Więcej niż tylko zgodność z normami: ocena normy UL 3741 i funkcji szybkiego wyłączania na poziomie modułu

W skrócie

• Zarówno norma UL 3741, jak i funkcja szybkiego wyłączania na poziomie modułu są rozwiązaniami zgodnymi z normą NEC.
• Norma UL 3741 pozwala ograniczyć ilość elementów sprzętowych na poziomie modułów w kwalifikujących się projektach systemów i sprawdza się dobrze na dużych, prostych dachach budynków komercyjnych.
• Funkcja szybkiego wyłączania na poziomie modułu zapewnia dodatkową elastyczność, łatwość konserwacji oraz opcjonalne monitorowanie i optymalizację.
• Najlepsze rozwiązanie zależy od priorytetów projektu – nie każdy projekt ma takie same wymagania.

‍

Dlaczego istnieje funkcja szybkiego wyłączania

Szybkie wyłączanie (RSD) to wymóg bezpieczeństwa określony w normie NEC, opracowany w celu zmniejszenia niebezpiecznego napięcia stałego w instalacjach fotowoltaicznych, co przyczynia się do poprawy bezpieczeństwa strażaków, instalatorów i personelu konserwacyjnego podczas działań ratowniczych i serwisowych. Krótko mówiąc – zostało stworzone, aby rozwiązać problem bezpieczeństwa.

Zanim do Krajowego Kodeksu Elektrycznego (NEC) wprowadzono wymogi dotyczące szybkiego wyłączania, instalacje fotowoltaiczne pozostawały pod napięciem zawsze, gdy padało światło słoneczne. Nawet po odłączeniu zasilania prądem przemiennym przewody prądu stałego na dachu, pozostające pod napięciem, mogły nadal stanowić zagrożenie dla instalatorów, personelu konserwacyjnego oraz służb ratowniczych pracujących w pobliżu paneli.

Wraz z upowszechnieniem się dachowych instalacji fotowoltaicznych branża dostrzegła potrzebę wprowadzenia bezpieczniejszego sposobu odłączania zasilania systemów fotowoltaicznych podczas działań ratowniczych i konserwacyjnych. Wysiłki te doprowadziły ostatecznie do ustanowienia wymogów dotyczących szybkiego wyłączania, wprowadzonych po raz pierwszy w normie NEC z 2014 roku i zaostrzonych w kolejnych wersjach normy.

‍

‍

‍

Zrozumienie dwóch ścieżek zapewnienia zgodności

Obecnie firmy zajmujące się projektowaniem energetycznym budynków (EPC) zazwyczaj wybierają jedno z dwóch podejść pozwalających spełnić wymagania normy NEC dotyczące szybkiego wyłączania.

‍

Szybkie wyłączanie na poziomie modułu

Funkcja szybkiego wyłączania na poziomie modułów wykorzystuje układy elektroniczne w każdym module do zainicjowania szybkiego wyłączania i obniżenia napięcia na poziomie modułu zgodnie z wymogami normy NEC. W zależności od wybranego produktu instalatorzy mogą również uzyskać dostęp do monitorowania na poziomie modułów oraz optymalizacji mocy, co pozwala na szybsze wykrywanie i usuwanie usterek, bardziej wydajną eksploatację i konserwację (O&M) oraz lepszy wgląd w wydajność systemu przez cały okres eksploatacji instalacji fotowoltaicznej.

‍

UL 3741

Norma UL 3741 certyfikuje kompletne systemy kontroli zagrożeń w instalacjach fotowoltaicznych, a nie poszczególne urządzenia MLPE. Zgodność z normą osiąga się poprzez zastosowanie zatwierdzonej kombinacji sprzętu, metod instalacji, praktyk okablowania oraz projektu systemu, mających na celu zarządzanie zagrożeniami bez konieczności stosowania urządzeń na poziomie modułów w każdym panelu.

Oba podejścia spełniają wymagania NEC – po prostu w różny sposób zapewniają zgodność z tymi wymaganiami.

‍

Dlaczego niektóre firmy EPC analizują normę UL 3741

W certyfikatach EPC dla obiektów komercyjnych uwzględnia się normę UL 3741, ponieważ zapewnia ona alternatywną ścieżkę zapewnienia zgodności, która pozwala ograniczyć wymagania sprzętowe na poziomie modułów w kwalifikujących się projektach.

Do typowych zalet należą:

• Alternatywna ścieżka zgodna z normą NEC
• Zmniejszone wymagania sprzętowe na poziomie modułów
• Mniej urządzeń do zainstalowania i zarządzania
• Uproszczona architektura systemu na odpowiednich dachach budynków komercyjnych

W zależności od projektu niektóre firmy EPC mogą priorytetowo traktować początkowe cele projektowe, podczas gdy inne kładą większy nacisk na długoterminową eksploatację i konserwację.

‍

Perspektywy wykraczające poza dzień instalacji

Koszt instalacji to tylko jeden z czynników, które należy wziąć pod uwagę przy ocenie systemu w całym cyklu życia. Kolejnym ważnym aspektem jest środowisko elektryczne podczas przyszłych prac serwisowych i konserwacyjnych. Funkcja szybkiego wyłączania na poziomie modułów obniża napięcie w każdym module po uruchomieniu szybkiego wyłączania, co pomaga stworzyć środowisko robocze o niższym napięciu dla personelu konserwacyjnego po zainicjowaniu szybkiego wyłączania. Norma UL 3741 zapewnia zgodność w inny sposób. Zamiast obniżać napięcie w każdym module, zarządza zagrożeniami za pomocą certyfikowanego systemu kontroli zagrożeń fotowoltaicznych, co oznacza, że przewodniki pod napięciem mogą pozostać w panelu.

W niektórych projektach priorytetowo traktuje się kwestie wykraczające znacznie poza etap oddania do użytku, w tym:

• Dostęp do konserwacji w przyszłości
• Widoczność na poziomie modułu
• Sprawność eksploatacyjna
• Elastyczność w zakresie rozmieszczenia falowników
• Przebudowa dachu lub przyszłe rozbudowy
• Optymalizacja opcjonalna
• Długoterminowe koszty posiadania

Dla firm EPC odpowiedzialnych za bieżącą eksploatację i konserwację – lub obsługujących klientów, dla których liczy się wartość w całym cyklu życia – te czynniki mogą przeważyć nad początkowymi oszczędnościami na sprzęcie.

Należy również wziąć pod uwagę, że norma UL 3741 opiera się na certyfikowanym systemie kontroli zagrożeń związanych z instalacjami fotowoltaicznymi, a zgodność z nią zależy od zastosowania określonych kombinacji urządzeń i praktyk instalacyjnych, które zostały poddane wspólnej ocenie. Zmiany w głównych elementach systemu, w tym zamiany wynikające z dostępności produktów, mogą wymagać ponownej oceny zgodności z certyfikowanym projektem.

‍

Pytania, które powinien zadać każdy EPC

Przed wyborem strategii szybkiego wyłączania należy wziąć pod uwagę:

• Co decyduje o priorytetach tego projektu – najniższy koszt instalacji czy długoterminowa wartość?
• Czy dach jest duży i prosty, czy też składa się z wielu płaszczyzn, zawiera przeszkody lub przewiduje się jego przyszłą rozbudowę?
• Kto będzie odpowiedzialny za serwis i konserwację przez cały okres eksploatacji systemu?
• Poza zgodnością z normami, jak duże znaczenie mają elastyczność, łatwość konserwacji oraz opcjonalne funkcje na poziomie modułów?

Te pytania często decydują o tym, która ścieżka zapewnienia zgodności jest bardziej odpowiednia.

‍

Więcej niż tylko zgodność z przepisami

Norma UL 3741 ma swoje zastosowanie, zwłaszcza na dachach dużych obiektów komercyjnych, gdzie prostota i ograniczenie do minimum osprzętu na poziomie modułów stanowią główne cele projektowe.

Podobnie istnieje potrzeba zastosowania funkcji szybkiego wyłączania na poziomie modułu, gdy priorytety projektu wykraczają poza sam dzień instalacji i obejmują łatwość konserwacji, elastyczność projektową, przyszłe modyfikacje lub opcjonalne funkcje na poziomie modułu.

Oferta rozwiązań MLPE firmy Tigo odzwierciedla tę elastyczność. Instalatorzy mogą wdrożyć model TS4-F w celu zapewnienia zgodności z wymogami systemu Rapid Shutdown na poziomie modułów lub wybrać TS4-A-O projekty wymagają dodatkowego monitorowania i optymalizacji. Zamiast traktować każdą instalację w ten sam sposób, firma Tigo umożliwia firmom EPC dostosowanie rozwiązania do celów każdego projektu w zakresie bezpieczeństwa, wydajności i długoterminowej eksploatacji.