Energia słoneczna i panele słoneczne stają się coraz bardziej nieodłączną częścią Twojego życia. Prawie każdy zna koncepcję paneli słonecznych i ich działanie. Jednak oprócz paneli słonecznych, terminy takie jak palce ogniw słonecznych i szyna zbiorcza solarna są również ważne dla funkcjonowania systemów zasilanych energią słoneczną. W tym blogu wyjaśnimy, czym są szyny zbiorcze solarne, czym są palce ogniw słonecznych, jaki jest cel szyn zbiorczych w ogniwach słonecznych itp.
Czym są szyny zbiorcze Solar Busbar?
Szynoprzewody solarne to cienki pasek aluminium lub miedzi znajduje się między ogniwami w panelu słonecznym. Jego zadaniem jest rozdzielenie ogniw słonecznych i przewodzenie prądu stałego, który ogniwa słoneczne zbierają z fotonów słonecznych do falownika słonecznego. Następnie falownik słoneczny zamienia prąd stały na wykonalny prąd przemienny.
Rozmiar szyny zbiorczej określa maksymalną ilość prądu, który można bezpiecznie przenosić. Zazwyczaj w panelach słonecznych szyny zbiorcze są płaskie. Ta płaska powierzchnia zapewnia im wysoki stosunek powierzchni do powierzchni przekroju poprzecznego, dzięki czemu są w stanie wydajniej rozpraszać ciepło. Izolacja może całkowicie otaczać szyny zbiorcze lub izolatory mogą je podtrzymywać.
W branży solarnej szyny zbiorcze są łączone z panelami słonecznymi za pomocą połączeń spawanych. Zazwyczaj są one umieszczone wewnątrz szynoprzewodów, paneli rozdzielczych lub rozdzielnic. Z drugiej strony, w panelach słonecznych szynoprzewody słoneczne są zwykle umieszczone w szynoprzewodach, a długie szynoprzewody są umieszczone w osłonach ochronnych. Jaki jest cel szynoprzewodów w ogniwach słonecznych? Ten typ układu pozwala nowym obwodom rozgałęziać się w dowolnym miejscu wzdłuż szynoprzewodów. To dodatkowo tworzy wiele punktów transmisji wzdłuż układu słonecznego. Dzięki temu wiesz teraz, czym są szynoprzewody słoneczne i jaki jest cel szynoprzewodów w ogniwach słonecznych.
Czym są palce ogniw słonecznych?
Po zapoznaniu się z tym, czym są szyny zbiorcze w ogniwach słonecznych i jakie jest ich przeznaczenie, przyjrzyjmy się również palcom ogniw słonecznych. Krzemowe ogniwa słoneczne są metalizowane cienkimi paskami nadrukowanymi na tylnej i przedniej stronie. Te paski stykowe nazywane są szynami zbiorczymi. W ogniwach słonecznych, gdy fotony uderzają w ogniwo, szyny zbiorcze mają za zadanie przewodzić generowany przez nie prąd stały. Palce ogniw słonecznych to supercienkie metalowe palce siatkowe umieszczone prostopadle do szyn zbiorczych. Palce ogniwa odpowiadają za zbieranie wygenerowanego prądu stałego i dostarczanie go do szyn zbiorczych.
Czym jest technologia i moduł Multi Busbar?
W branży solarnej istnieje ogromne zapotrzebowanie na wydajne panele słoneczne, a także na rozsądne koszty. Ten zwiększony popyt powoduje eksperymenty słoneczne ze strukturą ogniw słonecznych i modułów. Jedną z głównych modyfikacji lub innowacji wprowadzonych do paneli słonecznych jest włączenie wielu szyn zbiorczych na panelu.
Zazwyczaj szyny zbiorcze ogniw słonecznych są wykonane z miedzi pokrytej pastą srebrną, co poprawia przewodnictwo prądu w przedniej części. Minimalizuje to również utlenianie w tylnej części. Do łączenia ogniw słonecznych stosuje się również wiele szyn zbiorczych . Pomaga to w generowaniu energii elektrycznej wysokiego napięcia.
Panel ucieleśniony z wieloma szynami zbiorczymi zapewnia wysoki potencjał oszczędności kosztów. Dzieje się tak, ponieważ proces metalizacji będzie wymagał mniejszej ilości powłoki srebrnej na przedniej stronie. W produkcji ogniw fotowoltaicznych proces metalizacji odgrywa bardzo ważną rolę. Dzieje się tak, ponieważ powłoka srebrna do osadzania szyn i palców jest jednym z najdroższych etapów produkcji ogniw. Wieloszynowe szyny zbiorcze pomagają w zmniejszeniu całkowitej rezystancji szeregowej połączonych ogniw słonecznych. Dzięki temu powinieneś zrozumieć, czym jest technologia wieloszynowa i czym jest moduł solarny wieloszynowy. Następnie zobaczmy, czym jest 9 szyn zbiorczych w panelach słonecznych.
Co to jest 9-bus bar w panelu słonecznym?
9 szyn zbiorczych w panelach słonecznych oznacza, że moduł w panelach słonecznych zawiera kilka ogniw z dziewięcioma szynami zbiorczymi. Im więcej szyn zbiorczych posiadają panele słoneczne, tym więcej prądu mogą przewodzić. Wcześniej na rynku dostępne były również inne panele słoneczne z szynami zbiorczymi, takie jak 3BB, 4BB i 5BB. Powierzchnia standardowego ogniwa słonecznego składa się z siatki szyn zbiorczych i palców. Dzięki temu powinieneś zrozumieć, czym jest 9 szyn zbiorczych w panelach słonecznych. Teraz dowiedzmy się również, jak wybrać rozmiar szyny zbiorczej.
Przeczytaj także: Czym jest szyna zbiorcza?
Jak wybrać odpowiedni rozmiar szyny zbiorczej?
Obliczanie rozmiaru szyny zbiorczej jest bardzo ważnym krokiem, aby zapobiec przegrzaniu w systemie elektrycznym. Większość inżynierów elektryków, konsultantów i elektryków stosuje wspólną regułę doboru rozmiaru szyny zbiorczej, która nazywa się metodą Thumb Rule Method. Wcześniej obliczanie rozmiaru szyny zbiorczej odbywało się ręcznie i tutaj pomogła im reguła Thumb Rules.
Zasada kciuka określa natężenie prądu, jakie może wytrzymać szyna zbiorcza o powierzchni 1 mm kwadratowych (Sq.mm). Miedź i aluminium to dwa powszechnie stosowane materiały do produkcji szyn zbiorczych. Oba mają własną zdolność do wytrzymywania prądów.
- 1 mm kw. szyna miedziana można bez około 1.2 Amperów.
- 1 mm kw. szyna aluminiowa wytrzymuje natężenie rzędu 0.7 ampera.
Oczywiste jest, że te przykłady nie są synonimami norm międzynarodowych , ponieważ nie można w nich znaleźć wartości tolerancji. Niektórzy używają miedzianej szyny zbiorczej do dostarczania 1.5 A, podczas gdy inni używają aluminiowej szyny zbiorczej do dostarczania 1 A.
Z czasem ta prymitywna reguła stała się zawodna dla wysokich prądów rzędu tysięcy amperów. Teraz musisz wykonać właściwe obliczenia z właściwym standardem. Dzięki temu powinieneś zrozumieć, jak wybrać rozmiar szyny zbiorczej.
Jakie czynniki należy wziąć pod uwagę przy obliczaniu rozmiaru szyn zbiorczych?
Podczas analizowania i obliczania rozmiaru szyn zbiorczych elektrycznych należy wziąć pod uwagę następujące czynniki:
- Siły elektrodynamiczne i rezonanse mechaniczne w warunkach normalnych, jak i ekstremalnych (wadliwych).
- Minimalny odstęp między fazą a ziemią i między fazami.
- Wybór właściwej blokady izolatora szyn zbiorczych.
- Odpowiedni i bezpieczny montaż śrub w przypadku połączeń wieloszynowych.
- Efekty cieplne wytwarzane przez izolator i szynę zbiorczą zarówno w warunkach normalnych, jak i ekstremalnych (wadliwych).
Zobacz także: 11 głównych czynników wpływających na wydajność paneli słonecznych
Jak dobrać rozmiar szyny zbiorczej?
Prąd nie jest jedynym czynnikiem decydującym o rozmiarze szyny zbiorczej. Wzrost temperatury w szynie zbiorczej musi być zgodny ze specyfikacją norm krajowych lub międzynarodowych. Normy te to-
1. Norma amerykańska, ANSI C37.20
Norma ta stanowi, że maksymalna temperatura w ciągu 24 godzin jest o około 65°C wyższa od temperatury otoczenia. Temperatura otoczenia wynosi 40°C. W tym przypadku stosuje się srebrzone śruby końcowe. Dopuszczalny wzrost temperatury wynosi 30°C bez zamontowanej śruby.
2. Norma brytyjska, BS 159
Norma ta stanowi, że maksymalny wzrost temperatury w ciągu 24 godzin jest o około 50°C wyższy niż temperatura otoczenia . W szczytowym momencie temperatura otoczenia wynosi od 35°C do 40°C.
Podstawowym założeniem dotyczącym rozmiaru miedzianej szyny zbiorczej jest 1250 A/1 Sq.in (in2) lub 2 A/1 Sq.mm (mm2). Jednak w niektórych krajach mogą się one różnić. Jest to tylko decyzja pierwszej pomocy, a przy podejmowaniu ostatecznej decyzji należy wziąć pod uwagę więcej czynników. Przed podjęciem ostatecznej decyzji należy sprawdzić katalog producenta.
Od czego zależy rozmiar szyny zbiorczej?
Oprócz czynników, o których mówiliśmy wcześniej, istnieją również pewne obszary zastosowań, które należy wziąć pod uwagę podczas obliczania szyn zbiorczych.
1. Główna tablica rozdzielcza: Do każdego pionu jest tylko jedno wyjście. Zmniejszyło to koszt i rozmiar głównego panelu.
2. Spadek napięcia: W szynach zbiorczych spadek napięcia jest niższy niż w przewodach elektrycznych. Wynika to z niższej impedancji szyn zbiorczych.
3. Liczba obwodów: Na wszystkich piętrach potrzebny jest tylko jeden obwód.
4. Rozmiar wału: Zazwyczaj rozmiar szyny zbiorczej o prądzie znamionowym 1600 A wynosi 185 x 180 mm. W porównaniu z przewodami elektrycznymi o takim samym natężeniu prądu, budowa szyny zbiorczej o rozmiarze wału pionowego jest znacznie tańsza.
5. Bezpieczeństwo przeciwpożarowe: Materiały izolacyjne stosowane w szynach zbiorczych nie powodują korozji ani emisji toksycznych gazów mogących spowodować pożar.
6. Czas instalacji: Czas instalacji szyny zbiorczej jest znacznie krótszy.
7. Wytrzymałość na zwarcie: Szyny zbiorcze mają znacznie wyższe maksymalne wartości prądu znamionowego. Zazwyczaj przewód pionowy 1600 A wytrzymuje około 60–70 kA.
Przeczytaj także: Jaki rozmiar regulatora ładowania wybrać do paneli słonecznych 200W?
Jakie są rodzaje szyn zbiorczych?
Szyny zbiorcze dostępne są w różnych rozmiarach. Ich wymiary to 100 x 10 mm, 80 x 8 mm, 50 x 6 mm, 60 x 8 mm, 40 x 5 mm i 40 x 4 mm. Ich zastosowanie w dystrybucji energii elektrycznej zależy od takich czynników, jak elastyczność, koszt, niezawodność itp. Wybierając ich układ, należy wziąć pod uwagę, że powinien on być prosty, łatwy w montażu i tani. Dodatkowo, proces konserwacji nie powinien wpływać na proces dystrybucji energii.
Poniżej wyjaśniono różne rodzaje szyn zbiorczych:
1. Układ pojedynczej szyny zbiorczej
Układ pojedynczej szyny zbiorczej jest dość łatwy i prosty. W tym typie układu jest pojedynczy autobus z centralką. Transformatory, generatory i zasilacze są podłączone do szyny zbiorczej.
Wyłącznik automatyczny steruje generatorami, zasilaczami i transformatorem. Podczas konserwacji izolatory służą do odizolowania zasilaczy, generatorów i transformatorów od szyny zbiorczej.
Zalety układu z pojedynczą szyną zbiorczą
- Obsługa jest łatwa i prosta
- Mniej konserwacji
- niższe koszty
Wady układu z pojedynczą szyną zbiorczą
- W przypadku wystąpienia jakiejkolwiek awarii w tego typu układzie, zasilacze zostaną odłączone, a cały przesył energii elektrycznej zostanie przerwany.
- Rozwiązanie to nie jest zbyt elastyczne i stosuje się je wyłącznie w rozdzielnicach, małych podstacjach i małych elektrowniach, gdzie nie ma potrzeby ciągłej dystrybucji energii elektrycznej.
Przeczytaj także: Jakie są różne rodzaje regulatorów ładowania słonecznego?
2. Układ pojedynczej szyny zbiorczej z sekcją szynową
Ten typ jest stosowany głównie na dużych stacjach. W tym układzie kilka jednostek jest instalowanych za pomocą sekcjonowanej szyny. W tym przypadku stosuje się izolatory i wyłączniki nadprądowe.
W tym układzie izolatory służą do oddzielenia uszkodzonej sekcji, aby chronić system przed wyłączeniem. Nawet gdy używany jest dodatkowy wyłącznik obwodu, nie ma wzrostu kosztów.
Zalety pojedynczego układu szyn zbiorczych z sekcją szynową
- Łatwo jest usunąć uszkodzoną część, i to bez utraty ciągłości zasilania.
- W przypadku tego typu szyn zbiorczych możliwe jest naprawianie poszczególnych odcinków szyny bez naruszania całego przekroju szyny zbiorczej.
- Posiada dławik ograniczający prąd, który pomaga zmniejszyć liczbę usterek w odcinkach szyny zbiorczej.
Wady układu pojedynczej szyny zbiorczej z sekcją szynową
- Zastosowanie dodatkowych obwód wyłączniki i izolatory w systemie podnoszą koszty.
3. Układ magistrali głównej i transferowej
Ten typ szyny zbiorczej jest zaprojektowany przez łącząca główną szynę zbiorczą z szyną pomocniczą. Odbywa się to za pomocą łącznika magistrali do łączenia odizolowanych przełączników i wyłączników. W przypadku przeciążenia, za pomocą łącznika magistrali, obciążenie jest przenoszone z jednej szyny zbiorczej na drugą. W takim przypadku, aby przenieść obciążenie, potencjały obu szyn zbiorczych powinny być podobne. Ponadto, główna szyna powinna być otwarta, a także utrzymywana bliżej, aby przenieść obciążenie.
Zalety układu magistrali głównej i transferowej
Jeśli wystąpi jakakolwiek awaria, główną zaletą jest przeniesienie obciążenia z jednego typu na inny.
- Koszty konserwacji i napraw są niższe.
- Wykorzystując potencjał magistrali można sterować przekaźnikami.
- Przeniesienie ładunku na inny autobus jest dość łatwe.
Wady układu magistrali głównej i transferowej
- Ponieważ cały system wykorzystuje dwie szyny zbiorcze, koszty rosną.
- Jeżeli w którejkolwiek sekcji magistrali wystąpi awaria, cały system może ulec awarii.
Zobacz także: 5 głównych wad falownika hybrydowego
4. Podwójna magistrala i podwójny wyłącznik
W tym typie układu stosuje się dwie szyny zbiorcze z dwoma wyłącznikami . Nie wymaga to więc żadnego specjalnego sprzętu, takiego jak złącze szynowe i przełącznik.
Zalety podwójnej magistrali i podwójnego układu wyłączników
- Ponieważ nie występuje utrata ciągłości spowodowana awariami, zapewnia najwyższą niezawodność i elastyczność.
- Pomimo przeniesienia obciążenia z jednej magistrali do drugiej, ciągłość zasilania systemu nie ulegnie zmianie.
Wady układu podwójnej magistrali i podwójnego wyłącznika
- Ze względu na dwie magistrale i dodatkowe wyłączniki, koszt systemu, jak i jego konserwacja, jest znacznie wyższy. Tego typu systemy szyn zbiorczych są stosowane w podstacjach.
Przeczytaj także: 3 wiodące typy systemów fotowoltaicznych
5. Układ podwójnej szyny zbiorczej sekcjonowanej
W tym typie układu szyn zbiorczych, w połączeniu z sekcjonowanym systemem szyn głównych , stosuje się również szyny pomocnicze . W celu konserwacji i naprawy, można zdemontować dowolną sekcję szyny głównej. Sekcje te można następnie podłączyć do dowolnej szyny pomocniczej w systemie. Ze względu na wysoki koszt, sekcjonowanie szyny pomocniczej nie jest konieczne.
6. Układ półtora wyłącznika
W takim układzie systemu, dla 2 obwodów stosuje się 3 wyłączniki. Każdy obwód w tym systemie będzie używał połowy wyłącznika. Ten układ jest stosowany głównie w dużych stacjach.
Zalety układu z półtora wyłącznikiem
- Tego typu układ zabezpiecza układ przed utratą zasilania.
- Można go używać do sterowania przekaźnikami.
- W takim układzie można łatwo dodać do systemu dodatkowe obwody.
Wady układu z półtora wyłącznikiem
- Tego typu systemy wiążą się z dość wysokimi kosztami utrzymania.
- Posiada skomplikowany obwód ze względu na system przekaźników.
Zobacz także: Jakie są 4 rodzaje paneli słonecznych?
7. Układ główny pierścienia
Jest to rodzaj systemu o układzie pierścieniowym . Osiąga się to poprzez połączenie punktu końcowego głównej szyny zbiorczej systemu z punktem początkowym.
Zalety układu pierścieniowego
- Ze względu na układ pierścieniowy, ten typ szyny zbiorczej ma dwie dostępne ścieżki zasilania. Tak więc usterki nie będą miały wpływu na działanie systemu.
- Możliwe jest usunięcie usterek w konkretnej sekcji systemu bez zakłócania jego działania.
- W takim układzie łatwo jest konserwować wyłącznik obwodu, nie powodując przy tym żadnych przerw w zasilaniu.
Wady układu pierścieniowego
- Jeżeli którykolwiek z wyłączników zostanie otwarty, system ulegnie przeciążeniu.
- Istnieje ryzyko wystąpienia komplikacji podczas dodawania nowego obwodu.
Przeczytaj także: Dlaczego mój panel słoneczny Ring się nie ładuje?
8. Układ siatki
Jest to rodzaj układu szyn zbiorczych, który jest połączony za pomocą 4 wyłączników zainstalowanych w siatce. Obwód jest odczepiany przed punktem węzłowym. Wystąpienie zwarć w dowolnym odcinku może spowodować otwarcie siatki utworzonej przez szyny.
Układ kratowy jest stosowany w podstacjach, gdzie wymaga dużej liczby obwodów. Zapewnia również bezpieczeństwo przed awariami. Ponadto brakuje możliwości przełączania.
Szyny zbiorcze stają się coraz częściej elementami paneli słonecznych, są ważne dla funkcjonowania systemów solarnych, dlatego ważne jest, aby dowiedzieć się czegoś o takich elementach. Po przeczytaniu tego bloga powinieneś mieć już wyjaśnione wszystkie pytania dotyczące szyn zbiorczych solarnych.
Polecamy: Czym jest gwarancja na panele słoneczne?
