Overspanningsbeveiligingsapparaten zijn essentiële beveiligingsapparatuur voor zonne-energiesystemen, die de unieke overspanningsrisico's van fotovoltaïsche (PV) stroomopwekkingsscenario's effectief oplossen en de veilige en stabiele werking van zonne-energiecentrales op lange termijn- garanderen. De noodzaak van SPD-toepassing in zonne-energiesystemen komt tot uiting in meerdere aspecten.
Ten eerste hebben zonne-energiecentrales een extreem hoog risico op blootstelling aan bliksem. De meeste fotovoltaïsche systemen worden gebouwd in open buitengebieden, zoals bergachtige gebieden, woestijnen en landelijke open gebieden zonder hoge schuilplaatsen. Zonnepaneelarrays, combinerboxen voor buitengebruik en elektriciteitskabels op afstand zijn zeer kwetsbaar voor directe en indirecte blikseminslagen, die enorme tijdelijke overspanningen veroorzaken. Zonder SPD-bescherming zullen bliksemstoten rechtstreeks schade toebrengen aan zonnepanelen, omvormers en stroomdistributieapparatuur.
Ten tweede hebben zonne-energiesystemen last van frequente interne schakelpieken. PV-systemen bevatten kernapparatuur zoals fotovoltaïsche omvormers, DC-combineerdozen en op het elektriciteitsnet-aangesloten apparaten voor stroomdistributie. Frequente DC-AC-conversie, aansluiting en ontkoppeling van het elektriciteitsnet en veranderingen in de stroombelasting veroorzaken periodieke schakelpieken en spanningspieken, waardoor de isolatie van de apparatuur geleidelijk wordt aangetast en de veroudering van componenten wordt versneld zonder effectieve onderdrukking.
Ten derde heeft PV-apparatuur een lage overspanningstolerantie en hoge onderhoudskosten. Omvormers voor zonne-energie, laadregelaars en apparaten die op het intelligente net- zijn aangesloten, zijn elektronische precisieapparatuur met gevoelige chips en circuits. Zelfs overspanningspieken op microsecondenniveau- kunnen leiden tot defecten in het circuit, doorbranden van apparatuur en ontkoppeling van het systeemnet. De grootschalige indeling van zonnepanelen en de gedecentraliseerde stationsdistributie leiden tot hoge onderhoudskosten en lange stilstandtijden zodra de apparatuur beschadigd raakt.
Ten vierde vergroten transmissielijnen over lange- afstanden de gevaren van overspanning. Zonne-energiecentrales maken doorgaans gebruik van kabeltransmissie over lange- afstanden om stroom aan het elektriciteitsnet te leveren. Lange buitenkabels zijn gevoelig voor het induceren van overspanningen bij onweer en elektromagnetische interferentie, en piekenergie hoopt zich op langs de lijnen, wat een grotere bedreiging vormt voor eindstroomapparatuur. SPD's kunnen overspanningen beperken en piekenergie op belangrijke knooppunten afleiden om de transmissie van pieken te blokkeren.
Ten vijfde verbeteren SPD's de efficiëntie van de energieopwekking en de systeemstabiliteit. Door spanningsschommelingen-geïnduceerde spanningsschommelingen zullen frequent opstarten en uitschakelen van omvormers en een onstabiele stroomuitvoer veroorzaken, waardoor de efficiëntie van de opwekking van zonne-energie afneemt. Het installeren van SPD's stabiliseert de systeemspanning, vermindert het aantal uitval van apparatuur, zorgt voor een continue stroomopwekking op het net-en verbetert de economische voordelen van zonne-energiecentrales.