Oprirea rapidă - o cerință minunată de siguranță electrică

Dacă tocmai ați instalat un sistem de panouri solare sau vă uitați la fotografii ale acestuia, este posibil să observați o cutie cu un comutator de pornire/oprire pe care scrie “Oprire rapidă”. Dar ce înseamnă o oprire rapidă? De ce este importantă pentru sistemele cu panouri solare?

După cum știm cu toții, tehnologia fotovoltaică (PV) evoluează rapid și vedem din ce în ce mai multe panouri solare PV instalate pe acoperișuri pe proprietăți rezidențiale și comerciale. În timp ce echipamentele pentru panouri fotovoltaice trebuie să fie certificate pentru siguranța împotriva impactului și a riscurilor de incendiu, aceste certificări nu iau în considerare toate interacțiunile specifice cu pompierii care lucrează în jurul panourilor în timpul stingerii incendiilor.

Multe țări au realizat importanța măsurilor de siguranță pentru a garanta funcționarea în siguranță a instalațiilor solare și pentru a permite pompierilor și altor categorii de personal de urgență accesul în siguranță la acoperișuri. Aici intră în joc oprirea rapidă.

O introducere în oprirea rapidă

Este o cerință de siguranță electrică stabilită de Codul electric național (NEC) pentru sistemele cu panouri solare. Mai simplu spus, acesta oferă o modalitate rapidă de a opri un sistem de panouri solare de pe acoperiș.

Asociația Națională de Protecție împotriva Incendiilor (NFPA) a introdus cerința de oprire rapidă în NEC, în încercarea de a asigura siguranța primilor intervenienți. Să sperăm că locuința dvs. nu va lua niciodată foc și nici nu va trebui să vă faceți griji cu privire la funcția de oprire rapidă - dar dacă se întâmplă acest lucru, pompierii pot utiliza soluția de oprire rapidă pentru a opri sistemul dvs. de panouri solare în cazul în care trebuie să ajungă pe acoperișul dvs. În mod surprinzător, acesta nu este întotdeauna cazul cu simpla oprire a unui invertor solar: cu unele setări ale invertorului solar, firele și circuitele pot păstra energia chiar și atunci când invertorul solar este oprit, crescând riscul de șoc electric pentru pompierii care lucrează pe acoperișuri sau în poduri. Un comutator de oprire rapidă permite pompierilor să tragă fizic comutatorul în mai puțin de un minut, reducând tensiunea sistemului de panouri solare la un nivel sigur.

Cerința de oprire rapidă cea mai familiară instalatorilor de astăzi a fost introdusă pentru prima dată în 2014; Printre altele, regulamentul stabilește un standard pentru reducerea rapidă a tensiunii oricărui conductor (adică materialul dintr-un fir sau cablu prin care curge) dacă aceste conductoare sunt situate la mai mult de 10 picioare în afara matricei sau la cel puțin 5 picioare lungime într-o clădire. Cele mai recente reglementări, NEC 2017, duc aceste standarde un pas mai departe: Noile reglementări reduc cerințele privind limitele de închidere pentru a include orice conductor situat la mai puțin de 1 picior de panoul solar sau la mai mult de 3 picioare lungime în casă.

De fapt, modificările NEC 2017 stipulează că o oprire rapidă trebuie să aibă loc la un singur modul solar, nu la un întreg grup solar. Este important de reținut că NEC nu este o lege federală - statele individuale pot alege să o adopte și să o respecte, la fel ca și orașele sau municipalitățile individuale. Aceasta înseamnă că cerințele de oprire rapidă din statul dvs. pot diferi de cele din statele învecinate (vom vorbi mai mult despre acest aspect mai târziu).

Care sunt cerințele legale ale unei opriri rapide?

Este o cerință a Codului electric național (NEC). La fiecare trei ani, NEC emite un set actualizat de cerințe pentru sisteme electrice sigure. NEC nu este mandatat la nivel federal și fiecare stat adoptă codul la momentul și la hotărârea sa. Unele state aleg un cod electric separat la nivel de stat.

Dacă locuiți într-un stat care utilizează NEC 2014 sau superior, sistemul dvs. solar va trebui să respecte cerințele de oprire rapidă NEC pentru a trece inspecția finală a sistemului dvs. și pentru a-l conecta la utilități și energie.

Mai jos este o prezentare generală a diferitelor ediții ale Codului electric național pentru închidere rapidă:

NEC 2014

În 2014, când a fost adoptat primul set de reglementări, care impuneau ca orice conductor (de exemplu, materialul dintr-un fir sau cablu prin care circulă) să fie la mai mult de 3 metri în afara matricei sau la cel puțin 1,5 metri în interiorul unei clădiri, a existat un comutator de oprire rapidă care necesita o reducere rapidă a tensiunii în caz de urgență.

NEC 2017

Regulamentul a fost revizuit în 2017 și extins pentru a include închideri la nivelul modulelor solare individuale, mai degrabă decât la nivelul întregii rețele solare. Această modificare a regulamentului înseamnă că trebuie să întrerupeți alimentarea oricărui conductor aflat la o distanță de 1 picior de matrice la 80 de volți în 30 de secunde cu un comutator de oprire rapidă, în loc de zona de 10 picioare din NEC 2014.

NEC 2020

Nu s-au schimbat prea multe odată cu recentele actualizări ale reglementărilor. Cea mai notabilă schimbare este reprezentată de liniile directoare la nivelul întregii rețele. În loc de un sistem de oprire rapidă marcat sau listat UL, acum este necesar un sistem de control al riscurilor fotovoltaice (PVHCS) marcat sau listat UL.

Trei moduri de a îndeplini cerințele NEC pentru 2017

Instalați un sistem de oprire rapidă “listat” sau marcat pe teren

Cuvântul “listed” provine de la denumirea originală a programului de certificare UL de acum un secol. Codul electric național utilizează cuvântul “listat”, dar nu precizează în mod specific că produsele și sistemele trebuie să fie certificate UL - ci vorbește în schimb despre principalele caracteristici ale organizațiilor care oferă servicii de certificare. În mod evident, UL consideră că producătorii ar trebui să fie certificați UL pentru ca produsele lor să poată fi oprite rapid, dar și alte laboratoare de testare recunoscute la nivel național.

UL a fost foarte activă în colaborarea cu industria și cu alte părți interesate, cum ar fi comunitatea de intervenție în caz de urgență, pentru a dezvolta aceste cerințe, încercând să ofere aceeași încredere intervenienților în caz de urgență care interacționează cu aceste sisteme în timp ce își îndeplinesc datoria vitală de a proteja societatea, oamenii și proprietatea, iar UL dorește să le facă cât mai sigure posibil.

La Solar Energy International 2019, mulți producători de invertoare solare și echipamente de oprire rapidă și-au demonstrat certificarea SunSpec. SunSpec a dezvoltat protocoale importante pentru comunicarea între diferite dispozitive în timpul opririlor rapide, dar nu este un organism public precum UL. Simpla vizualizare a etichetei SunSpec nu îi spune instalatorului că produsul este certificat pentru oprirea rapidă NEC 2017.

O altă parte a primei opțiuni de conformitate, marcarea la fața locului, se referă la o evaluare tehnică limitată care este efectuată după instalarea la un anumit loc. Dacă instalația îndeplinește cerințele NEC 2017, aceasta poate fi marcată ca un sistem de oprire rapidă, dacă este permisă de AHJ.

Instalați un sistem care poate reduce tensiunea la 80V în 30 de secunde

Microinvertoarele sunt adesea considerate ca fiind în mod inerent potrivite pentru oprirea rapidă, deoarece transformă o sursă de curent continuu de înaltă tensiune într-o sursă de curent alternativ de joasă tensiune, mai sigură, care poate scădea la 80V în 30 de secunde. Cu toate acestea, potrivit lui Boyce, NEC 2017 nu a discutat în mod specific microinvertoarele ca o modalitate de a îndeplini cerințele de oprire rapidă.

Unele microinvertoare sunt proiectate să aibă capacitate la capătul frontal al circuitului, astfel încât, dacă inspectorul nu efectuează efectiv o măsurare a tensiunii, nu există nicio modalitate de a ști dacă aceasta este sub limita de 80 V. UL a efectuat în mod proactiv aceste teste pentru a verifica dacă unele microinvertoare pot respecta pragul de 80 V, dar testarea după instalarea invertorului solar reprezintă o provocare.

Instalarea BIPV: Evitarea componentelor metalice și a metalelor împământate

La instalarea sistemului BIPV, nu instalați componente metalice, nu instalați conductori expuși și nu instalați la mai puțin de 2,5 m de metal împământat.

Șindrile solare, țiglele sau alte sisteme fotovoltaice integrate în clădiri (BIPV) care nu conțin părți metalice sau conductori goi sau care nu se află în apropierea niciunui metal împământat pot îndeplini cerințele NEC 2017. Aceste sisteme sunt izolate de împământare și de componentele conductoare.

Ce face un sistem de oprire rapidă?

Există câteva componente critice implicate într-un sistem de oprire rapidă:

Primul este un dispozitiv de oprire rapidă (RSD). Dispozitivele de oprire rapidă sunt un tip de dispozitiv electronic de putere la nivel de modul (MLPE) sau microinvertor care sunt instalate pe spatele modulelor solare. Acestea sunt echipate cu o tehnologie care poate opri și reduce tensiunea de ieșire în întregul sistem solar pentru a respecta reglementările privind oprirea rapidă a sistemelor fotovoltaice. Un exemplu de produs este Tigo TS4-A-F sau 2F, care este MLPE-ul nostru doar cu conformitate cu oprire rapidă, dar Tigo oferă mai multe opțiuni MLPE cu conformitate cu oprire rapidă.

O altă componentă este un inițiator. Un inițiator de oprire rapidă face exact ceea ce sugerează numele. Acest dispozitiv este de obicei sub forma unui buton de oprire de urgență (e-stop) care se află într-un invertor. De obicei, oprirea rapidă poate fi inițiată în două moduri, fie manual (prin intermediul unui buton de oprire de urgență), fie automat (pierderea energiei din rețea).

În cele din urmă, veți avea nevoie de un invertor solar într-un sistem de oprire rapidă. Un invertor solar este un dispozitiv care convertește electricitatea produsă de modulele solare în energie utilizabilă pentru casa dvs. (pentru mai multe informații despre acest proces, citiți blogul nostru anterior). Multe inițiatoare de oprire rapidă sunt amplasate în interiorul invertorului solar.

Aceste trei componente sunt denumite echipamente fotovoltaice de oprire rapidă (PVRSE). Acestea sunt echipamente utilizate într-un sistem de oprire rapidă care reduce tensiunea la un nivel sigur. US National Electrical Code impune ca PVRSE și PVRSS să fie omologate UL în scopul opririi rapide.

Toate invertoarele au o funcție de oprire rapidă?

Unele sisteme de invertoare solare sunt în mod inerent conforme cu oprirea rapidă la nivel de modul (NEC 2017 și ulterior), în timp ce altele necesită componente suplimentare pentru oprirea rapidă.

Microinvertoarele și sistemele de optimizare a puterii sunt cele mai populare opțiuni de invertoare solare pentru sistemele de panouri solare rezidențiale din Statele Unite. Din fericire, atât microinvertorul, cât și optimizatorul de putere funcționează pe teren pe placa bateriei și au o funcție integrată de oprire rapidă.

Dacă instalați singur unitatea de serie, este posibil să fie necesar să instalați și electronica de putere la nivel de modul (MLPE) pentru a fi în conformitate cu NEC 2017 sau NEC 2020. Asocierea optimizatorului de putere cu un invertor solar string ar trebui să facă acest lucru. Cu toate acestea, optimizatoarele de putere nu sunt singura dvs. opțiune pentru oprirea rapidă - pe măsură ce tot mai multe state încep să adopte NEC 2017, mulți producători de invertoare solare string sau alte companii solare au stabilit noi tehnologii MLPE cu capacități de oprire rapidă. În multe cazuri, aceste MLPE-uri, create special pentru oprirea rapidă, pot fi o opțiune mai economică decât instalarea unui optimizator de putere sau a unui microinvertor.

De ce aveți nevoie de un dispozitiv de oprire rapidă?

Acesta este esențial pentru sistemele solare instalate pe acoperișuri. Chiar dacă conductele de la panou la panou sunt complet sigure, există cazuri individuale în care aceste conducte pot fi deteriorate de soare. Dacă se întâmplă acest lucru, oricine se află în apropierea sistemului ar putea fi expus la electricitate sub tensiune și ar putea duce la o situație periculoasă. Dar, cu ajutorul unei funcții de oprire rapidă, personalul de urgență poate întrerupe rapid alimentarea cu energie a acestor conducte, oferindu-le acces în siguranță la locațiile din jurul sistemului solar.

Conductoarele sistemului de panouri solare sunt încărcate de fiecare dată când soarele strălucește. Fără acest dispozitiv, nu există nicio modalitate sigură de a opri curentul care circulă prin acești conductori.

Majoritatea oamenilor ar crede că pot întrerupe curentul doar prin oprirea invertorului solar, dar nu este cazul. Panourile solare vor genera în continuare electricitate. Cablurile panourilor solare vor produce în continuare electricitate.

Acest curent încărcat reprezintă un risc de șoc electric pentru oricine intră în contact cu un sistem de panouri solare, inclusiv pentru primii intervenienți care se pot confrunta cu urgențe pe acoperișul casei dvs.

Pompierii sunt expuși unui risc deosebit deoarece ventilează adesea clădirile în flăcări prin găurirea acoperișurilor sau a pereților, ceea ce îi poate pune în contact direct cu conductorii sau firele din sistemele de panouri solare.

Oprirea rapidă solară rezolvă această problemă prin oprirea sistemului de panouri solare în decurs de un minut, eliminând riscul ca cineva să se electrocuteze pe acoperiș.

Concluzie

Cerințele de oprire rapidă sunt adoptate la nivel global pentru a proteja pompierii care lucrează în jurul instalațiilor fotovoltaice solare. NEC impune ca tensiunea să fie redusă la un nivel sigur prin utilizarea unei serii de dispozitive (PVRSE) care alcătuiesc un sistem de oprire rapidă (PVRSS). Invertoarele, demaroarele și dispozitivele de oprire rapidă, cum ar fi MLPE-urile sau microinvertoarele, sunt componente necesare pentru respectarea NEC.

Este o cerință de siguranță impusă de Codul electric național al SUA (NEC) care impune comutatoare pe panourile solare care pot întrerupe curentul care circulă prin sistem. O oprire rapidă reduce tensiunea conductorilor din fire și cabluri, protejându-vă casa de a lua foc rapid.

În plus, protejează primii intervenienți, cum ar fi pompierii, permițându-le să întrerupă rapid alimentarea cu energie a conductorilor, permițându-le să acceseze în siguranță zonele din apropierea sistemului.

Oprirea rapidă a sistemului solar este adecvată numai pentru sisteme solare instalat pe acoperiș. Dacă sunteți interesat de instalarea energiei solare în casa dvs., sperăm că acest tweet v-a ajutat să înțelegeți oprirea rapidă și să îmbunătățiți siguranța sistemului dvs. solar.