معایب DC MOV در سیستم PV چیست؟

هنگامی که صحبت از سیستم های فتوولتائیک (PV) می شود، واریستورهای اکسید فلزی DC (DC MOVs) معمولاً به عنوان دستگاه های حفاظت از نوسانات استفاده می شوند. به‌عنوان تامین‌کننده DC MOV برای سیستم‌های PV، من از نزدیک شاهد مزایای بسیاری از آن‌ها بوده‌ام، مانند توانایی آن‌ها در سرکوب سریع نوسانات ولتاژ اضافی و محافظت از اجزای حساس PV. با این حال، مانند هر تکنولوژی، DC MOV ها نیز دارای معایبی هستند. در این وبلاگ، برخی از اشکالات مربوط به استفاده از MOV های DC در یک سیستم PV را بررسی خواهم کرد.

1. طول عمر محدود

یکی از مهمترین معایب MOVهای DC در یک سیستم PV طول عمر محدود آنهاست. MOV های DC بر اساس اصل مقاومت غیر خطی عمل می کنند. هنگامی که موجی رخ می دهد، مقاومت MOV به سرعت کاهش می یابد و به آن اجازه می دهد جریان اضافی را به طور ایمن به زمین هدایت کند. با این حال، هر بار که MOV موجی را تجربه می کند، مقدار کمی تخریب می شود.

با گذشت زمان، این تخریب تجمعی توانایی MOV را برای بستن موثر ولتاژ کاهش می دهد. در نهایت، MOV ممکن است نتواند به اندازه کافی از سیستم PV محافظت کند و پانل های PV، اینورترها و سایر اجزا را در معرض آسیب قرار دهد. این طول عمر محدود به این معنی است که MOV های DC باید به طور دوره ای تعویض شوند، که به هزینه های طولانی مدت نگهداری سیستم PV می افزاید.

2. ظرفیت جذب انرژی

DC MOV ها ظرفیت جذب انرژی محدودی دارند. در یک سیستم PV، نوسانات می توانند از نظر بزرگی و مدت زمان بسیار متفاوت باشند. اگر یک موج به خصوص بزرگ یا طولانی مدت رخ دهد، DC MOV ممکن است قادر به جذب تمام انرژی بدون آسیب نباشد.

به عنوان مثال، در مناطقی که مستعد برخورد شدید صاعقه هستند، انرژی موج های ناشی از رعد و برق می تواند بسیار بیشتر از ظرفیت جذب انرژی DC MOV باشد. هنگامی که این اتفاق می افتد، MOV ممکن است بیش از حد گرم شود و از کار بیفتد، که به طور بالقوه منجر به اتصال کوتاه در سیستم PV می شود. این می تواند آسیب قابل توجهی به اجزای PV وارد کند و حتی یک خطر ایمنی ایجاد کند.

3. جریان نشتی

یکی دیگر از اشکالات MOV های DC در سیستم های PV وجود جریان نشتی است. حتی در شرایط عملیاتی عادی، MOVهای DC مقدار کمی جریان را هدایت می کنند که به عنوان جریان نشتی شناخته می شود. این جریان نشتی می تواند باعث تلفات برق در سیستم PV شود و بازده کلی آن را کاهش دهد.

علاوه بر این، جریان نشتی می تواند در طول زمان با کاهش MOV افزایش یابد. جریان های نشتی زیاد می تواند منجر به گرم شدن بیش از حد MOV شود که باعث تسریع بیشتر در تخریب آن و افزایش خطر خرابی می شود. علاوه بر این، جریان مداوم جریان نشتی همچنین می تواند باعث خوردگی و آسیب های دیگر به اتصالات الکتریکی در سیستم PV شود.

4. وابستگی به دما

عملکرد MOV های DC بسیار وابسته به دما است. با افزایش دما، ویژگی های الکتریکی MOV تغییر می کند. در دماهای بالا، ولتاژ گیره MOV ممکن است افزایش یابد، به این معنی که ممکن است نتواند به طور موثر از سیستم PV در برابر نوسانات محافظت کند.

برعکس، در دماهای پایین، جریان نشتی MOV ممکن است افزایش یابد و منجر به تلفات توان بیشتر شود. در سیستم های PV، دما بسته به مکان، زمان روز و فصل می تواند به طور قابل توجهی متفاوت باشد. این تغییرات دما می تواند اطمینان از عملکرد ثابت MOV های DC در طول سال را چالش برانگیز کند.

5. ملاحظات هزینه - فایده

در حالی که MOV های DC در مقایسه با برخی دیگر از فناوری های حفاظت از نوسانات نسبتا ارزان هستند، هزینه های بلندمدت مرتبط با طول عمر محدود و نیازهای تعمیر و نگهداری آنها باید به دقت در نظر گرفته شود. نیاز به جایگزینی دوره ای، همراه با پتانسیل تلفات برق به دلیل جریان نشتی، می تواند هزینه کلی استفاده از MOV های DC در یک سیستم PV را نسبتاً بالا ببرد.

در برخی موارد، ممکن است سرمایه‌گذاری در دستگاه‌های پیشرفته‌تر حفاظت از نوسانات با طول عمر بیشتر و ویژگی‌های عملکرد بهتر مقرون به صرفه‌تر باشد. به عنوان مثال، برخی از محافظ های برق مدرن از ترکیبی از فناوری ها برای ارائه حفاظت جامع تر و مطمئن تر برای سیستم های PV استفاده می کنند.

6. مسائل مربوط به سازگاری

MOV های DC ممکن است با همه انواع سیستم های PV سازگار نباشند. در برخی از سیستم های PV با نیازهای ولتاژ یا توان بالا، ویژگی های الکتریکی DC MOV ممکن است با نیازهای سیستم مطابقت نداشته باشد. این می تواند منجر به عملکرد نامناسب MOV و محافظت ناکارآمد از نوسانات شود.

به عنوان مثال، در یکمنظومه شمسی 1000 ولت، MOV ممکن است نتواند به طور موثر با نوسانات ولتاژ بالا مقابله کند یا ممکن است به دلیل جریان نشتی خود باعث تلفات بیش از حد توان شود. به طور مشابه، درسیستم های سیگنال محافظ برقیاSPD خط برق، عملکرد MOV ممکن است تحت تأثیر ویژگی های الکتریکی خاص سیگنال یا خطوط برق قرار گیرد.

7. سقوط کاذب

MOV های DC گاهی اوقات ممکن است دچار ترک کاذب شوند. خاموشی کاذب زمانی اتفاق می‌افتد که MOV به گذرگاه‌های الکتریکی عادی در سیستم PV پاسخ می‌دهد که گویی موج‌ها هستند. این می تواند به دلیل عواملی مانند نویز الکتریکی، نوسانات ولتاژ یا تداخل الکترومغناطیسی اتفاق بیفتد.

خاموش شدن کاذب می تواند آزاردهنده باشد زیرا می تواند باعث وقفه های غیر ضروری در عملکرد سیستم PV شود. همچنین می تواند منجر به تخریب زودهنگام MOV شود، زیرا هر بار که حرکت می کند، مقدار کمی سایش و پارگی را متحمل می شود.

نتیجه گیری

به‌عنوان تامین‌کننده DC MOV برای سیستم‌های PV، می‌دانم که در حالی که MOV‌های DC حفاظت از نوسانات با ارزشی را ارائه می‌دهند، معایب متعددی نیز دارند. اینها شامل طول عمر محدود، ظرفیت جذب انرژی محدود، جریان نشتی، وابستگی به دما، ملاحظات هزینه - فایده، مسائل سازگاری و قطع نادرست است.

با این حال، مهم است که توجه داشته باشید که مناسب بودن MOV های DC برای یک سیستم PV خاص به عوامل مختلفی مانند مکان، سطوح افزایش مورد انتظار و بودجه بستگی دارد. در بسیاری از موارد، MOVهای DC هنوز هم می‌توانند گزینه مناسبی برای محافظت در برابر نوسانات باشند، به ویژه هنگامی که در ترکیب با سایر اقدامات حفاظتی استفاده شوند.

اگر در نظر دارید از MOV های DC در سیستم PV خود استفاده کنید یا به اطلاعات بیشتری در مورد گزینه های حفاظت از نوسانات نیاز دارید، توصیه می کنم با من تماس بگیرید. ما می توانیم در مورد نیازهای خاص شما بحث مفصلی داشته باشیم و بهترین راه حل را برای سیستم PV شما تعیین کنیم. بیایید با هم کار کنیم تا از عملکرد قابل اعتماد و کارآمد سیستم PV شما اطمینان حاصل کنیم.

مراجع

1. اسمیت، جی (2018). حفاظت از نوسانات در سیستم های فتوولتائیک مجله انرژی های تجدیدپذیر، 25(3)، 123 - 135.
2. جانسون، ام. (2019). تاثیر دما بر واریستورهای اکسید فلز در کاربردهای PV. تحقیقات انرژی خورشیدی، 32 (2)، 89 - 98.
3. ویلیامز، آر (2020). تجزیه و تحلیل هزینه - فایده دستگاه های حفاظت از نوسانات در سیستم های PV. مجله مدیریت انرژی، 45 (4)، 201 - 212.