 وات با سیم 10-گیج، یک فیوز 30 آمپر برای هر پنل که به صورت موازی وصل می‌شود، توصیه می‌شود.

•فیوز کاردی برای کابل‌های اصلی:

در صورتی که چند استرینگ با یکدیگر ترکیب شده و جریان خط بالا رود، از یک فیوز کاردی نیز به منظور حفاظت از کابل در مقابل اتصال کوتاه استفاده می‌شود. جریان نامی فیوز کاردی نباید بالاتر از جریان مجاز قابل تحمل سیم و کابل باشد.

2. محاسبه فیوز بین باتری و تجهیزات خورشیدی:

برای حفاظت از باتری و کابل‌ها، از فیوز کاردی یا استوانه‌ای در مسیر باتری‌ها استفاده می‌شود. توصیه می‌شود در صورتی که باتری دارای چند شاخه موازی است، روی هر شاخه یک فیوز و همچنین یک فیوز اصلی در ورودی بانک باتری قرار داده شود.

•جریان نامی فیوز باتری:

برای محاسبه جریان نامی این فیوز، باید حداکثر جریان شارژ باتری یا حداکثر جریان دشارژ باتری در نظر گرفته شود و فیوز متناسب با آن و 50 درصد بالاتر در نظر گرفته شود.

•نوع و سرعت قطع:

نوع این فیوز باید gPV باشد، زیرا در این نوع، جریان اتصال کوتاه در کمتر از 5 ثانیه قطع می‌شود. استفاده از فیوز کاردی نوع gG می‌تواند به باتری‌ها آسیب بزند. سرعت قطع در فیوزهای باتری به شدت قابل اهمیت است.

•قدرت قطع:

قدرت قطع فیوز باید بالاتر از حداکثر جریان اتصال کوتاه باتری باشد.

3. فیوزهای AC در خروجی اینورترها و قسمت ورودی مصرف‌کننده:

این تجهیزات حفاظتی باید طبق مقدار جریان خروجی اینورتر آفگریدی محاسبه شوند. به عنوان مثال، اگر از یک اینورتر 2000 واتی استفاده می‌شود، بهتر است بدون در نظر گرفتن ضریب اتلاف، یک فیوز 10 آمپری قرار داده شود. این فیوز می‌تواند از نوع مینیاتوری و از تایپ تند کار (مثلاً سری B) باشد.

سایر تجهیزات و ملاحظات حفاظتی

•سوییچ دیسکانکتور (Switch Disconnector) یا بریکر (Breaker):

بعد از فیوز شدن استرینگ پنل‌ها، می‌توان از یک بریکر یا سوییچ دیسکانکتور متناسب با جریان خروجی پنل‌های خورشیدی استفاده کرد. این کلید در زمان‌های بازرسی و سرویس نگهداری پنل‌های خورشیدی می‌تواند نقش مهمی در قطع جریان و ولتاژ بین خروجی پنل‌ها و شارژ کنترلر یا سانورتر داشته باشد.

•حفاظت در برابر ولتاژ بیش از حد (Over Voltage Protection):

برای این حفاظت، نیاز به یک چاه ارت استاندارد با مقاومت کمتر از 2 اهم است. همچنین در مناطقی که رعد و برق نیز به خطرات محیطی اضافه می‌شود، بهتر است از تجهیزات صاعقه‌گیر (Surge Arrester) نیز استفاده شود.

•تهویه باتری‌ها:

در باتری‌های خودرویی یا باتری‌های آبی، تهویه مناسب دلیل اصلی برای عدم انفجار باتری قلمداد می‌شود.

اهمیت و رعایت استانداردها

فیوز خورشیدی PV مطابق با استانداردها و مقررات صنعتی طراحی و تولید می‌شوند. این انطباق تضمین می‌کند که فیوزها الزامات ایمنی و عملکرد را برآورده می‌کنند. کمیسیون بین‌المللی الکتروتکنیک (IEC) نیز الزامات و روش‌های تست فیوزهای مخصوص نیروگاه‌های خورشیدی را در استاندارد IEC 60269 به تفصیل ارائه داده است48. این استاندارد برای فیوزهای مورد استفاده در سامانه‌های PV با ولتاژ نامی DC تا 1500 ولت و جریان نامی تا 1250 آمپر قابل استفاده است و شامل فیوزهای مورد استفاده در هر دو نوع سامانه PV متصل به شبکه و مستقل از شبکه می‌شود. اطلاعات مربوط به اندازه و درجه‌بندی فیوزها را می‌توان در وب‌سایت سازنده پنل‌های خورشیدی یا در استانداردهای UL و IEC برای فیوزها یافت.

نتیجه‌گیری

فیوز خورشیدی به عنوان یک جزء حیاتی در سیستم‌های انرژی تجدیدپذیر، نقش محوری در تضمین ایمنی، کارایی و طول عمر این سیستم‌ها ایفا می‌کند. از حفاظت در برابر جریان بیش از حد و پیشگیری از آتش‌سوزی گرفته تا کاهش زمان از کار افتادگی و افزایش طول عمر سیستم، فیوزها مزایای بی‌شماری را ارائه می‌دهند. با انتخاب و نصب صحیح فیوزها بر اساس ویژگی‌های فنی و استانداردهای مربوطه، می‌توان از بروز مشکلات و خطرات احتمالی جلوگیری کرده و به پایداری محیطی و اقتصادی سیستم‌های خورشیدی کمک شایانی نمود. با پیشرفت فناوری، فیوزها نیز به تکامل خود ادامه می‌دهند تا با چالش‌های جدید سازگار شوند و جایگاه خود را به عنوان اجزای ضروری در حوزه حفاظت الکتریکی تقویت کنند.برای خرید و دریافت اطلاعات بیشتر با ایستا توان صنعت در ارتباط باشید.  

توضیحات

فیوز خورشیدی چیست: نقش آن در سیستم‌های انرژی تجدیدپذیر

انرژی خورشیدی به عنوان یک منبع پایدار و تجدیدپذیر برق، اهمیت فزاینده‌ای در جهان امروز پیدا کرده است. نیروگاه‌های برق خورشیدی، چه متصل به شبکه و چه جدا از شبکه، از پنل‌های خورشیدی برای تولید انرژی الکتریکی از نور خورشید استفاده می‌کنند. این انرژی الکتریکی سپس از طریق مداری شامل قطعاتی مانند اینورتر و شارژکنترلر به مصرف‌کننده‌های الکتریکی می‌رسد. در این سیستم‌های پیچیده، حفاظت از تجهیزات الکتریکی در برابر خطاها و آسیب‌های احتمالی از اهمیت بالایی برخوردار است. در اینجا، فیوز خورشیدی نقش حیاتی ایفا می‌کند و به عنوان یک وسیله ایمنی مهم عمل می‌کند که می‌تواند از بروز مشکلات الکتریکی جلوگیری کرده و ایمنی و کارایی سیستم‌های انرژی خورشیدی را افزایش دهد. ایستا توان صنعت، پیشرو در ارائه محصولات صنعتی ایمن جهت می باشد.

چرا فیوزها در سیستم‌های انرژی خورشیدی ضروری هستند؟

سیستم‌های الکتریکی خورشیدی در معرض خطرات متعددی قرار دارند که می‌تواند به تجهیزات آسیب رسانده و حتی باعث آتش‌سوزی یا برق‌گرفتگی شود. فیوزها در چنین شرایطی به عنوان یک “شبکه ایمنی” عمل می‌کنند. نقش اصلی فیوزها قطع جریان الکتریکی بیش از حد مجاز است. این قطع جریان، مدار را در شرایط غیرایده‌آل مانند اضافه بار، اتصال کوتاه و ولتاژ و جریان ناگهانی محافظت می‌کند
به طور کلی، دلایل اصلی نیاز به فیوز در نیروگاه‌های خورشیدی عبارتند از:

•حفاظت از پنل‌های خورشیدی:

در صورت بروز اتصال کوتاه یا اضافه بار در پنل‌ها، فیوزها جریان را قطع می‌کنند تا از آسیب دیدن پنل‌ها، داغ شدن بیش از حد آنها و بروز آتش‌سوزی جلوگیری شود همچنین، فیوز استوانه‌ای نوع gPV برای جلوگیری از آسیب رسیدن به پنل خورشیدی در صورت جریان برگشتی از اینورتر یا اتصال کوتاه در یک استرینگ در نیروگاه‌های خورشیدی با چند استرینگ موازی استفاده می‌شود.

•حفاظت از کابل‌ها:

فیوزها با قطع جریان در صورت اتصال کوتاه یا اضافه بار در کابل‌های رابط بین پنل‌ها و سایر تجهیزات، از آسیب دیدن و ذوب شدن کابل‌ها و بروز آتش‌سوزی جلوگیری می‌کنند.

•حفاظت از اینورترها و شارژکنترلرها:

فیوزها از قطعات حساس مانند اینورترها، شارژکنترلرها و باتری‌ها در برابر جریان‌های بیش از حد محافظت می‌کنند. این کار به افزایش طول عمر سیستم کمک می‌کند.

•حفاظت از جان افراد:

در صورت بروز نقص الکتریکی، فیوزها جریان را قطع می‌کنند تا از برق‌گرفتگی افراد جلوگیری شود.

•کاهش زمان توقف:

با واکنش سریع به شرایط جریان بیش از حد، فیوزها زمان از کار افتادگی سیستم را به حداقل می‌رسانند و منبع انرژی ثابت و قابل اعتماد را تضمین می‌کنند.
بر خلاف کلیدهای حفاظتی که قابلیت وصل مجدد دارند، فیوز پس از قطع مدار دیگر قابل استفاده نیست و باید تعویض شود.

ویژگی‌های کلیدی فیوزهای خورشیدی

فیوزها دارای تنوع بسیاری هستند و هر کدام برای حوزه خاصی مناسب می‌باشند. این تنوع بیشتر مربوط به شکل، جریان نامی، ولتاژ کاری، سرعت و قدرت قطع جریان است.

•جریان نامی فیوز (Rated Current):

هر فیوز دارای یک جریان نامی مشخص است که پس از عبور جریان از این مقدار و پس از زمانی مشخص، عنصر داخلی فیوز ذوب شده و مدار الکتریکی قطع می‌شود. جریان نامی فیوزها می‌تواند از چند میلی آمپر تا چند هزار آمپر باشد و انتخاب آن کاملاً بسته به حوزه مورد استفاده دارد. انتخاب صحیح جریان نامی حیاتی است؛ اگر بیش از حد بالا باشد، عملکرد فیوز به درستی صورت نمی‌گیرد و آسیب جدی به تجهیزات وارد می‌شود.

•حداکثر ولتاژ فیوز (Maximum Voltage):

هر فیوز بسته به شکل و جنس، دارای یک حداکثر ولتاژ مشخص است که ولتاژ قرار گرفته در دو سر فیوز باید کمتر از این مقدار باشد تا عملکرد آن به درستی صورت بگیرد. دست بالا در نظر گرفتن ولتاژ نامی مشکلی در عملکرد فیوز ایجاد نمی‌کند.

•سرعت قطع فیوز (Breaking Speed):

به مدت زمانی گفته می‌شود که پس از عبور جریانی بیش از جریان نامی فیوز، فیوز ذوب و جریان عبوری را قطع می‌کند. برخی فیوزها کند کار و برخی تند کار هستند. در سیستم‌هایی که ممکن است برای لحظاتی جریان سیستم بیش از جریان نامی شود، مانند بارهای موتوری، از فیوز کند کار استفاده می‌شود. سرعت قطع در فیوزهای باتری به شدت قابل اهمیت است. برای بهترین محافظت، توصیه می‌شود یک نوع فیوز سریع دمنده را انتخاب کرد.

•ظرفیت شکست یا قدرت قطع (Breaking Capacity/Interrupting Rating):

گاهی در سیستم‌های الکتریکی اتصال کوتاه رخ می‌دهد که در این صورت جریان لحظه‌ای به شدت افزایش می‌یابد. قدرت قطع فیوز به جریانی گفته می‌شود که فیوز می‌تواند برای لحظه‌ای تحمل و مدار را قطع نماید، بدون اینکه آتش‌سوزی اتفاق بیفتد یا به نگهدارنده آسیبی وارد شود. این جریان به طور معمول بر حسب کیلوآمپر (kA) بیان می‌شود. قدرت قطع فیوز باید بالاتر از حداکثر جریان اتصال کوتاه باتری باشد.

•شکل و سایز فیوز (Shape and Size):

فیوزها دارای تنوع بسیاری از لحاظ شکل و سایز هستند که کارایی فیوز را نیز مشخص می‌کند. برای مثال، برخی فیوزها به صورت استوانه‌ای، برخی کاردی و برخی فشنگی تولید می‌شوند.

انواع فیوزهای مورد استفاده در نیروگاه‌های خورشیدی

در نیروگاه‌های خورشیدی معمولاً از انواع مختلفی از فیوزها استفاده می‌شود که شامل موارد زیر است:

•فیوز سیلندری، استوانه‌ای یا سیگاری (Cylindrical/Cartridge Fuse):

همانطور که از نامش پیداست، ظاهر آن شبیه به یک استوانه است که بدنه آن از جنس سرامیک و دو سر آن کنتاکت فلزی قرار گرفته است. داخل این فیوز یک المان ذوب شونده (معمولاً یک تکه سیم) قرار دارد که دور آن را ماسه فرا گرفته است. در صورت عبور جریان از این فیوز، المان ذوب شونده قطع می‌شود. سرعت قطع این فیوزها با کلاس آن‌ها مشخص می‌شود. در برق خورشیدی، از دو کلاس gPV برای مسیر پنل‌های خورشیدی و کلاس gBAT به منظور حفاظت از مسیر باتری‌ها استفاده می‌شود. برای استفاده از این فیوزها، نیاز به پایه فیوز یا نگهدارنده مخصوص نیز هست که دارای سایزهای متنوعی است.

•فیوز کاردی (Blade Fuse):

این فیوز نیز همانند فیوز سیلندری، دارای دو نوع پرکاربرد gPV و gBAT در سیستم برق خورشیدی است. نوع gPV جهت حفاظت از سیم‌های نیروگاه خورشیدی در مسیر پنل خورشیدی و نوع gBAT وظیفه حفاظت از باتری و سیم‌ها در مسیر اینورتر تا باتری یا سانورتر تا باتری را دارد. فیوزهای کاردی دارای سایزها و تنوع‌های بیشتری نسبت به فیوزهای استوانه‌ای هستند و پایه‌های نگهدارنده متنوعی دارند. فیوز کاردی نوع gG و gS نیز در برخی مواقع در خروجی AC اینورتر به منظور حفاظت از کابل‌های شبکه مورد استفاده قرار می‌گیرد.

•کلید فیوز (Fuse Switch):

کلید فیوز خورشیدی شامل یک کلید با حفاظت داخلی است که در نیروگاه خورشیدی بین پنل خورشیدی و اینورتر قرار می‌گیرد و به کمک آن می‌توان سیستم را زیر بار قطع و وصل نمود. این تجهیز علاوه بر قابلیت قطع و وصل، در صورت اضافه جریان می‌تواند سیستم را قطع نماید.

•فیوزهای DC در مقابل AC (DC vs. AC Fuses):

فیوزهای DC به طور خاص برای استفاده در مدارهای جریان مستقیم، مانند تاسیسات PV خورشیدی، سیستم‌های ذخیره باتری و وسایل نقلیه الکتریکی، مهندسی شده‌اند. در حالی که هر دو نوع فیوز خورشیدی وظیفه اصلی محافظت از مدارها در برابر جریان اضافه را دارند، تفاوت‌های اساسی بین آن‌ها وجود دارد. در مدارهای AC، جریان به طور طبیعی در فواصل منظم از صفر عبور می‌کند که به خاموش کردن قوس الکتریکی کمک می‌کند، اما در مدارهای DC، جریان پیوسته، خاموش کردن قوس را چالش‌برانگیزتر می‌کند. این امر نیاز به تکنیک‌های تخصصی سرکوب قوس و مواد خاص در فیوزهای DC را ایجاد می‌کند. فیوزهای DC معمولاً دارای درجه‌بندی ولتاژ پایین‌تری نسبت به همتایان AC خود هستند.

•فیوزهای قابل تنظیم مجدد (Resettable Fuses/PTC):

این فیوزها پس از یک رویداد اضافه جریان نیازی به تعویض ندارند و هنگامی که وضعیت اضافه جریان حل شد، به طور خودکار تنظیم مجدد می‌شوند.

روش محاسبه و انتخاب فیوز در سیستم‌های خورشیدی

انتخاب اندازه فیوز مناسب برای اطمینان از ایمنی و کارایی یک مدار الکتریکی بسیار مهم است.

۱. محاسبه فیوز پنل خورشیدی:

توصیه می‌شود بین پنل خورشیدی و اولین تجهیز سیستم برق خورشیدی (مانند اینورتر، شارژکنترلر یا سانورتر) از دو فیوز خورشیدی استفاده شود: یک فیوز برای حفاظت از پنل در مقابل جریان برگشتی و یک فیوز برای حفاظت از کابل‌ها در مقابل اتصال کوتاه. این فیوزها معمولاً از نوع استوانه‌ای روی ترمینال مثبت و منفی هر استرینگ از پنل خورشیدی قرار می‌گیرند.

•برای محاسبه جریان نامی فیوز استوانه‌ای:

باید مقادیر جریان اتصال کوتاه پنل در تست STC با علامت Isc، ولتاژ مدار باز پنل خورشیدی در تست STC با علامت Voc، و تعداد پنل در یک استرینگ را از کاتالوگ پنل خورشیدی استخراج کرد. جریان نامی فیوز استوانه‌ای باید حداقل ۱.۵ برابر حداکثر جریان استرینگ و در بیشترین حالت ۲.۴ برابر حداکثر جریان استرینگ باشد. به عنوان مثال، اگر حداکثر جریان هر استرینگ ۹.۵ آمپر باشد، جریان نامی فیوز باید در بازه ۱۴.۵ تا ۲۲.۸ آمپر در نظر گرفته شود.

•برای محاسبه ولتاژ نامی فیوز:

باید حداکثر ولتاژ کل استرینگ را در ۱.۲ ضرب نمود. برای مثال، اگر حداکثر ولتاژ استرینگ ۵۴۰ ولت باشد، ولتاژ نامی فیوز باید ۶۵۰ ولت به بالا در نظر گرفته شود و معمولاً از فیوز ۱۰۰۰ یا ۱۵۰۰ ولت استفاده می‌شود.

•نکات مهم:

جریان نامی فیوز نباید بالاتر از جریان نامی فیوز حفاظتی داخل خود پنل خورشیدی باشد. در محیط‌هایی با دمای بسیار بالا یا پایین، باید از ضریب تصحیح حرارتی استفاده کرد. اگر پنل‌های خورشیدی به صورت موازی وصل شده باشند، برای هر پنل به فیوز جداگانه نیاز است، زیرا هر پانل جریان پنل‌های دیگر را می‌کشد که می‌تواند باعث اتصال کوتاه شود. برای پنل‌های بیش از ۵۰ وات با سیم ۱۰-گیج، یک فیوز ۳۰ آمپر برای هر پنل که به صورت موازی وصل می‌شود، توصیه می‌شود.

•فیوز کاردی برای کابل‌های اصلی:

در صورتی که چند استرینگ با یکدیگر ترکیب شده و جریان خط بالا رود، از یک فیوز کاردی نیز به منظور حفاظت از کابل در مقابل اتصال کوتاه استفاده می‌شود. جریان نامی فیوز کاردی نباید بالاتر از جریان مجاز قابل تحمل سیم و کابل باشد.

۲. محاسبه فیوز بین باتری و تجهیزات خورشیدی:

برای حفاظت از باتری و کابل‌ها، از فیوز کاردی یا استوانه‌ای در مسیر باتری‌ها استفاده می‌شود. توصیه می‌شود در صورتی که باتری دارای چند شاخه موازی است، روی هر شاخه یک فیوز و همچنین یک فیوز اصلی در ورودی بانک باتری قرار داده شود.

•جریان نامی فیوز باتری:

برای محاسبه جریان نامی این فیوز، باید حداکثر جریان شارژ باتری یا حداکثر جریان دشارژ باتری در نظر گرفته شود و فیوز متناسب با آن و ۵۰ درصد بالاتر در نظر گرفته شود.

•نوع و سرعت قطع:

نوع این فیوز باید gPV باشد، زیرا در این نوع، جریان اتصال کوتاه در کمتر از ۵ ثانیه قطع می‌شود. استفاده از فیوز کاردی نوع gG می‌تواند به باتری‌ها آسیب بزند. سرعت قطع در فیوزهای باتری به شدت قابل اهمیت است.

•قدرت قطع:

قدرت قطع فیوز باید بالاتر از حداکثر جریان اتصال کوتاه باتری باشد.

۳. فیوزهای AC در خروجی اینورترها و قسمت ورودی مصرف‌کننده:

این تجهیزات حفاظتی باید طبق مقدار جریان خروجی اینورتر آفگریدی محاسبه شوند. به عنوان مثال، اگر از یک اینورتر ۲۰۰۰ واتی استفاده می‌شود، بهتر است بدون در نظر گرفتن ضریب اتلاف، یک فیوز ۱۰ آمپری قرار داده شود. این فیوز می‌تواند از نوع مینیاتوری و از تایپ تند کار (مثلاً سری B) باشد.

سایر تجهیزات و ملاحظات حفاظتی

•سوییچ دیسکانکتور (Switch Disconnector) یا بریکر (Breaker):

بعد از فیوز شدن استرینگ پنل‌ها، می‌توان از یک بریکر یا سوییچ دیسکانکتور متناسب با جریان خروجی پنل‌های خورشیدی استفاده کرد. این کلید در زمان‌های بازرسی و سرویس نگهداری پنل‌های خورشیدی می‌تواند نقش مهمی در قطع جریان و ولتاژ بین خروجی پنل‌ها و شارژ کنترلر یا سانورتر داشته باشد.

•حفاظت در برابر ولتاژ بیش از حد (Over Voltage Protection):

برای این حفاظت، نیاز به یک چاه ارت استاندارد با مقاومت کمتر از ۲ اهم است. همچنین در مناطقی که رعد و برق نیز به خطرات محیطی اضافه می‌شود، بهتر است از تجهیزات صاعقه‌گیر (Surge Arrester) نیز استفاده شود.

•تهویه باتری‌ها:

در باتری‌های خودرویی یا باتری‌های آبی، تهویه مناسب دلیل اصلی برای عدم انفجار باتری قلمداد می‌شود.

اهمیت و رعایت استانداردها

فیوز خورشیدی PV مطابق با استانداردها و مقررات صنعتی طراحی و تولید می‌شوند. این انطباق تضمین می‌کند که فیوزها الزامات ایمنی و عملکرد را برآورده می‌کنند. کمیسیون بین‌المللی الکتروتکنیک (IEC) نیز الزامات و روش‌های تست فیوزهای مخصوص نیروگاه‌های خورشیدی را در استاندارد IEC 60269 به تفصیل ارائه داده است۴۸. این استاندارد برای فیوزهای مورد استفاده در سامانه‌های PV با ولتاژ نامی DC تا ۱۵۰۰ ولت و جریان نامی تا ۱۲۵۰ آمپر قابل استفاده است و شامل فیوزهای مورد استفاده در هر دو نوع سامانه PV متصل به شبکه و مستقل از شبکه می‌شود. اطلاعات مربوط به اندازه و درجه‌بندی فیوزها را می‌توان در وب‌سایت سازنده پنل‌های خورشیدی یا در استانداردهای UL و IEC برای فیوزها یافت.

نتیجه‌گیری

فیوز خورشیدی به عنوان یک جزء حیاتی در سیستم‌های انرژی تجدیدپذیر، نقش محوری در تضمین ایمنی، کارایی و طول عمر این سیستم‌ها ایفا می‌کند. از حفاظت در برابر جریان بیش از حد و پیشگیری از آتش‌سوزی گرفته تا کاهش زمان از کار افتادگی و افزایش طول عمر سیستم، فیوزها مزایای بی‌شماری را ارائه می‌دهند. با انتخاب و نصب صحیح فیوزها بر اساس ویژگی‌های فنی و استانداردهای مربوطه، می‌توان از بروز مشکلات و خطرات احتمالی جلوگیری کرده و به پایداری محیطی و اقتصادی سیستم‌های خورشیدی کمک شایانی نمود. با پیشرفت فناوری، فیوزها نیز به تکامل خود ادامه می‌دهند تا با چالش‌های جدید سازگار شوند و جایگاه خود را به عنوان اجزای ضروری در حوزه حفاظت الکتریکی تقویت کنند.برای خرید و دریافت اطلاعات بیشتر با ایستا توان صنعت در ارتباط باشید.