Popularitas Sistem Energi Surya
Saat ini, panel surya menjadi semakin populer sebagai sumber energi alternatif atau bahkan utama rumah tangga. Dalam beberapa tahun terakhir, berbagai penelitian berfokus pada bagaimana meningkatkan efisiensi, keandalan, dan bahkan ketersediaan Panel Surya Fotovoltaik (PV) selama semua musim atau bahkan di malam hari. Selain itu, karena pemasangan sistem surya fotovoltaik berada di luar ruangan, sistem tersebut juga harus tahan terhadap kondisi cuaca ekstrem di luar, gangguan hewan, dan juga kejadian listrik seperti lonjakan dan petir.
Tenaga surya menjadi pilihan utama bagi masyarakat di seluruh dunia untuk memenuhi kebutuhan energi mereka.
Pemahaman Tentang DC SPD untuk Surya
Perangkat pelindung lonjakan arus DC mencegah lonjakan daya pada sistem PV surya. Namun, untuk lebih tepatnya, DC SPD berisi varistor oksida logam. Jadi, ketika terjadi lonjakan pada sirkuit, varistor oksida logam menyerap tegangan ekstra dan membiarkan arus mengalir melaluinya. Karena varistor oksida logam memiliki resistansi tinggi, sirkuit tidak rusak oleh aliran arus. Sebaliknya, ia kembali berfungsi normal ketika lonjakan telah berlalu. Selain itu, prosesnya hanya dilakukan dalam nanodetik sehingga tidak ada risiko lonjakan pada sistem.
Mengapa Sistem Surya Membutuhkan Perangkat Pelindung Lonjakan Arus DC (SPD)?
Lonjakan tegangan dapat terjadi karena berbagai alasan, seperti petir atau perubahan internal dalam penggunaan tegangan. Jadi, karena sistem PV surya rentan terhadap kerusakan, lonjakan tegangan merusak komponen sistem fotovoltaik (PV) tenaga surya. Lonjakan tegangan ini juga menciptakan lubang bakar pada panel PV dan merusak inverter. Jadi, perangkat pelindung lonjakan arus DC dapat mencegah arus meluap ke dalam sirkuit dan menyelamatkan komponen-komponen ini dari kerusakan.
Ketika terjadi lonjakan daya, hal itu menghentikan sistem agar tidak berjalan pada tingkat optimalnya. Terkadang, hal itu juga merusak komponen sistem PV dengan parah. Jadi, ketika Anda memasang pelindung lonjakan surya pada sistem PV, hal itu membantu sistem berjalan lancar tanpa lonjakan tiba-tiba. Akibatnya, sistem memberikan kinerja yang lebih baik dan lebih konsisten.
Lonjakan daya tiba-tiba menyebabkan komponen sistem PV rusak seiring waktu. Hal ini secara bertahap mengurangi harapan hidup sistem tenaga surya. Jadi, perangkat pelindung lonjakan akan memastikan kesejahteraan komponen-komponen ini. Selain itu, perangkat ini akan meningkatkan harapan hidup sistem tenaga surya untuk jangka waktu yang lebih lama.
Saat petir menyambar sistem PV tenaga surya, hal itu dapat merusak parah inverter, pengontrol, atau panel. Memperbaiki kerusakan ini seringkali dapat membuat Anda membayar lebih dari investasi dalam jangka panjang. Terkadang, Anda mungkin perlu mengganti komponen-komponen ini, yang cukup mahal. Jadi, DC SPD akan memastikan Anda tidak mengeluarkan uang tambahan dan akan membantu Anda menghemat lebih banyak dalam jangka panjang. Oleh karena itu, berinvestasi dalam DC SPD sangat berharga.
Bahkan lonjakan tegangan terkecil dapat merusak setiap perangkat elektronik yang menarik daya dari susunan panel surya jika tidak memiliki pelindung lonjakan. Ini terlepas dari fakta bahwa investasi penghematan energi apa pun yang Anda lakukan akan menjadi tidak berguna tanpa perlindungan petir karena petir adalah salah satu alasan utama panel surya tidak berfungsi.
Apa yang Terjadi Ketika Petir Menyambar Sistem PV Surya?
Petir menimbulkan risiko signifikan kerusakan total atau sebagian pada ladang surya baik secara langsung dari sambaran langsung atau mengakibatkan kerusakan degeneratif dari sambaran tidak langsung.
Tegangan lebih dapat berdampak pada pemasangan sistem panel surya dalam berbagai cara:
- Dari sambaran langsung ke sistem perlindungan petir eksternal suatu struktur, di dekatnya, dan bahkan ke instalasi PV itu sendiri
- Dari arus yang diinduksi petir yang didistribusikan ke dalam jaringan listrik
- Dari tegangan lebih yang ditransmisikan dari jaringan listrik yang berasal dari atmosfer (petir) dan/atau karena operasi
- Dari variasi medan listrik karena petir
- Dari jaringan, jika petir menyambar konduktor tegangan menengah atau rendah
- Dari bumi, jika petir menyambar dekat dengan inverter PV
- Dari sisi DC, jika petir menyambar modul PV
Ketika petir menyambar susunan panel surya, hal itu menyebabkan arus transien yang diinduksi di dalam loop kabel sistem yang menyebabkan kegagalan isolasi, panel, inverter, dan peralatan komunikasi. Komponen lain di dalam sistem tenaga surya, seperti kotak kombinasi dan MPPT (perangkat pelacak titik daya maksimum), memiliki peluang kegagalan tertinggi.
Beberapa sistem PV surya mungkin tahan terhadap kerusakan fisik atau sirkuit pada panelnya; namun, kontrol sirkuit dan perangkat penyimpanan energinya akan langsung tidak dapat digunakan setelah sambaran petir.
Bagaimana Tegangan Lebih Mengganggu Sistem Panel Surya?
Merusak Sel Surya:
Kelebihan tegangan dalam sirkuit memberikan tekanan pada sel surya. Akibatnya, ia mulai terlalu panas. Hal ini pada akhirnya menyebabkan bahan terbakar atau merusak sel. Terkadang, hal itu dapat menyebabkan kerusakan yang tidak dapat diperbaiki pada sel surya. Akibatnya, Anda mungkin perlu mengganti pembangkit listrik tenaga surya sepenuhnya.
Menciptakan Bahaya Kebakaran:
Ketika tegangan menjadi berlebihan, bahan mulai terlalu panas. Terkadang, panas berlebih dapat menyebabkan bahan meledak. Hal ini, sebagai akibatnya, akan menciptakan bahaya kebakaran besar di pembangkit listrik tenaga surya. Selain itu, karena pembangkit listrik ini saling terhubung, hal itu dapat merusak seluruh sistem instalasi panel surya. Hal ini dapat membahayakan nyawa orang.
Mengganggu Pasokan Listrik:
Kelebihan tegangan mencegah sirkuit memberikan kinerja yang konsisten. Lonjakan reguler ini secara bertahap membuat pembangkit listrik tenaga surya tidak mampu berfungsi dengan lancar. Akibatnya, konsumen menerima kinerja sistem yang berkurang dari pihak mereka. Jadi, jika langkah-langkah yang tepat tidak diambil pada waktu yang tepat, tidak akan lama bagi seluruh sistem untuk rusak.
Bagaimana Melindungi Sistem Surya dengan DC SPD?
Pelindung lonjakan arus DC surya melindungi kontrol sirkuit dan perangkat penyimpanan energi dengan membatasi lonjakan dan mengirimkannya ke tanah. Sambaran petir pada susunan panel surya menyebabkan arus transien yang diinduksi dalam loop kabel sistem, merusak isolator, panel, inverter, dan peralatan komunikasi. Komponen elektronik lain dalam sistem fotovoltaik, seperti kotak kombinasi dan MPPT (Perangkat Pelacak Titik Daya Maksimum) adalah yang paling mungkin gagal. Perangkat pelindung lonjakan arus DC memberikan perlindungan lonjakan dengan membatasi amplitudo tegangan lebih dan mengalihkan gelombang arus ke bumi. Penahan lonjakan DC ini harus dipasang tidak hanya pada komponen DC tetapi juga pada komponen AC. Jumlah keseluruhan DC SPD untuk sistem PV surya tergantung pada jarak antara modul dan inverter, dan juga jumlah inverter dan saluran DC.
Bagaimana Memilih DC SPD yang Tepat untuk Surya?
Kepadatan Kilat:
Kepadatan kilat adalah jumlah sambaran petir ke tanah per kilometer persegi. Hal ini diukur berdasarkan tahun. Kepadatan kilat ini membantu Anda mengetahui seberapa banyak petir yang terjadi di area tertentu. Jadi, Anda dapat memilih DC SPD berdasarkan berapa banyak kilatan yang dapat ditampungnya rata-rata.
Misalnya, Anda dapat memilih DC SPD tipe 1 jika petir terjadi terlalu banyak di area tertentu, karena perangkat ini dirancang khusus untuk menyelamatkan komponen dari sambaran petir.
Suhu Pengoperasian Sistem:
Suhu pengoperasian sistem adalah batas pengoperasian perangkat di mana komponen fisik mungkin gagal. Jadi, Anda harus mengetahui suhu pengoperasian sistem dari DC SPD yang akan Anda pilih. Rentang pengoperasian sistem yang lebih baik akan memastikan bahwa DC SPD berjalan dengan aman.
Tegangan Sistem:
Tegangan sistem adalah peringkat tegangan maksimum di mana DC SPD akan berjalan. Ini berarti bahwa jika arus meluap lebih dari arus yang dinilai, maka perangkat pelindung lonjakan arus DC mungkin menurun. Hal ini juga dapat menyebabkan kerusakan permanen pada perangkat. Jadi, pastikan bahwa DC SPD yang Anda pilih memiliki peringkat tegangan yang tinggi.
Berapa Banyak Pelindung Lonjakan yang Anda Butuhkan di Ladang Surya?
Jaringan pelindung lonjakan harus dipasang di seluruh jaringan distribusi daya DC dan AC sistem tenaga surya untuk melindungi sirkuit kritis. Jumlah keseluruhan SPD yang dibutuhkan dalam sistem PV surya bervariasi tergantung pada jarak antara panel dan inverter.
Kami merekomendasikan pemasangan SPD pada input DC dan output AC dari inverter sistem PV surya sambil membumikan kedua saluran DC positif dan negatif. Sirkuit kombinasi, sirkuit kontrol, sistem pemantauan, dan sistem pelacakan juga harus dilindungi untuk mencegah gangguan listrik dan kehilangan data.
- Di saluran AC, perlindungan lonjakan harus diterapkan pada setiap konduktor daya ke tanah.
- Jika panjang kabel antara panel surya kurang dari 10 meter, 1 SPD harus dipasang oleh inverter, kotak kombinasi, atau lebih dekat ke panel surya.
- Dalam instalasi dengan kabel DC lebih dari 10 meter, lebih banyak pelindung lonjakan akan dibutuhkan di kedua ujung kabel inverter dan modul surya.
- Dalam sistem tenaga surya perumahan dengan mikroinverter yang memiliki kabel DC pendek tetapi kabel AC yang lebih panjang, SPD harus dipasang di kotak kombinasi untuk melindungi rumah dari lonjakan transien.
Apa Saja Komponen DC SPD untuk Tenaga Surya?
Berbagai jenis resistor mencegah sambaran lonjakan pada pembangkit listrik tenaga surya. Jadi, DC SPD Anda dapat berisi salah satu resistor ini. Di sini, saya telah menulis tentang cara kerjanya dan bagaimana mereka mencegah lonjakan daya. Silakan periksa:
Varistor Oksida Logam:
Varistor oksida logam adalah jenis resistor yang membantu perangkat listrik menghindari tegangan lebih atau lonjakan daya. Varistor ini ditempatkan di pintu masuk sirkuit. Resistor ini memastikan bahwa tegangan ekstra dari sirkuit utama dapat ditransien dengan mudah.
Namun, resistansinya berubah berdasarkan tegangan. Ini berarti bahwa jika tegangan meningkat, resistansi akan menurun. Akibatnya, aliran arus akan lebih tinggi dalam sirkuit DC SPD, yang akan membantu menyeimbangkan tegangan.
Tabung Pelepasan Gas:
Tabung Pelepasan Gas (GDT) adalah tabung pelindung petir. Ketika tabung ini mendeteksi peningkatan tegangan, ia melepaskan gas inert, yang membentuk saluran resistansi rendah karena ionisasi. Selanjutnya, ia melewatkan arus ke saluran tanah. Dengan cara ini, tabung pelepasan gas menghindari lonjakan daya di pembangkit listrik tenaga surya.
Resistor Sensitif:
Ada beberapa resistor sensitif, seperti penekan tegangan transien (TVS). Penekan tegangan ini dapat bertindak cepat untuk mentransien tegangan. Pada awalnya, ketika dioda TVS mendeteksi tegangan dalam sirkuit, mereka berubah menjadi keadaan transisi rendah. Kemudian, mereka mengirimkan tegangan ekstra ke tanah. Terkadang, tegangan ekstra juga dapat melewati dioda TVS.
Apakah ladang surya membutuhkan sistem perlindungan petir?
Perlindungan lonjakan adalah komponen yang diperlukan dalam instalasi listrik apa pun, tetapi sama sekali tidak menggantikan solusi perlindungan petir yang tepat.
Jika Anda ingin melindungi investasi Anda, perlindungan lonjakan bukanlah pilihan, itu adalah kebutuhan, tetapi jika Anda menginginkan perlindungan total dan ketenangan pikiran, sistem perlindungan petir dapat membuat perbedaan antara keberhasilan dan kegagalan instalasi tenaga surya skala besar.
Sistem perlindungan petir tidak hanya melindungi sistem PV surya tetapi juga memberikan perlindungan yang andal untuk seluruh properti dan aset Anda sambil mengalihkan arus transien ke tanah dengan aman.
Cara sederhana untuk melihat perlindungan petir vs perlindungan lonjakan adalah dengan melihat perlindungan lonjakan sebagai garis pertahanan kedua terhadap sambaran petir tidak langsung.
Sebaliknya, sistem perlindungan petir lengkap yang mencakup terminal udara (penangkal petir), konduktor bawah, pelindung lonjakan, ikatan ekipotensial, dan sistem pentanahan adalah garis pertahanan pertama terhadap sambaran petir langsung.
Tips Pra-Pemasangan DC SPD untuk Surya
- Anda harus memastikan bahwa SPD yang Anda pasang memiliki peringkat tegangan yang lebih tinggi daripada peringkat tegangan yang diharapkan dari pembangkit listrik tenaga surya.
- Anda harus memastikan bahwa ada ruang yang cukup di penutup DC SPD sehingga peralatan dapat dipasang dengan benar dan tidak berfungsi karena gangguan pada koneksi.
- Jika Anda akan memasang lebih dari satu DC SPD, pastikan bahwa celah antara perangkat pelindung lonjakan ini dapat dikelola.
Bagaimana Cara Memasang DC SPD untuk Surya?
Langkah 1: Hubungkan DC SPD ke Sistem Surya
Pertama, Anda perlu memposisikan DC SPD di tempat di mana ada kemungkinan lonjakan. Lokasinya bisa di inverter atau modul surya berdasarkan ukuran kabel. Setelah Anda menemukan lokasinya, matikan sambungan listrik dari sistem PV panel surya untuk mengurangi risiko terkena sengatan listrik saat mengerjakannya. Sekarang, Anda perlu mengambil kabel dari modul sistem fotovoltaik pembangkit listrik tenaga surya dan menghubungkannya ke terminal DC SPD. Terminal ini dapat berisi pin fase tunggal ke pin tiga fase. Untuk membuatnya lebih tepat, jika itu adalah koneksi fase tunggal, Anda perlu menghubungkan kabel yang ditandai positif ke terminal positif dan kabel yang ditandai negatif ke terminal negatif. Kabel terakhir yang ditandai PE akan dihubungkan ke saluran bumi. Sekarang, pastikan bahwa kabel terhubung ke terminal dengan benar sehingga tidak ada koneksi yang longgar.
Langkah 2: Pilih Penutup
Pertama, pilih penutup tempat Anda dapat menempatkan DC SPD. Namun, Anda juga dapat menyesuaikan penutup untuk menempatkan peralatan. Pastikan ada ventilasi di kotak penutup agar panas dapat keluar dari kotak.
Langkah 3: Pasang DC SPD
Tempatkan DC SPD di penutup. Pastikan terminal terpasang di dalam dengan benar. Selanjutnya, Anda dapat menempatkan terminal ini ke belakang sehingga tidak ada penumpukan debu di koneksi.
Langkah 4: Rute Kabel
Sekarang, Anda dapat merutekan kabel modul PV ke penutup. Selain itu, Anda harus menggunakan klem kabel untuk mengamankan tepi sirkuit agar tidak bersentuhan dengan komponen lain dan membuat potensi bahaya. Kemudian, Anda dapat menutup penutup.
Langkah 5: Uji Sistem PV
Sekarang, Anda dapat menjalankan sistem PV dan memeriksa apakah DC SPD memberikan perlindungan yang memadai dari lonjakan dan apakah pembangkit listrik tenaga surya berkinerja baik.
Bagaimana Cara Memelihara DC SPD untuk Surya?
Pemeriksaan Reguler: Anda harus secara teratur memantau DC SPD dan memeriksa koneksi yang longgar. Jika Anda menemukan koneksi yang longgar, kencangkan kembali dengan erat. Selain itu, periksa penumpukan debu pada kabel. Terkadang, penumpukan debu dapat merusak kabel dan pada akhirnya merusaknya.
Penggantian Rutin: Saat Anda memeriksa DC SPD, pastikan bahwa semua komponen masih baru dan utuh. Namun, jika Anda melihat ada kerusakan pada kabel atau komponen, segera ganti.
Pesan Anda harus antara 20-3.000 karakter!
