Солнечная батарея на крыше здания представляет для пожарных опасность, которую не представляет наземная система: электрические проводники находятся на конструкции, к которой пожарные должны получить доступ, прорезать ее и проветрить в аварийных условиях. Раздел 690.12 NEC 2020 — Требование быстрого отключения — решает эту проблему, предписывая, чтобы все находящиеся под напряжением проводники в границах массива были обесточены в течение 30 секунд после начала отключения. Для любого коммерческого проекта крыши, разрешенного в соответствии с NEC 2020 или более поздней версии, соблюдение требований не является обязательным.
Адреса опасности быстрого отключения
Стандартная инверторная система, когда размыкатель переменного тока размыкается, прекращает преобразование энергии, но цепочки постоянного тока между модулями и инвертором остаются под напряжением до тех пор, пока на массив падает солнечный свет. Цепочка из 20 модулей с напряжением 40 В на модуль обеспечивает напряжение 800 В постоянного тока даже при полностью отключенном инверторе. Пожарные, проделывающие дыру в крыше для вентиляции огня, столкнутся с проводами под напряжением, которые не сможет контролировать электрическая система переменного тока здания.
Быстрое отключение устраняет эту опасность, гарантируя, что в течение 30 секунд после начала отключения (с помощью специального переключателя на служебном входе) напряжение всех проводников в пределах 1 фута от границы массива будет снижено до 30 В или меньше. При напряжении ниже 30 В постоянного тока риск поражения электрическим током и вспышкой дуги для незащищенного персонала падает ниже опасного для жизни уровня.
Что требует раздел 690.12 NEC 2020
Закон NEC 2020 года (постепенно принятый штатами США с 2020 года) ужесточил требования к быстрому отключению, введенные в NEC 2017 года:
- Область применения: все фотоэлектрические системы на зданиях или внутри них — на крыше, на фасаде, BIPV. Наземные системы на открытой местности освобождаются от налога.
- Предел напряжения: все проводники внутри массива должны находиться под напряжением 30 В или менее в течение 30 секунд после начала быстрого отключения.
- Граница массива: периметр вокруг массива составляет 1 фут. Все проводники внутри этой границы, включая распределительные коробки модулей, оптимизаторы постоянного тока и межмодульную проводку, должны соответствовать пределу в 30 В.
- Инициирование: Выключатель быстрого отключения должен быть расположен на входе в коммунальные службы, четко обозначен и доступен пожарным без входа в здание.
- Индикация: визуальная индикация (обычно световой сигнал или знак) должна подтверждать, что было начато быстрое отключение и что массив находится в состоянии выключения.
Соответствующие системные архитектуры
| Архитектура | Соответствует NEC 2020? | Как происходит отключение | Влияние на стоимость |
|---|---|---|---|
| Силовая электроника модульного уровня (микроинверторы) | Да — соответствует требованиям | Микроинвертор каждого модуля прекращает преобразование при отключении питания переменного тока при начале выключения. | Высокий — микроинверторы стоят дороже за ватт, чем струнные инверторы. |
| Оптимизаторы мощности постоянного тока со струнным инвертором | Да — если оптимизаторы поддерживают отключение MLPE | Оптимизаторы по умолчанию переходят в «безопасное» состояние низкого напряжения, когда связь с инвертором потеряна. | Умеренный — к системе струнного инвертора добавлена стоимость оптимизатора. |
| Струнный инвертор с устройством быстрого отключения на уровне цепочки (SRSD) | Да, если SRSD соответствует стандарту 690.12. | Выделенный модуль SRSD обрезает строку постоянного тока на границе массива по сигналу выключения. | Ниже, чем MLPE — один SRSD на строку, а не на модуль |
| Струнный инвертор, без дополнительных устройств | Нет — не соответствует NEC 2020 | Цепочки постоянного тока остаются под напряжением при полном напряжении; изолирована только сторона переменного тока | Н/Д — не соответствует требованиям |
| Гибридный инвертор со встроенным передатчиком быстрого отключения | Да — если инвертор сертифицирован по UL 1741 SA с быстрым отключением | Инвертор останавливает MPPT и отправляет сигнал об отключении устройствам на стороне массива. | Аналогично строке + SRSD |
Устройства быстрого отключения на уровне строки (SRSD): путь, оптимизированный по коммерческим затратам
Для коммерческих систем с большим количеством цепочек и предпочтением струнных инверторов оптимизаторы на уровне каждого модуля являются дорогостоящими и усложняют установку. Устройства быстрого отключения строкового уровня — по одному на строку, установленные на краю массива — это экономичная альтернатива. Они работают, поддерживая подаваемый сигнал «разрешения» от инвертора; когда переключатель быстрого отключения размыкает цепь переменного тока, сигнал разрешения теряется, а безопасный контакт SRSD размыкает цепь постоянного тока в течение миллисекунд.
SRSD значительно дешевле, чем MLPE по модулю: типичный SRSD обрабатывает одну строку (10–25 модулей) за 80–150 долларов за установку по сравнению с 80–150 долларами за модуль для оптимизаторов. В системе мощностью 500 кВт с 250 модулями (при условии, что модули мощностью 2 кВт и 25 на цепочку = 10 цепочек на инвертор) разница в стоимости установки может превысить 30 000 долларов США.
Требования к маркировке и указателям
NEC 2020 требует специальной маркировки в нескольких местах:
- Переключатель быстрого отключения: Табличка «БЫСТРОЕ ВЫКЛЮЧЕНИЕ СОЛНЕЧНОЙ ФЭУ СИСТЕМЫ», КРАСНЫЙ фон, буквы размером не менее 3/8 дюйма.
- В массиве: табличка, указывающая, что система имеет возможность быстрого отключения и расположена так, чтобы ее было видно с точки доступа на крышу.
- Схема системы: однолинейная схема фотоэлектрической системы должна быть постоянно размещена в месте расположения переключателя быстрого отключения.
- Устройство индикации: видимый световой сигнал или знак, указывающий состояние «СИСТЕМА В БЫСТРОМ ОТКЛЮЧЕНИИ», когда было начато отключение.
Быстрое закрытие в юрисдикциях, не входящих в NEC
За пределами США требования к быстрому отключению различаются. Европейский стандарт IEC 60364-7-712 требует наличия доступного изолирующего выключателя переменного тока в точке подключения к сети, но не требует (в текущей редакции) снижения напряжения внутри границы массива до 30 В. Однако несколько европейских стран внесли национальные поправки, требующие устройства безопасности на уровне модуля или на уровне цепочки для новых коммерческих систем на крыше. Например, немецкий стандарт VDE-AR-E 2100-712 включает требования к «безопасному низкому напряжению» на массиве в аварийных условиях.
Для проектов на Ближнем Востоке и в Центральной Азии, ориентированных на экспортные рынки или использующих коды, указанные в США, подтвердите требования о быстром закрытии в местном органе власти, обладающем юрисдикцией (AHJ). Свяжитесь с нами чтобы обсудить спецификации оборудования для любой юрисдикции — наши инверторы Sungrow сертифицированы по стандартам IEC, CE и UL и совместимы с основными системами MLPE и SRSD для конструкций, соответствующих требованиям NEC.
Влияние на конструкцию системы
Соблюдение требований по быстрому отключению должно быть учтено при проектировании системы с самого начала, а не модернизироваться после проверки разрешения:
- Укажите требования SRSD или MLPE в запросе предложений, чтобы подрядчики установили правильную цену.
- Маршрутизация строк должна заканчиваться в доступных объединительных коробках или точках крепления на краю массива для установки SRSD.
- Выключатель быстрого отключения должен быть включен в однолинейную схему, представленную на получение разрешения.
- Контрольный список ввода в эксплуатацию должен включать живое испытание функции быстрого отключения — см. руководство по контрольному списку ввода в эксплуатацию
- Требования AFCI (прерыватель цепи дугового замыкания) в соответствии с разделом 690.11 NEC 2020 применяются одновременно с быстрым отключением — некоторые инверторы включают встроенный AFCI.