Инвертор соединяет три разных мира: аккумулятор с большими токами, солнечные панели с высоким постоянным напряжением и переменную сеть дома. У каждого свои угрозы, поэтому и защита для каждой стороны своя. Пройдёмся по порядку.
Карта защиты
- Аккумулятор — предохранитель или DC-автомат возле батареи, рассчитанный на ток короткого замыкания.
- Панели — DC-разъединитель, при необходимости предохранители стрингов и УЗИП.
- Переменный ток — автоматы на входе сети, на выходе резерва и на входе генератора, УЗО по требованию производителя, УЗИП.
- Заземление — общее для корпуса, рам панелей и УЗИП.
Аккумулятор: самые большие токи
Литиевая батарея 48 В имеет очень малое внутреннее сопротивление, поэтому ток короткого замыкания может достигать нескольких тысяч ампер. Кабель в таких условиях раскаляется за секунды. Поэтому защиту ставят как можно ближе к плюсовой клемме батареи — так защищена вся длина кабеля.
Номинал считают от максимального тока инвертора: I = P / (КПД × минимальное напряжение батареи). Для инвертора 5 кВт: 5000 / (0,94 × 46) ≈ 116 А. С запасом 1,25 — около 145 А, значит, ближайший номинал 150 или 160 А. Кабель должен выдерживать ток не меньше номинала защиты.
Главное — отключающая способность: аппарат должен разорвать ток короткого замыкания и не сварить контакты. Подходят DC-автоматы в литом корпусе с нужным напряжением, предохранители класса T, NH с номиналом для постоянного тока. Проверяйте напряжение: часть автомобильных предохранителей ANL и MEGA рассчитана на 32 В и для 48-вольтовых систем не подходит.
BMS предохранитель не заменяет: её силовые ключи могут выйти из строя «накоротко». Встроенный автомат стоечной батареи защищает кабель от неё самой; если несколько модулей соединены через шину, защита нужна и на общей линии к инвертору.
Сторона панелей
Напряжение стринга достигает сотен вольт, а дуга постоянного тока сама не гаснет. Все аппараты — только с маркировкой DC и номинальным напряжением выше напряжения холостого хода стринга на морозе. Большинство инверторов имеет встроенный DC-выключатель; внешний разъединитель добавляют, если инвертор далеко от панелей или этого требует проект. Предохранители gPV нужны, когда на один вход параллельно собрано три и более стрингов.
Переменная сторона: вход, выход, генератор
- Вход сети — автомат по максимальному току прохода из паспорта (например, 40 А) и сечению кабеля.
- Выход резерва (Backup, EPS, Load) — автомат на выходе и отдельные автоматы на каждую группу резервного щита. С сетью выход напрямую не соединяют никогда.
- Вход генератора — свой автомат по мощности генератора.
- УЗО — тип и номинал по требованию производителя: для бестрансформаторных моделей часто нужен тип A или B, тип AC бывает запрещён.
УЗИП
Устройство защиты от импульсных перенапряжений отводит в землю импульс от близкого удара молнии или коммутаций в сети. Для инвертора его ставят в трёх местах:
- на DC-входе от панелей — тип 2, с рабочим напряжением выше напряжения стринга на холоде;
- на вводе переменного тока — тип 2, а при воздушном вводе или молниезащите на доме — тип 1+2;
- на длинных линиях связи (RS485, Ethernet до счётчика или логгера) — УЗИП для сигнальных линий.
Проводники к УЗИП делают как можно короче: если их суммарная длина превышает 0,5 м, эффективность заметно падает.
Заземление и нейтраль в резервном режиме
Корпус инвертора соединяют с главной заземляющей шиной проводником того сечения, которое указано в инструкции. Без исправного заземления УЗИП не работает, а УЗО не защищает от прикосновения к корпусу.
Отдельный вопрос — нейтраль. Когда сети нет, инвертор сам формирует напряжение 230 В, и для работы УЗО его нейтраль должна быть соединена с PE. Часть гибридов делает это встроенным реле автоматически, часть требует соединения по схеме производителя. Объединять нейтрали резервного выхода и сети на общую шину без схемы нельзя: на некоторых моделях это вызывает срабатывание УЗО или повреждение инвертора. В домах со старой системой TN-C сначала нужно разделить PEN-проводник на вводе — это работа для электрика.
Чек-лист
- Предохранитель или DC-автомат — возле плюса батареи, с нужным напряжением и отключающей способностью.
- Номинал защиты не превышает допустимый ток кабеля.
- DC-аппараты на стороне панелей — с запасом по напряжению на мороз.
- Автоматы на входе, выходе и генераторном входе — по паспорту инвертора.
- УЗИП на DC, AC и длинных линиях связи, короткие проводники к заземлению.
- Схема нейтрали и PE — строго по инструкции производителя.
Автоматы, предохранители и УЗИП — в разделе защита, переключатели для резервных линий — в разделе переключатели и АВР. Как подобрать силовой кабель под номинал предохранителя — в статье Какой кабель нужен между аккумулятором и инвертором.
