După ce am discutat cum să alegem secțiunea pentru cablul dintre baterii și invertor, trebuie să discutăm despre ce siguranțe folosim pentru protejarea cablurilor și a bateriei în caz de supracurent sau scurtcircuit. De cele mai multe ori în manualul invertorului se regăsesc recomandări atât pentru secțiunea de cablu pentru baterii, cât și pentru curentul nominal al siguranței pentru baterii. Pentru cazul în care aceste informații nu sunt în manual voi prezenta mai departe cum puteți dimensiona aceste siguranțe.
De obicei, la sistemele hibride de la firmele consacrate de genul Fronius și Huawei, care au propria soluție de stocare bazată pe baterii la tensiuni mari (High Voltage), bateriile sunt modulare și au inclusă siguranța. La aceste sisteme bateriile sunt practic plug and play și nu mai necesită o siguranță externă. Însă în sistemele modulare de genul Victron sau invertoarele hibrid pe 24 sau 48 volți de genul Growat sau MPP Solar/EASun îți poți configura propriul tău banc de acumulatori din celule individuale. În acest caz trebuie utilizată o siguranță care să protejeze atât la supracurent cât și la scurtcircuit. Ea trebuie montată pe cablul pozitiv, cât mai aproape de borna pozitivă a bateriei. Pentru un sistem corect dimensionat și instalat nu ar trebui să existe niciodată un motiv ca această siguranță să se ardă.
Mai există situația foarte des întâlnită la momentul actual, în care bateria este conectată prin intermediul unui BMS la invertor. BMS-ul, după cum spune și numele lui (Battery Management System) are rolul de a monitoriza tensiunea celulelor individuale, de a preveni supradescărcarea sau supraîncărcarea bateriei și oferă și protecție la supracurent și scurtcircuit. Teoretic, dacă ai o singură baterie configurată cu un BMS, poți să nu mai montezi o siguranță adițională. Eu prefer însă să montez, deoarece și BMS-ul se poate defecta. O siguranță fuzibilă nu se defectează niciodată. Iar dacă vorbim de mai multe baterii puse în paralel, nici nu se mai pune discuția de a nu folosi o siguranță, deoarece BMS va proteja la nivelul de curent generat de o singură baterie.
Dacă sunt mai mulți consumatori conectați la baterie, fiecare trebuie protejat individual cu o siguranță, în plus față de siguranța principală de pe baterie. Nu contează cât de mare sau mică este puterea nominală a echipamentului consumator. Bateriile pot produce curenți foarte mari care pot cauza un incendiu. Dacă consumatorul dezvoltă o defecțiune și se produce un scurtcircuit intern, va curge un curent foarte mare, ceea ce poate crea un pericol de incendiu.
Când alegem o siguranță trebuie să ținem seama următoarele lucruri:
1. Curentul nominal
Curentul nominal al siguranței trebuie ales în funcție de curentul maxim de descărcare pe care îl suportă bateria, curentul maxim cu care poate trage invertorul (consumatorul), sau de curentul maxim admisibil al cablului, oricare din el este mai restrictiv. Dacă există mai mulți consumatori, siguranțele pentru ei se aleg în funcție de curentul maxim admisibil al cablului cu care se leagă la baterie (atâta timp cât sunt mai mici decât siguranța principală).
De exemplu, avem un invertor Growatt SPF5000ES cu un curent de descărcare maxim continuu de 100A. Am ales secțiunea minimă pentru cablu la 25 mmp, și acum trebuie să alegem siguranța. Cablul cu secțiunea de 25 mmp trebuie protejat de o siguranță de maxim 129A. Presupunem că bateria suportă un curent maxim de descărcare mai mare de 129A. În acest caz o siguranță de 125A ar fi cea mai potrivită. Trebuie să mai avem în vedere că invertorul poate suporta o sarcina de 150% pentru 5 secunde, însă de obicei o siguranță fuzibilă nu se arde instant la depășirea curentului nominal. Orice producător reputabil pune la dispoziție grafice cu curbe de declanșare. Acolo se poate vedea ca o siguranță poate suporta un supracurent cu 50% mai mare decât curentul nominal pentru câteva zeci de secunde.
Vedem în curba asta că o siguranță fuzibilă de 20 amperi va declanșa undeva la 24 amperi în 2000 secunde și la 70 amperi într-o secundă. De-abia la sute de amperi va declanșa aproape instantaneu.
2. capacitatea de rupere
O caracteristică importantă dar adesea neglijată este capacitatea de rupere. O celulă LiFePO4 are un curent de scurtcircuit de ordinul a 10x capacitatea ei nominală în Ah (10C). Astfel pentru o celulă de 280Ah putem avea lejer curent de scurtcircuit de 2800A (2,8kA). De aia în general pentru baterii se utilizează siguranțe fuzibile, care au capacități de rupere de ordinul zecilor de kA.
3. Tensiunea nominală
Tensiunea nominală se alege în funcție de tensiunea maximă a sistemului. Ea trebuie să fie mai mare decât această tensiune. De asemenea, foarte important, siguranța trebuie să fie pentru curent continuu (DC). O siguranță pentru curent alternativ nu poate stinge arcul electric apărut în sarcină sau scurtcircuit, și va lua foc.
3. viteza de declanșare
Viteza de declanșare a unei siguranțe reprezintă timpul necesar pentru ca aceasta să se deschidă (ardă în cazul unei fuzibile) atunci când apare un curent de defect. Viteza este determinată de materialul siguranței, mecanismul său, curent și temperatură.
Mai sus am arătat o curbă de declanșare a unei siguranțe fuzibile ETI de 20A. Am văzut influența curentului asupra timpului de declanșare. Această curbă se modifică și în funcție de temperatura ambientală. Dacă este foarte cald, declanșarea va fi mai rapidă pentru aceeași valoare a curentului. De obicei nu se corectează pentru temperaturi între -20oC si 35oC
Conform standardului IEC avem următoarele categorii pentru siguranțele fuzibile:
4.tipul de siguranțe
Pentru orice alte întrebări și discuții vă aștept pe grupul Totul despre Fotovoltaice pe Facebook și pe canalul de YouTube Full Electric.
Atenție! Orice intervenție asupra echipamentelor electrice se face doar de către personal autorizat!