فیوز چیست و چه کاربردی در سیستم برق خورشیدی دارد؟

 
فیوز یکی از اولین قطعات در تاریخ مهندسی برق است. این قطعات به دلیل ساختار ساده و عملکرد قابل اعتماد بر اساس قوانین مصونیت فیزیکی یکی از بهترین راه حل ها برای حفاظت از مدارها هستند.از دیدگاه اهل فن فیوز یعنی قطعه قابل تعویض یا همان فیوز لینک است. از دیدگاه Standardfuse، این به معنای تمام تجهیزاتی است که یک دستگاه کامل را تشکیل می دهد. لذا فیوز از اجزایی مانند پایه فیوز، فیوز لینک، نگهدارنده فیوز، بخش تست و محفظه ای برای جلوگیری از برق گرفتگی و دﻳﻮاره ﻫﺎي ﺟﺪا ﻛﻨﻨﺪه ﺑﺮاي اﺳﺘﻔﺎده چند ﻓﻴﻮز ﻛﻨﺎر ﻫﻢ تشکیل شده است. بر خلاف فیوزهای معمولی، فیوزهای خورشیدی به طور خاص برای ویژگی های ویژه سیستم های PV طراحی شده اند. آنها می توانند به جریان های خطای رایج در مدارهای خورشیدی پاسخ دهند و ایمنی و طول عمر سرمایه گذاری خورشیدی شما را تضمین کنند.

عملکرد فیوز ها چگونه است؟

عملکرد اصلی فیوز این است که وقتی جریانی بالاتر از حد مطلوب از مدار عبور می کند، مدار را قطع می کند و در نتیجه از آسیب ناشی از اتصال کوتاه جلوگیری می کند. ساده ترین نوع فیوز شامل یک عنصر مقاومتی است که به دقت برای نقطه ذوب آن انتخاب شده است. با عبور جریان از این عنصر، یک افت ولتاژ کوچک (بسیار کوچک برای تأثیر بر جریان زمین) در سراسر عنصر ایجاد می شود و مقداری از انرژی به صورت گرما تلف می شود. لذا دمای عنصر افزایش می‌یابد. برای جریان معمولی، این افزایش دما برای ذوب شدن رشته کافی نیست. با این حال، اگر جریان کشیده شده از جریان نامی فیوز بیشتر شود، به سرعت به نقطه ذوب می رسد. عنصر مقاومتی ذوب می شود و مدار قطع می شود. ضخامت و طول عنصر مقاومتی جریان نامی را تعیین می کند. عناصر فیوز از روی، مس، نقره، آلومینیوم یا آلیاژهای دیگر ساخته شده اند تا جریان قطع قابل پیش بینی را فراهم کنند. هنگامی که یک فیوز خورشیدی در معرض جریان بیش از حد قرار می گیرد، از رسانایی استفاده می کند که ذوب می شود، مدار را قطع می کند و از آسیب بیشتر جلوگیری می کند.

انواع فیوز برق خورشیدی کدامند؟

یک نیروگاه خورشیدی شامل قطعات الکتریکی و الکترونیکی است که از فیوزها برای محافظت از این قطعات استفاده می‌کنند، چه متصل به شبکه و چه خارج از شبکه. فیوزها در اشکال مختلف، سرعت کار و درجه بندی ولتاژ بسیار متنوع هستند. به طور کلی در نیروگاه های خورشیدی از فیوزهای زیر استفاده می شود.

فیوز سیلندری، استوانه ای یا سیگاری

همانطور که از نام آن پیداست ظاهری شبیه یک استوانه دارد که بدنه آن از سرامیک ساخته شده و دو سر آن کنتاکت فلزی قرار گرفته است. در داخل این فیوز یک عنصر ذوب وجود دارد که شبیه یک تکه سیم است که توسط ماسه احاطه شده است. هنگامی که جریان از این فیوز عبور می کند، المان ذوب شونده قطع می شود و در نتیجه از عبور جریان غیرمجاز جلوگیری می شود. سرعت قطع این فیوزها بر اساس کلاس آنها تعیین می شود و در برق خورشیدی از دو کلاس gPV برای اتصال پنل های خورشیدی و کلاس gBAT برای محافظت از اتصال باتری استفاده می شود.

در ورودی اینورتر یا سانورتر خورشیدی، جریان معکوس ممکن است به پنل خورشیدی آسیب برساند. در یک نیروگاه خورشیدی که دارای چند استرینگ موازی است، ممکن است اتصال کوتاه در یکی از استرینگ‌ها باعث ایجاد مشکل در سایر استرینگ‌ها شود. برای جلوگیری از این نوع خطا و آسیب به پنل‌های خورشیدی، از فیوز استوانه‌ای نوع gPV بهره‌برداری می‌شود. علاوه بر این، از فیوز نوع gBAT در باتری برای محافظت از باتری و کابل در صورت اتصال کوتاه یا اضافه بار استفاده می شود.

فیوز کاردی

این فیوز شبیه فیوز استوانه ای است که به طور گسترده در انرژی خورشیدی استفاده می شود: نوع gPV برای محافظت از سیم های برق خورشیدی در مسیر پانل های خورشیدی و از نوع gBAT استفاده می شود اگر اینورتر خورشیدی باتری داشته باشد سیم در مسیر اینورتر به باتری قرار می گیرد. فیوزهای کاردی نسبت به فیوزهای سیلندری دارای سایز و تنوع بیشتری هستند. همچنین پایه های این فیوزها متفاوت است. فیوزهای کاردی gG و gS گاهی اوقات برای محافظت از کابل های برق در خروجی AC اینورتر استفاده می شوند.

کلید فیوز

کلید فیوز شامل یک کلید با محافظ داخلی است که در نیروگاه خورشیدی بین پنل خورشیدی و اینورتر قرار دارد که می توان از آن برای قطع و وصل سیستم تحت بار استفاده کرد. در این حالت، همراه با قابلیت اتصال و قطع، شامل حفاظت داخلی است که می تواند سیستم را در شرایط شدید خاموش کند. همچنین برخی از پایه های فیوز کاردی می توانند از نوع کلید فیوز باشند که در این صورت می توان علاوه بر قطع بار، سیستم را ایمن تر کرد.

فیوز‌های DC خورشیدی

فیوز DC خورشیدی که به عنوان فیوز فتوولتاییک شناخته می‌شود، در مسیر استرینگ‌های نیروگاه خورشیدی و در تابلو DC این نیروگاه به کار می‌رود و دو سر آن برای نصب بر روی پایه فیوز طراحی شده است. محدوده آمپر و ولتاژ این فیوزها 0.5 تا 500 آمپر و 750 تا 1500 ولت است. این فیوزها وظیفه محافظت از پانل ها در برابر جریان اضافی را بر عهده دارند. فیوزها علاوه بر جریان، دارای سطح ولتاژ عایق خاصی نیز هستند که در طراحی و انتخاب فیوز باید در نظر گرفته شود. این فیوزها در ولتاژهای مختلف برای سطوح ولتاژ مختلف تولید می شوند.

فیوز DC اینورتر خورشیدی – 200 آمپر همراه پایه نگهدارنده آلمانی

ﺣﻔﺎﻇﺖ ﻣﺪار DC

اگرچه فیوزهای DC به طور گسترده در کاربردهای الکترونیکی و اتوماسیون برای محافظت از مدارهای فشار ضعیف با جریان های اتصال کوتاه نسبتا کم استفاده می شود، فیوزهای DC هنوز در کاربردهایی مانند ﻣﻮﺗﻮر ﻫـﺎي ﻛﺸـﺸﻲ، ﻣـﺪارات اﻧـﺪاره گﻴﺮي و ﻛﻨﺘﺮﻟﻲ، وﺳﺎﻳﻞ ﻧﻘﻠﻴﺔ ﺑﺮﻗﻲ از ﻗﺒﻴﻞ ﻛﺎﻣﻴﻮﻧ ﻬﺎ، ﺟﺮﺛﻘﻴﻞ و… استفاده می شوند. در سال های اخیر، این کاربردهای ویژه در تعدادی از کاربردهای مدرن مانند منابع تغذیه اضطراری (UPS) در ایستگاه های اصلی برای مقاصد مخابراتی و تجهیزات کامپیوتری و همچنین جایگزینی منابع تغذیه فسیلی و فتوولتائیک استفاده شده است. از این رو، انتظار می رود استفاده از فیوزهای DC در آینده افزایش یابد. فیوزهای محدود کننده جریان برای هر دو کاربرد DC و AC طراحی شده اند، اما رتبه بندی آنها بر اساس کاربردهای مختلف فیوزها متفاوت است.

هدف استفاده از فیوزهای خورشیدی

فیوزهای خورشیدی نقش مهمی در تضمین ایمنی و عملکرد بهینه سیستم انرژی خورشیدی شما ایفا می کنند. این فیوزها برای محافظت از مدار خورشیدی در برابر بسیاری از جریان ها مانند اتصال کوتاه، اضافه بار و غیره طراحی شده اند که می تواند باعث آتش سوزی یا آسیب به تجهیزات الکتریکی شود. یکی از اهداف اصلی فیوز خورشیدی جلوگیری از داغ شدن بیش از حد سیم و کابل های سیستم شما است. در صورت جریان بیش از حد، فیوز با قطع جریان به عنوان مکانیزم ایمنی عمل می کند. این کار از گرم شدن بیش از حد سیم ها و آتش سوزی احتمالی جلوگیری می کند. نصب فیوزهای مناسب می تواند به کاهش خطرات الکتریکی و محافظت از سرمایه گذاری خورشیدی شما کمک کند.

فیوزهای خورشیدی علاوه بر محافظت از سیم کشی، از تجهیزات خورشیدی شما نیز در برابر آسیب محافظت می کنند. تجهیزات معیوب یا برخورد صاعقه می تواند باعث ایجاد جریان های الکتریکی غیرعادی شود که می تواند به پانل های خورشیدی یا اینورت های خورشیدی آسیب برساند. با استفاده از حفاظ هایی با اندازه مناسب می توانید از آسیب دیدن این قطعات جلوگیری کرده و طول عمر آنها را تضمین کنید. انتخاب اندازه و نوع مناسب فیوزهای خورشیدی در اثربخشی آنها بسیار با اهمیت است.