Інвертор з'єднує три різні світи: акумулятор із великими струмами, сонячні панелі з високою постійною напругою і змінну мережу будинку. У кожного свої загрози, тому й захист для кожної сторони свій. Пройдімося по порядку.
Карта захисту
- Акумулятор — запобіжник або DC-автомат біля батареї, розрахований на струм короткого замикання.
- Панелі — DC-роз'єднувач, за потреби запобіжники стрінгів і УЗІП.
- Змінний струм — автомати на вході мережі, на виході резерву й на вході генератора, УЗО за вимогою виробника, УЗІП.
- Заземлення — спільне для корпусу, рам панелей і УЗІП.
Акумулятор: найбільші струми
Літієва батарея 48 В має дуже малий внутрішній опір, тож струм короткого замикання може сягати кількох тисяч ампер. Кабель за таких умов розжарюється за секунди. Тому захист ставлять якомога ближче до плюсової клеми батареї — так захищена вся довжина кабелю.
Номінал рахують від максимального струму інвертора: I = P / (ККД × мінімальна напруга батареї). Для інвертора 5 кВт: 5000 / (0,94 × 46) ≈ 116 А. Із запасом 1,25 — близько 145 А, отже, найближчий номінал 150 або 160 А. Кабель має витримувати струм не менший за номінал захисту.
Головне — відключальна здатність: апарат має розірвати струм короткого замикання й не зварити контакти. Підходять DC-автомати в литому корпусі з потрібною напругою, запобіжники класу T, NH із номіналом для постійного струму. Перевіряйте напругу: частина автомобільних запобіжників ANL і MEGA розрахована на 32 В і для 48-вольтових систем не підходить.
BMS запобіжника не замінює: її силові ключі можуть вийти з ладу «накоротко». Вбудований автомат стійкової батареї захищає кабель від неї самої; якщо кілька модулів з'єднано через шину, захист потрібен і на загальній лінії до інвертора.
Сторона панелей
Напруга стрінгу сягає сотень вольт, а дуга постійного струму сама не гасне. Усі апарати — лише з маркуванням DC і номінальною напругою, вищою за напругу холостого ходу стрінгу на морозі. Більшість інверторів має вбудований DC-вимикач; зовнішній роз'єднувач додають, якщо інвертор далеко від панелей або цього вимагає проєкт. Запобіжники gPV потрібні, коли на один вхід паралельно зібрано три й більше стрінгів.
Змінна сторона: вхід, вихід, генератор
- Вхід мережі — автомат за максимальним струмом проходу з паспорта (наприклад, 40 А) і перерізом кабелю.
- Вихід резерву (Backup, EPS, Load) — автомат на виході й окремі автомати на кожну групу резервного щитка. З мережею вихід напряму не з'єднують ніколи.
- Вхід генератора — свій автомат за потужністю генератора.
- УЗО — тип і номінал за вимогою виробника: для безтрансформаторних моделей часто потрібен тип A або B, тип AC буває заборонено.
УЗІП
Пристрій захисту від імпульсних перенапруг відводить на землю імпульс від близького удару блискавки чи комутацій у мережі. Для інвертора його ставлять у трьох місцях:
- на DC-вході від панелей — тип 2, з робочою напругою, вищою за напругу стрінгу на холоді;
- на вводі змінного струму — тип 2, а при повітряному вводі чи блискавкозахисті на будинку — тип 1+2;
- на довгих лініях зв'язку (RS485, Ethernet до лічильника чи логера) — УЗІП для сигнальних ліній.
Провідники до УЗІП роблять якомога коротшими: якщо їхня сумарна довжина перевищує 0,5 м, ефективність помітно падає.
Заземлення і нейтраль у резервному режимі
Корпус інвертора з'єднують із головною заземлювальною шиною провідником того перерізу, що вказаний в інструкції. Без справного заземлення УЗІП не працює, а УЗО не захищає від дотику до корпусу.
Окреме питання — нейтраль. Коли мережі немає, інвертор сам формує напругу 230 В, і для роботи УЗО його нейтраль має бути з'єднана з PE. Частина гібридів робить це вбудованим реле автоматично, частина вимагає з'єднання за схемою виробника. Об'єднувати нейтралі резервного виходу й мережі на спільну шину без схеми не можна: на деяких моделях це спричиняє спрацювання УЗО або пошкодження інвертора. У будинках зі старою системою TN-C спершу треба розділити PEN-провідник на вводі — це робота для електрика.
Чекліст
- Запобіжник або DC-автомат — біля плюса батареї, з потрібною напругою та відключальною здатністю.
- Номінал захисту не перевищує допустимий струм кабелю.
- DC-апарати на стороні панелей — із запасом за напругою на мороз.
- Автомати на вході, виході й генераторному вході — за паспортом інвертора.
- УЗІП на DC, AC і довгих лініях зв'язку, короткі провідники до заземлення.
- Схема нейтралі й PE — строго за інструкцією виробника.
Автомати, запобіжники й УЗІП — у розділі захист, перемикачі для резервних ліній — у розділі перемикачі та АВР. Як підібрати силовий кабель під номінал запобіжника — у статті Який кабель потрібен між акумулятором та інвертором.
