Svět obnovitelných zdrojů energie se rychle vyvíjí a vede k zásadním změnám v trendech výroby elektrické energie a její distribuce. Zásadní změnou v oblasti fotovoltaických elektráren je posun k vyšším hodnotám pracovních napětí.
Přechod na vyšší napětí pomáhá snižovat náklady na fotovoltaické systémy především elektráren přímo připojených do veřejných sítí. Díky systémům s vyšším napětím jsou instalace energeticky účinnější, vyžadují méně komponent a méně kabelů a jejich výstavba je méně pracná. Většina nových solárních elektráren má napětí 1500 V na stejnosměrné straně a mnoho z nich přechází na 800 V na straně střídavé.
Společnost ABB v souladu s tímto trendem pokračuje v aktualizaci svého sortimentu návrhem řady výrobků podle norem IEC a UL pro jištění a odpojování elektrických instalací s napětím až do 1500 V DC a 800 V AC.
Výrobce nízkonapěťových jističů ABB SACE nabízí přístroje především pro solární elektrárny středních a vyšších výkonů, kde jsou výhody vyšších pracovních napětí nejvýraznější. Dostupná jsou ucelená řešení jištění a odpínání pro elektrárny se stringovými střídači i pro architekturu s využitím centrálního střídače. Jaká architektura se zvolí pro konkrétní solární elektrárnu rozhoduje vždy investor projektu. Faktorů ovlivňující výběr je mnoho, každá z možností má svá pozitiva. Pro obě výše uvedené varianty má ABB SACE moderní, bezpečné a spolehlivé řešení.
Řešení se stringovými spínači
Pro aplikace se stringovými střídači nabízí ABB SACE kompaktní i vzduchové jističe pro pracovní napětí 800 V AC, případně pro 900 V AC.
Kompaktní jističe řady Tmax T/HA s pracovním napětím do 800 V AC v rozsahu jmenovitých proudů od 100 A do 630 A jsou tím správným řešením pro jištění vstupů podružných (combiner) i hlavních rozváděčů (recombiner). Tyto jističe na uvedeném napětí dosahují (dle velikosti) zkratové odolnosti až 35 kA, čímž zajišťují dostatečnou ochranu i pro případ zpětného toku zkratového energie z distribuční sítě. Jističe této řady mohou být vybaveny termomagnetickými, nebo elektronickými ochrannými spouštěmi.
Pro jištění NN/VN transformátoru s výhodou využijete vzduchové jističe řady ABB SACE Emax 2/E9. Tato řada jističů je určena pro pracovní napětí do 900 V AC s pracovními proudy od 1250 A do 6300 A. Jističe jsou schopny zvládat zkratové proudy až do 100 kA@800 V AC, případně 90 kA@900 V AC, a s velkou rezervou tak pokryjí parametry sítí solárních elektráren. Jedná se o nejmodernější řadu přístrojů, které jsou zásadně vybaveny mikroprocesorovými ochrannými spouštěmi platformy Ekip. Díky tomu lze využít všech rozšířených funkcí spojených s touto platformou, např. plné energetické měření, zápis poruchových hodnot sítě do registrů jističe, datová připojitelnost apod. Díky těmto vlastnostem se stává jistič Emax 2/E9 plnohodnotným článkem chytrých sítí.
Řešení s centrálním spínačem
Pokud chcete připojit velké množství stringů a dodat do sítě obrovské množství energie pomocí jediného střídače, potřebujete centrální střídač. Centrální střídače jsou větší než stringové střídače a mohou mít jmenovitý výkon až několik MW. Centrální měnič vyžaduje odpovídající jištění a odpojování straně střídavé stejnosměrné, aby bylo možné spínat systém i v zatíženém stavu a chránit celý elektrický obvod před poruchami a nadproudovými událostmi. ABB SACE nabízí řešení jištění obou stran centrálního střídače.
Řada Tmax T/PV-E
Jako alternativa k pojistkovému jištění stejnosměrné strany při pracovních napětích do 1000 V má ABB v nabídce kompaktní jističe Tmax T 1000 V DC. Pro napětí až do 1500 V je k dispozici vysoce výkonná řada Tmax T/PV-E. Řada do 1000 V DC je dostupná pro pracovní proudy od 250 A do 800 A, se zkratovou vypínací schopností do 50 kA. U řady na 1500 V DC již není vlivem zvýšeného napětí nutné používat tak vysokých pracovních proudů, a proto jsou tyto jističe vyráběny v proudových rozsazích od 100 A do 250 A se zkratovou vypínací schopností do 25 kA. Tyto jističe nacházejí uplatnění na vstupech sběrných rozváděčů stejnosměrné strany.
Pro bezpečné a spolehlivé odpínání výstupů sběrných rozváděčů a vstupu centrálního střídače doporučujeme použít odpínače odvozené z výkonových jističů. Tyto přístroje sice odpovídají normě IEC60947-3, avšak svými vlastnostmi požadavky této normy vysoce převyšují svou schopností vypínat i pod zkratovými podmínkami. Tedy vlastnost vítaná zvláště v případě vysokých pracovních napětích.
Jako odpínače na úrovni sběrných rozváděčů je možné použít odpínače řady Tmax T..D/PV pro napětí do 1000 V DC a pro napětí až do 1500 V DC odpínače Tmax T..D/PV-E.
Jističe i odpínače těchto řad se vyrábí pouze ve čtyřpólovém provedení. U těchto přístrojů, jelikož jsou použity ve stejnosměrných rozvodech, se musí provést sériové propojení pólů pomocí kabelových propojek (u přístrojů do 1000 V). Doporučujeme ale raději využít možnosti továrně provedených propojek, ty jsou vyráběny v závislosti na uzemnění sítě. Pro izolované sítě se dodávají dvě dvojnásobné propojky, tím získáme prakticky dvojpólový přístroj. Pro případ sítě s jedním uzemněným pólem je možné získat trojnásobnou propojku, takto je potom přístroj převeden na jednopólový. Velkou výhodou továrních propojek je otestování samotným výrobcem, odpadává tak nutnost zabývat se návrhem délky a průřezu propojek, aby bylo zajištěno dostatečné chlazení přístroje.
Emax 2 MS/DC-E
Vzhledem k velikosti napájecího proudu centrálního střídače je nutné pro odpojení volit odpínač odvozený od vzduchového jističe. Konkrétně se jedná o řadu ABB SACE Emax 2 MS/DC-E, která byla vyvinuta pro instalace do 1500 V DC a 4000 A s krátkodobým výdržným zkratovým proudem až 100 kA. SACE Emax 2 MS/DC-E je v souladu s DC-PV2 – nejnáročnější kategorií využití podle přílohy D normy IEC 60947-3. Norma vyžaduje schopnost připojovat a odpojovat fotovoltaické obvody, kde se mohou vyskytovat značné nadproudy a kde proud může téct oběma směry, což jsou běžné vlastnosti centralizovaných fotovoltaických systémů. I zde, díky speciálním sadám propojek přípojnic (jumperů), jdou všechny čtyři póly zapojit do série a oddělit tak jodnopólově připojený zdroj (uzemněná síť). U dvoupólově připojených zdrojů lze sériově propojit v každé polaritě 2 póly, čímž dokážeme zdroj odpojit v obou jeho pólech (izolovaná síť).
Další možnosti výbavy
Veškeré výkonové jističe i odpínače lze dovybavit elektrickým a mechanickým příslušenstvím, které je vhodné pro základní řady přístrojů, od kterých jsou speciální přístroje odvozené. Tím lze dosáhnout stejné úrovně komfortu signalizace a ovládání, jakému jsme zvyklí u běžných průmyslových aplikací.
Jako doplněk bezpečnosti, především díky vyšší úrovni napětí, doporučujeme použití pasivní i aktivní ochrany proti následkům obloukových zkratů. Jako pasivní ochranu je možno použít funkci RELT, která je součástí rozšířených ochranných funkcí spouští Ekip Touch / Hi-Touch. Jako aktivní stupeň ochrany má ABB k dispozici řešení s využitím systémů zábleskových ochran řady TVOC-2.
