Sarrera

Mundu mailako energia-egituraren eraldaketaren testuinguruan, energia fotovoltaiko (eguzki-energia) sortzeko sistemak, beren ezaugarri garbi, berriztagarri eta jasangarriengatik, energia-sektore berriaren zati garrantzitsu bihurtzen ari dira. Hala ere, funtzionamenduan zehar, sistema fotovoltaikoek hainbat mehatxu elektrikori aurre egin behar diete, hala nola tximista-erorketak, sarearen gorabeherak eta deskarga elektrostatikoak, eta horrek ekipoen kalteak, sistemaren itzaltzeak eta baita ondorio larriak ere, hala nola suteak, eragin ditzake. Sistema fotovoltaikoen segurtasun elektrikoaren osagai nagusi gisa, tentsio-gainazalen aurkako babesleek (Surge Protective Device, SPD) eraginkortasunez ezaba ditzakete gaintentsio iragankorrak eta korronte-igoerak, sistemaren funtzionamendu egonkorra bermatuz. Artikulu honek sakon aztertuko ditu sistema fotovoltaikoetan tentsio-gainazalen aurkako babesleen funtsezko eginkizuna, printzipio teknikoak, hautaketa-irizpideak eta merkatu-joerak, industriako profesionalei haien garrantzia hobeto ulertzen laguntzeko.

Ⅰ. Sistema fotovoltaikoek dituzten mehatxu elektrikoak eta tentsio-igoeren aurkako babesaren beharra

1.1 Sistema fotovoltaikoaren ingurune elektrikoaren ezaugarriak

Sistema fotovoltaikoak normalean kanpoan instalatzen dira eta ingurune konplexuen eraginpean egoten dira, eta horrek mehatxu elektriko hauen aurrean zaurgarri bihurtzen ditu.

1.1.1 Tximista-kolpea

Tximistaren zuzeneko edo eragindako tximistaren eraginak oso tentsio iragankor handiak sor ditzake panel fotovoltaikoetan, inbertsoreetan eta energia banatzeko sistemetan.

1.1.2 Kommutazio-gaintentsioa

Sarearen aldaketak, karga-aldaketek edo inbertsorearen abiarazteak eta gelditzeak funtzionamendu-gehiegizko tentsioa eragin dezakete.

1.1.3 Deskarga Elektrostatikoa (ESD)

Ingurune lehorretan, elektrizitate estatikoak kalteak eragin ditzake ekipo elektronikoetan.

1.1.4 Sarearen gorabehera

Bat-bateko tentsioaren igoerak, jaitsierak edo harmonikoen interferentziak sistemaren egonkortasuna kaltetu dezakete.

1.2 Arriskuak Eragindakoa Korronte-igoeren bidez sistema fotovoltaikoetara

Tentsio-igoeren aurkako neurri eraginkorrak hartzen ez badira, sistema fotovoltaikoak arazo hauek izan ditzake:

- Ekipamenduen kalteak: Inbertsoreak, kontrolagailuak eta monitorizazio-sistemak bezalako gailu elektroniko zehatzak tentsio-igoeren aurrean zaurgarriak dira eta gaizki funtziona dezakete.

- Energia sortzeko eraginkortasun txikiagoa: Maiz gertatzen diren interferentzia elektrikoek sistemaren itxierak eragin ditzakete, sortutako elektrizitate kopurua murriztuz.

- Segurtasun arriskuak: Gehiegizko tentsioak sute elektrikoak eragin ditzake, pertsonen bizitzarako eta ondasunetarako arriskuak sortuz.

1.3 Muina Funtzioa Tentsio-babesleen

Tentsio-gorakarien aurkako babesleak korronte-gorakada azkar deskargatu eta gaintentsioa mugatu dezake, sistema fotovoltaikoaren osagai guztiak tentsio-tarte seguru batean funtzionatzen dutela ziurtatuz. Sistema fotovoltaikoaren fidagarritasunerako eta iraupenerako berme garrantzitsua da.

Ⅱ. Lanean Tentsio-babesleen printzipioa eta sailkapen teknikoa

2.1 Oinarrizkoa Lanean Tentsio-babesleen printzipioa

SPD-ren funtzio nagusia nanosegundoetan gehiegizko tentsioa detektatzea eta sistema babestea da, metodo hauen bidez:

• Tentsioaren finkatzea: Baristoreak (MOV) eta gas-deskargako hodiak (GDT) bezalako osagaiak erabiltzea gaintentsioa maila seguru batera mugatzeko.

• Energia xahutzea: Korronte-igoera lurrera bihurtzea, ekipamendura isurtzea eragozteko.

• Berreskuratze automatikoa: SPD batzuk automatikoki itzul daitezke ohiko funtzionamendu-egoerara igoera baten ondoren.

2.2 Teknikoa Sistema fotovoltaikoetarako tentsio-igoera babesle berezien ezaugarriak

Sistema fotovoltaikoen berezitasunagatik, sistema hauen SPD-ak baldintza hauek bete behar ditu:

- Tentsio handiko erresistentzia: Sail fotovoltaikoaren tentsio zuzena 1000V-tik gorakoa izan daiteke, eta SPD-a tentsio maila altu batekin bat etorri behar da.

- Korronte-ahalmen handia: Tximista-erorketen edo zirkuitulaburreko energia-inpaktu handiei aurre egiteko gai da.

- Hondar-tentsio baxua: Babestutako ekipoa tentsio altuegiek ez dutela eragingo ziurtatzen du.

- Eguraldiarekiko erresistentzia: Kanpoko baldintza gogorretara egokitzen da, hala nola tenperatura altu eta baxuetara, eta erradiazio ultramoreetara.

2.3 Sailkapena Tentsio-babesleen

Aplikazioaren kokapenaren eta funtzioaren arabera, SPD fotovoltaikoak honela sailka daitezke:

• Korronte zuzeneko aldeko SPD: Modulu fotovoltaikoaren eta inbertsorearen artean erabiltzen da, korronte zuzeneko aldeko tentsio-igoeren aurka babesteko.

• Korronte alternoko SPD: Inbertsorearen irteerako muturrean erabiltzen da, sarearen aldeko tentsio-igoeren aurka babesteko.

• Seinalearen SPD: Datuak eskuratzeko eta komunikazio-lineak tximistatik babesteko erabiltzen da.

Ⅲ. Hautaketa eta babesle fotovoltaikoen instalazio-jarraibideak

3.1 Giltza Parametroak Hautapenerako

• Gehienezko etengabeko funtzionamendu-tentsioa (Uc): Sistemaren funtzionamendu-tentsio altuena baino handiagoa izan behar du.

• Deskarga-korronte nominala (In): SPD-aren igoera-tolerantzia-ahalmena islatzen du. Oro har, 20 kA-tik gorako balioa gomendatzen da.

• Tentsioaren babes-maila (Gora): Zenbat eta txikiagoa izan hondar-tentsioa, orduan eta babes-efektu hobea.

• IP babes maila: Kanpoan instalatzeko, IP65 edo handiagoa lortu behar du.

3.2 Instalazioa Zehaztapenak

- Korronte zuzeneko instalazioa: Sail fotovoltaikotik eta inbertsoretik gertu kokatuta, lineako indukzio-pikorrak murrizteko.

- Lurrerako konexio-eskakizunak: Ziurtatu inpedantzia baxuko lurrerako konexioa korrontearen xahutze-eraginkortasuna hobetzeko.

- Babes kaskada: Erabili hainbat SPD (I. klasea + II. klasea adibidez) babes zabalagoa lortzeko.

Ⅳ.Mundu mailako Eguzki-energia Tentsio-babesleen merkatuaren joerak

4.1 Gidatzea Faktoreak Merkatuaren Eskariaren Hazkunderako

- Energia fotovoltaikoaren instalatutako potentzia handitzen jarraitzen du (aurreikusten da mundu mailako energia fotovoltaikoaren instalatutako potentzia 3000 GW-tik gorakoa izango dela 2030erako).

- Hainbat herrialdetako segurtasun elektrikoari buruzko arauak gero eta zorrotzagoak dira (IEC 61643 eta UL 1449 bezalako estandarrak, adibidez).

- Jabeek sistemaren fidagarritasunari eta iraupenari ematen dioten arreta handitu egin da.

4.2 Berrikuntza Teknologiaren norabidea.

- SPD adimenduna: Monitoreatzeko funtzio integratua, urruneko alarma eta akatsen diagnostikorako gai dena.

- Diseinu modularra: Mantentze-lanak eta ordezkapenak errazten ditu.

- Tenperatura-egokitzapen zabala: Muturreko klima-baldintzei aurre egiteko gai da.

Ⅴ. Ondorioa

Tentsio-tentsioaren aurkako babesleak dira sistema fotovoltaikoen funtzionamendu seguru eta egonkorrerako berme nagusia. Haien hautaketak, instalazioak eta mantentze-lanek zuzenean eragiten diote sistemaren energia-sorkuntzaren eraginkortasunari eta iraupenari. Industria fotovoltaikoaren garapen azkarrarekin, errendimendu handiko eta SPD adimendunak merkatuan nagusi bihurtuko dira. Enpresek ikerketa eta garapen teknologikoa indartu beharko lukete eta nazioarteko estandarrak betetzen dituzten kalitate handiko produktuak eman, munduko merkatu fotovoltaikoan segurtasun elektrikoaren eskaera gero eta handiagoa asetzeko.