Maksymalny bezpiecznik szeregowy (ang. maximum series fuse rating, też maksymalny prąd zabezpieczenia nadprądowego) to największy prąd znamionowy bezpiecznika, którym można zabezpieczyć string złożony z danych modułów. Jest to też miara tego, jaki prąd płynący „pod prąd” moduł wytrzymuje, zanim bezpiecznik zdąży zadziałać. Karta Jinko Tiger Neo JKM570-590N podaje na przykład 30 A.
Skąd się bierze prąd wsteczny
Gdy kilka stringów połączy się równolegle, a w jednym z nich dojdzie do zwarcia (uszkodzony moduł, przetarty przewód, zwarta dioda bocznikująca), pozostałe stringi zaczynają wpychać w niego swój prąd w przeciwnym kierunku. Ogniwa i taśmy uszkodzonego stringu muszą wtedy rozproszyć tę energię jako ciepło, co grozi przegrzaniem i pożarem.
Producent wyznacza wartość w karcie w teście przeciążenia prądem wstecznym (MST 26 z normy IEC 61730-2): przez moduł przepuszcza się przez 2 godziny prąd wsteczny równy 135% deklarowanej wartości, a moduł nie może się zapalić ani przypalić tkaniny i papieru, na których leży, i po teście musi nadal przejść pomiar prądu upływu na mokro.
Kiedy bezpieczniki stringów są potrzebne
Zabezpieczenie stringu ma sens dopiero wtedy, gdy prąd, który mogą wepchnąć pozostałe stringi, przekracza maksymalny bezpiecznik szeregowy modułu. W uproszczeniu sprawdza się, czy (liczba stringów równoległych - 1) × 1,25 × Isc jest większe od tej wartości. Producent wkładek ETI ujmuje to prościej: bezpieczników wymagają układy z trzema lub więcej stringami połączonymi równolegle.
Przykład dla modułu z Isc 14 A i bezpiecznikiem szeregowym 30 A:
- dwa stringi równolegle: 1 × 1,25 × 14 A = 17,5 A, mniej niż 30 A, bezpieczniki niepotrzebne,
- trzy stringi równolegle: 2 × 1,25 × 14 A = 35 A, więcej niż 30 A, każdy string trzeba zabezpieczyć.
W domowej instalacji na każde wejście MPPT trafia zwykle jeden albo dwa stringi, więc bezpieczników stringów najczęściej się nie stosuje. Pojawiają się w większych instalacjach ze skrzynkami łączeniowymi.
Jak dobrać wkładkę
Według zasad doboru do IEC 62548, które podaje ETI, prąd znamionowy wkładki (In) musi spełnić trzy warunki: In > 1,5 × Isc, In < 2,4 × Isc i In ≤ maksymalny bezpiecznik szeregowy z karty. W przykładzie wyżej wychodzi przedział od ponad 21 A do 30 A, czyli wkładka 25 A albo 30 A. Napięcie znamionowe wkładki musi wynosić co najmniej 1,2 × Voc modułu × liczba modułów w stringu.
Do instalacji PV stosuje się wyłącznie wkładki o charakterystyce gPV (norma IEC 60269-6), przeznaczone do prądu stałego i do małych prądów zwarciowych typowych dla modułów. Najczęściej mają format cylindryczny 10x38 mm i montuje się je na obu biegunach stringu, plus i minus. Zwykła wkładka do obwodów AC może nie przerwać łuku prądu stałego.
Moduły bifacjalne dają więcej prądu niż wynika z Isc przodu w STC, więc do obliczeń bierze się Isc z tyłem włącznie.
Źródła
- IEC 61730-2:2004 (tekst udostępniony przez BIS): MST 26, próba przeciążenia prądem wstecznym
- ETI Green Protect: dobór wkładek gPV według IEC 62548 (katalog)
- Karta katalogowa Jinko Tiger Neo JKM570-590N-72HL4-BDV (maximum series fuse rating 30 A)
- PN-HD 60364-7-712:2016-05, Instalacje elektryczne niskiego napięcia: układy fotowoltaiczne (PKN)