Hızlı Kapatma - Harika Bir Elektriksel Güvenlik Gereksinimi

Yeni bir güneş paneli sistemi kurduysanız veya resimlerine bakıyorsanız, üzerinde “Hızlı Kapatma” yazan bir açma/kapama düğmesi olan bir kutu fark edebilirsiniz. Peki hızlı kapatma ne anlama geliyor? Güneş paneli sistemleri için neden önemlidir?

Hepimizin bildiği gibi, fotovoltaik (PV) teknolojisi hızla gelişiyor ve konut ve ticari mülklere giderek daha fazla çatı üstü güneş PV dizisi kurulduğunu görüyoruz. PV dizi ekipmanlarının darbe ve yangın risklerine karşı güvenlik sertifikasına sahip olması gerekirken, bu sertifikalar yangın söndürme sırasında dizilerin etrafında çalışan itfaiyecilerle olan tüm özel etkileşimleri dikkate almamaktadır.

Birçok ülke, güneş enerjisinin güvenli bir şekilde çalışmasını sağlamak ve itfaiyecilerin ve diğer acil durum personelinin çatı alanlarına güvenli erişimine izin vermek için güvenlik önlemlerinin önemini fark etmiştir. İşte bu noktada hızlı kapatma devreye giriyor.

Hızlı Kapatmaya Giriş

Güneş paneli sistemleri için Ulusal Elektrik Yasası (NEC) tarafından belirlenen bir elektrik güvenliği gereksinimidir. Basitçe söylemek gerekirse, bir çatı üstü güneş paneli sistemini kapatmak için hızlı bir yol sağlar.

Ulusal Yangından Korunma Birliği (NFPA), ilk müdahale ekiplerini güvende tutmak amacıyla hızlı kapatma gerekliliğini NEC'e yazmıştır. Umarım evinizde hiçbir zaman yangın çıkmaz ve hızlı kapatma özelliği hakkında endişelenmenize bile gerek kalmaz - ancak böyle bir durumda itfaiyeciler çatınıza çıkmaları gerektiğinde güneş paneli sisteminizi kapatmak için hızlı kapatma çözümünü kullanabilirler. Şaşırtıcı bir şekilde, solar invertörün basitçe kapatılması her zaman geçerli değildir: bazı solar invertör ayarlarında, solar invertör kapatıldığında bile kablolar ve devreler enerjiyi koruyabilir, bu da çatılarda veya tavan aralarında çalışan itfaiyeciler için elektrik çarpması riskini artırır. Hızlı kapatma anahtarı, itfaiyecilerin anahtarı bir dakikadan kısa bir sürede fiziksel olarak çekerek güneş paneli sisteminin voltajını güvenli bir seviyeye düşürmesini sağlar.

Bugün tesisatçıların en çok aşina olduğu hızlı kapatma gereksinimi ilk olarak 2014 yılında ortaya çıkmıştır; diğer şeylerin yanı sıra, yönetmelik, herhangi bir iletkenin (yani, içinden akan bir tel veya kablodaki malzeme) voltajını, bu iletkenler dizinin dışında 10 fitten fazla veya bir bina içinde en az 5 fit uzunluğunda bulunuyorsa, hızla düşürmek için bir standart belirler. En son yönetmelik olan NEC 2017, bu standartları bir adım öteye taşımaktadır: Yeni yönetmelikler, kapatma sınırı gerekliliklerini, güneş enerjisi dizinizin 1 fit yakınında bulunan veya evinizde 3 fitten daha uzun olan herhangi bir iletkeni içerecek şekilde azaltmaktadır.

Aslında, NEC 2017 değişiklikleri, hızlı bir kapatmanın tüm bir güneş dizisinde değil, tek bir güneş modülünde gerçekleşmesi gerektiğini öngörmektedir. Daha da önemlisi, NEC federal bir yasa değildir - münferit eyaletler, münferit şehirler veya belediyeler gibi bunu benimsemeyi ve buna uymayı seçebilir. Bu, eyaletinizin hızlı kapatma gereksinimlerinin komşu eyaletlerden farklı olabileceği anlamına gelir (bu konu hakkında daha sonra daha fazla konuşacağız).

Hızlı Kapatmanın Yasal Gereklilikleri Nelerdir?

Ulusal Elektrik Kodunun (NEC) bir gerekliliğidir. NEC her üç yılda bir güvenli elektrik sistemleri için güncellenmiş bir dizi gereklilik yayınlar. NEC federal olarak zorunlu değildir ve her eyalet kendi zamanına ve kararına göre kodu kabul eder. Bazı eyaletler eyalet çapında ayrı bir elektrik kodu seçer.

NEC 2014 veya daha üstünü kullanan bir eyalette yaşıyorsanız, güneş enerjisi sisteminizin son denetimden geçmesi ve kamu hizmetlerine ve elektriğe bağlanması için NEC Hızlı Kapatma Gerekliliklerine uymanız gerekecektir.

Aşağıda, hızlı kapatma için Ulusal Elektrik Kodunun çeşitli baskılarına genel bir bakış yer almaktadır:

NEC 2014

2014 yılında, herhangi bir iletkenin (yani, içinden akan bir tel veya kablodaki malzeme) dizinin 10 fitten fazla dışında veya bir binanın en az 5 fit içinde olmasını gerektiren ilk yönetmelik seti yürürlüğe girdiğinde, acil bir durumda hızlı bir voltaj düşüşü gerektiren hızlı bir kapatma anahtarı vardı.

NEC 2017

Yönetmelik 2017 yılında revize edilmiş ve tüm güneş enerjisi dizisi seviyesinden ziyade bireysel güneş modülü seviyesindeki kapatmaları içerecek şekilde genişletilmiştir. Bu yönetmelik değişikliği, NEC 2014'teki 10 fitlik alan yerine, diziden 1 fit uzaklıktaki herhangi bir iletkeni hızlı bir kapatma anahtarıyla 30 saniye içinde 80 volta düşürmenizi gerektirdiği anlamına gelir.

NEC 2020

Son mevzuat güncellemeleri ile pek bir şey değişmemiştir. En dikkat çekici değişiklik, dizi genelindeki yönergelerdir. UL Listeli veya Saha İşaretli Hızlı Kapatma Sistemi yerine artık UL Listeli veya Saha İşaretli Fotovoltaik Tehlike Kontrol Sistemi (PVHCS) istenmektedir.

NEC 2017 Gerekliliklerini Karşılamanın Üç Yolu

“Listelenmiş” veya sahada işaretlenmiş bir hızlı kapatma sistemi kurun

“Listelenmiş” kelimesi, bir asır önceki UL sertifikasyon programının orijinal adından gelmektedir. Ulusal Elektrik Kodu “listelenmiş” kelimesini kullanır ancak ürün ve sistemlerin UL sertifikalı olması gerektiğini özellikle belirtmez, bunun yerine sertifikasyon hizmeti veren kuruluşların temel özelliklerinden bahseder. Açıkçası UL, üreticilerin ürünlerinin hızlı bir şekilde kapatılabilmesi için UL sertifikalı olması gerektiğine inanmaktadır, ancak diğer ulusal olarak tanınan test laboratuvarları da bunu yapabilir.

UL, toplumu, insanları ve mülkleri korumak için hayati görevlerini yerine getirirken bu sistemlerle etkileşime giren acil durum müdahale ekiplerine aynı güveni vermeye çalışarak bu gereksinimleri geliştirmek için endüstri ve acil durum müdahale topluluğu gibi diğer paydaşlarla birlikte çalışma konusunda çok aktif olmuştur ve UL bunları mümkün olduğunca güvenli hale getirmek istemektedir.

Solar Energy International 2019'da birçok solar invertör ve hızlı kapatma ekipmanı üreticisi SunSpec sertifikalarını sergiledi. SunSpec, hızlı kapatma sırasında farklı cihazlar arasındaki iletişim için önemli protokoller geliştirmiştir, ancak UL gibi bir kamu kuruluşu değildir. Sadece SunSpec etiketini görmek, montajcıya ürünün NEC 2017 Hızlı kapatma sertifikalı olduğunu söylemez.

İlk uyumluluk seçeneğinin bir diğer parçası olan saha işaretlemesi, belirli bir sahada kurulumdan sonra gerçekleştirilen sınırlı bir mühendislik değerlendirmesini ifade eder. Kurulum NEC 2017 gerekliliklerini karşılıyorsa, AHJ tarafından izin verildiği takdirde hızlı kapatma sistemi olarak işaretlenebilir.

Voltajı 30 saniye içinde 80V'a düşürebilecek bir sistem kurun

Mikro inverterler, yüksek voltajlı bir DC güç kaynağını 30 saniye içinde 80V'a düşebilen daha düşük voltajlı, daha güvenli bir AC güç kaynağına dönüştürdükleri için genellikle hızlı kapatma için doğal olarak uygun kabul edilir. Ancak Boyce'a göre 2017 NEC, mikro inverterleri hızlı kapatma gereksinimlerini karşılamanın bir yolu olarak özellikle tartışmamıştır.

Bazı mikro invertörler devrenin ön ucunda kapasitansa sahip olacak şekilde tasarlanmıştır, bu nedenle denetçi gerçekten bir voltaj ölçümü yapmadıkça, 80V sınırının altında olup olmadığını bilmenin bir yolu yoktur. UL, bazı mikro invertörlerin 80 V eşiğini karşılayabildiğini doğrulamak için bu testleri proaktif olarak gerçekleştirmiştir, ancak güneş invertörü kurulduktan sonra test etmek zor bir iştir.

BIPV Kurulumu: Metal Bileşenlerden ve Topraklanmış Metalden Kaçının

BIPV sistemini kurarken, metal bileşenleri monte etmeyin, açıkta kalan iletkenleri monte etmeyin ve topraklanmış metalin 8 fit yakınına monte etmeyin.

Metal parçalar veya çıplak iletkenler içermeyen veya herhangi bir topraklanmış metalin yakınında olmayan güneş kiremitleri, fayanslar veya diğer binaya entegre fotovoltaik (BIPV) sistemler NEC 2017 gerekliliklerini karşılayabilir. Bu sistemler topraklama ve iletken bileşenlerden izole edilmiştir.

Hızlı Kapatma Sistemini Oluşturan Nedir?

Hızlı kapatma sisteminde yer alan birkaç kritik bileşen vardır:

Birincisi Hızlı Kapatma Cihazıdır (RSD). Hızlı kapatma cihazları, güneş modüllerinin arkasına takılan bir tür modül düzeyinde güç elektroniği (MLPE) veya mikro invertördür. PV Hızlı Kapatma düzenlemelerine uymak için güneş enerjisi sistemi boyunca voltaj çıkışını kapatabilen ve azaltabilen teknoloji ile donatılmıştır. Örnek bir ürün, yalnızca Hızlı Kapatma uyumluluğuna sahip MLPE'miz olan Tigo TS4-A-F veya 2F'dir, ancak Tigo, Hızlı Kapatma uyumluluğuna sahip birden fazla MLPE seçeneği sunar.

Diğer bir bileşen de başlatıcıdır. Hızlı kapatma başlatıcısı tam olarak adından da anlaşılacağı gibi çalışır. Bu cihaz tipik olarak bir invertörde bulunan bir acil durdurma (e-stop) düğmesi şeklindedir. Hızlı Kapatma tipik olarak iki şekilde başlatılabilir: manuel (e-stop düğmesi aracılığıyla) veya otomatik (şebekeden güç kaybı).

Son olarak, hızlı kapatma sisteminde bir solar invertöre ihtiyacınız olacaktır. Solar invertör, solar modüller tarafından üretilen elektriği eviniz için kullanılabilir enerjiye dönüştüren bir cihazdır (bu işlem hakkında daha fazla bilgi için önceki blogumuzu okuyun). Birçok Hızlı Kapatma başlatıcısı solar invertörün içinde bulunur.

Bu üç bileşen Fotovoltaik Hızlı Kapatma Ekipmanı (PVRSE) olarak adlandırılır. Bunlar, gerilimi güvenli bir seviyeye düşüren hızlı kapatma sisteminde kullanılan ekipmanlardır. ABD Ulusal Elektrik Yasası, PVRSE ve PVRSS'nin hızlı kapatma amacıyla UL Listesinde yer almasını zorunlu kılmaktadır.

Tüm İnvertörlerde Hızlı Kapatma İşlevi Var mı?

Bazı solar inverter sistemleri modül düzeyinde hızlı kapatma ile doğal olarak uyumludur (NEC 2017 ve sonrası), diğerleri ise hızlı kapatma için ek bileşenler gerektirir.

Mikro invertörler ve güç optimizasyon sistemleri, Amerika Birleşik Devletleri'ndeki konut tipi güneş paneli sistemleri için en popüler solar invertör seçenekleridir. Neyse ki, hem mikro invertör hem de güç optimizatörü sahada akü kartı üzerinde çalışır ve yerleşik bir hızlı kapatma özelliğine sahiptir.

Seri sürücüyü kendiniz kurarsanız, NEC 2017 veya NEC 2020 ile uyumlu olması için modül düzeyinde güç elektroniği (MLPE) de kurmanız gerekebilir. Güç iyileştiriciyi bir dizi güneş invertörü ile eşleştirmek bunu yapacaktır. Bununla birlikte, hızlı kapatma için tek seçeneğiniz güç iyileştiriciler değildir - daha fazla eyalet NEC 2017'yi benimsemeye başladıkça, birçok dizi güneş invertörü üreticisi veya diğer güneş enerjisi şirketleri hızlı kapatma özelliklerine sahip yeni MLPE teknolojileri oluşturmuştur. Çoğu durumda, özellikle hızlı kapatma için oluşturulan bu MLPE'ler, bir güç iyileştirici veya mikro invertör kurmaktan daha ekonomik bir seçenek olabilir.

Neden Hızlı Kapatma Cihazına İhtiyacınız Var?

Çatılara kurulan güneş enerjisi sistemleri için çok önemlidir. Panelden panele giden borular tamamen güvenli olsa da, bu boruların güneşten zarar görebileceği münferit durumlar vardır. Böyle bir durumda, sisteme yakın olan herkes canlı elektriğe maruz kalabilir ve tehlikeli bir duruma yol açabilir. Ancak hızlı kapatma özelliği sayesinde acil durum personeli bu borulara giden gücü hızlı bir şekilde kesebilir ve güneş sisteminin etrafındaki yerlere güvenli bir şekilde erişmelerini sağlayabilir.

Güneş paneli sisteminin iletkenleri güneş parladığı her an şarj olur. Bu cihaz olmadan, bu iletkenlerden akan akımı kapatmanın güvenli bir yolu yoktur.

Çoğu insan sadece solar invertörü kapatarak elektriği kesebileceğini düşünür, ancak durum böyle değildir. Güneş panelleri elektrik üretmeye devam edecektir. Güneş panellerinin kabloları elektrik üretmeye devam edecektir.

Bu yüklü akım, evinizin çatısında acil durumlarla ilgilenebilecek ilk müdahale ekipleri de dahil olmak üzere güneş paneli sistemiyle temas eden herkes için elektrik çarpması riski oluşturur.

İtfaiyeciler özellikle risk altındadır, çünkü yanan binaları genellikle çatılarda veya duvarlarda delikler açarak havalandırırlar, bu da onları doğrudan güneş paneli sistemlerindeki iletkenlerle veya tellerle temas ettirebilir.

Solar Rapid shutdown, güneş paneli sistemini bir dakika içinde kapatarak bu sorunu çözer ve çatıdaki herhangi birinin elektrik çarpması riskini ortadan kaldırır.

Sonuç

Güneş enerjisi tesislerinin çevresinde çalışan itfaiyecileri korumak için hızlı kapatma gereklilikleri tüm dünyada benimsenmektedir. NEC, hızlı kapatma sistemini (PVRSS) oluşturan bir dizi cihaz (PVRSE) kullanılarak voltajın güvenli bir seviyeye düşürülmesini gerektirir. İnvertörler, başlatıcılar ve MLPE'ler veya mikro invertörler gibi hızlı kapatma cihazları NEC uyumluluğu için gerekli bileşenlerdir.

ABD Ulusal Elektrik Yasası (NEC) tarafından dayatılan ve güneş panellerinde sistemden akan gücü kesebilen anahtarlar gerektiren bir güvenlik gereksinimidir. Hızlı bir kapatma, teller ve kablolardaki iletkenlerin voltajını düşürerek evinizin hızla alev almasını önler.

Buna ek olarak, itfaiyeciler gibi ilk müdahale ekiplerini koruyarak iletkenlerdeki gücü hızla kesmelerine ve sistemin yakınındaki alanlara güvenli bir şekilde erişmelerine olanak tanır.

Güneş enerjisi sisteminin hızlı kapatılması sadece aşağıdakiler için uygundur güneş si̇stemleri̇ çatıya monte edilmiştir. Evinize güneş enerjisi kurmakla ilgileniyorsanız, umarım bu tweet hızlı kapanmayı anlamanıza ve güneş enerjisi sisteminizin güvenliğini artırmanıza yardımcı olmuştur.