ଫଟୋଭୋଲଟାଇକ୍ ସିଷ୍ଟମରେ ସର୍ଜ ପ୍ରୋଟେକ୍ଟର, ସର୍କିଟ୍ ବ୍ରେକର୍ସ ଏବଂ ଫ୍ୟୁଜର ସହଯୋଗୀ କାର୍ଯ୍ୟ: କାର୍ଯ୍ୟକ୍ଷମ ବିଶ୍ଳେଷଣ ଏବଂ ଆବଶ୍ୟକତା ଆଲୋଚନା

ପରିଚୟ

ବିଶ୍ୱ ଫଟୋଭୋଲଟାଇକ୍ ଶିଳ୍ପର ଦ୍ରୁତ ବିକାଶ ସହିତ, ସୌରଶକ୍ତି ଉତ୍ପାଦନ ପ୍ରଣାଳୀର ସୁରକ୍ଷା ଏବଂ ସ୍ଥିରତା ଶିଳ୍ପ ଦୃଷ୍ଟିକୋଣର କେନ୍ଦ୍ରବିନ୍ଦୁ ପାଲଟିଛି। ଫଟୋଭୋଲଟାଇକ୍ ପ୍ରଣାଳୀଗୁଡ଼ିକ ଦୀର୍ଘ ସମୟ ଧରି ବାହାର ପରିବେଶରେ ରହିଥାଏ ଏବଂ ବଜ୍ରପାତ, ପାୱାର ଗ୍ରୀଡ୍ ହ୍ରାସ ଏବଂ ଉପକରଣ ବିଫଳତା ଭଳି ବିପଦର ସମ୍ମୁଖୀନ ହୋଇପାରନ୍ତି, ଯାହା ଉପକରଣ କ୍ଷତି କିମ୍ବା ଅଗ୍ନିକାଣ୍ଡର କାରଣ ହୋଇପାରେ। ସର୍ଜ ପ୍ରୋଟେକ୍ଟର (SPD), ସର୍କିଟ୍ ବ୍ରେକର୍ ଏବଂ ଫ୍ୟୁଜ୍ ହେଉଛି ପ୍ରମୁଖ ସୁରକ୍ଷା ଉପକରଣ ଯାହା ପ୍ରତ୍ୟେକେ ସେମାନଙ୍କର କର୍ତ୍ତବ୍ୟ ପାଳନ କରନ୍ତି ଏବଂ ସିଷ୍ଟମର ସୁରକ୍ଷିତ କାର୍ଯ୍ୟ ସୁନିଶ୍ଚିତ କରିବା ପାଇଁ ପରସ୍ପର ସହିତ ସହଯୋଗ କରନ୍ତି। ଏହି ପ୍ରବନ୍ଧଟି ସେମାନଙ୍କର କାର୍ଯ୍ୟ, ସମନ୍ୱୟ ଯନ୍ତ୍ରପାତି ଏବଂ ଶିଳ୍ପ ବ୍ୟବହାରକାରୀଙ୍କ ପାଇଁ ସନ୍ଦର୍ଭ ପ୍ରଦାନ କରିବା ପାଇଁ ଆବଶ୍ୟକତାକୁ ଗଭୀର ଭାବରେ ବିଶ୍ଳେଷଣ କରିବ।

I. ଫଟୋଭୋଲଟାଇକ୍ ସିଷ୍ଟମକୁ ସାମ୍ନା କରୁଥିବା "ଅଦୃଶ୍ୟ ହତ୍ୟାକାରୀ"

ଫଟୋଭୋଲଟାଇକ୍ ପାୱାର ଷ୍ଟେସନଗୁଡ଼ିକ ଖୋଲା ଆକାଶ ତଳେ କାମ କରୁଥିବା "ଇସ୍ପାତ ଯୋଦ୍ଧା" ପରି, ନିରନ୍ତର ବିଭିନ୍ନ କଠୋର ପରୀକ୍ଷା ସହି ଚାଲିଥାନ୍ତି।

୧.୧ ବଜ୍ରପାତ ସମସ୍ୟା:

ବିଶେଷକରି, ମଧ୍ୟପ୍ରାଚ୍ୟ ଏବଂ ଦକ୍ଷିଣ-ପୂର୍ବ ଏସିଆରେ, ଗୋଟିଏ ଝଡ଼ବର୍ଷା ସୁରକ୍ଷା ଅଭାବ ଥିବା ବ୍ୟବସ୍ଥାକୁ ଅଚଳ କରିପାରେ।
୧.୨ ପାୱାର ଗ୍ରୀଡ୍‌ର ହ୍ରାସ-ବୃଦ୍ଧି:
ମୁଁ ଯେଉଁ ଚିଲିକା ପ୍ରକଳ୍ପର ଦାୟିତ୍ୱରେ ଥିଲି, ସେଠାରେ ଗ୍ରୀଡ୍ ଭୋଲଟେଜ ହଠାତ୍ ବୃଦ୍ଧି ପାଇବାରୁ ଅନେକ ଉପକରଣ ପୋଡ଼ି ଯାଇଥିଲା।

୧.୩ ସର୍ଟ ସର୍କିଟ୍ ବିପଦ:
ଗତ ବର୍ଷ, ଜର୍ମାନୀର ଏକ ପ୍ରକଳ୍ପରେ ପୁରୁଣା କେବୁଲ ଯୋଗୁଁ ସର୍ଟ ସର୍କିଟ ହୋଇଥିଲା, ଯାହା ପ୍ରାୟ ଅଗ୍ନିକାଣ୍ଡର କାରଣ ହୋଇଥିଲା।

ଏହି ବିପଦଗୁଡ଼ିକ ଅତିରଞ୍ଜିତ ନୁହେଁ। ଆନ୍ତର୍ଜାତୀୟ ଫଟୋଭୋଲଟାଇକ୍ ସେଫ୍ଟି ଆଲାଏନ୍ସ ଅନୁଯାୟୀ, 60% ରୁ ଅଧିକ ଫଟୋଭୋଲଟାଇକ୍ ସିଷ୍ଟମ ବିଫଳତା ଅପର୍ଯ୍ୟାପ୍ତ ବୈଦ୍ୟୁତିକ ସୁରକ୍ଷା ଯୋଗୁଁ ହୋଇଥାଏ।

II. ସର୍ଜ ପ୍ରୋଟେକ୍ଟିଭ୍ ଡିଭାଇସ୍ (SPD) ର ମୁଖ୍ୟ କାର୍ଯ୍ୟ

୨.୧ କାର୍ଯ୍ୟ ନୀତି
SPD ଧାତୁ ଅକ୍ସାଇଡ୍ ଭାରିଷ୍ଟର (MOV) କିମ୍ବା ଗ୍ୟାସ୍ ଡିସଚାର୍ଜ ଟ୍ୟୁବ୍ (GDT) ମାଧ୍ୟମରେ କ୍ଷଣସ୍ଥାୟୀ ଓଭରଭୋଲଟେଜକୁ ଭୂମିକୁ ପରିବର୍ତ୍ତନ କରେ, ଯାହା ଏକ ସୁରକ୍ଷିତ ପରିସର ମଧ୍ୟରେ ଭୋଲଟେଜକୁ ସୀମିତ କରିଥାଏ। ଫଟୋଭୋଲଟେକ୍ ସିଷ୍ଟମରେ, SPD ଗୁଡ଼ିକ ସାଧାରଣତଃ ନିମ୍ନଲିଖିତ ସ୍ଥାନରେ ସ୍ଥାପିତ ହୋଇଥାଏ:
ଡିସି ପାର୍ଶ୍ଵ (ମଡ୍ୟୁଲ ଏବଂ ଇନଭର୍ଟର ମଧ୍ୟରେ): ବଜ୍ରପାତ ଜନିତ ଉଚ୍ଛେଦରୁ ସୁରକ୍ଷା ପାଇଁ।
AC ପାର୍ଶ୍ୱ (ଇନଭର୍ଟର ଏବଂ ଗ୍ରୀଡ୍ ମଧ୍ୟରେ): ଗ୍ରୀଡ୍ ପାର୍ଶ୍ୱରୁ ଅଧିକ ଭୋଲଟେଜକୁ ଦମନ କରିବା ପାଇଁ।

୨.୨ ମୁଖ୍ୟ ପାରାମିଟରଗୁଡିକ
ସର୍ବାଧିକ ନିରନ୍ତର କାର୍ଯ୍ୟକ୍ଷମ ଭୋଲଟେଜ (Uc): ଫଟୋଭୋଲଟାଇକ୍ ସିଷ୍ଟମର ଭୋଲଟେଜ ସ୍ତର ସହିତ ମେଳ ଖାଉଥିବା ଆବଶ୍ୟକ (ଯେପରିକି 1000V DC କିମ୍ବା 1500V DC)।
ଡିସଚାର୍ଜ କରେଣ୍ଟ (ଇନ୍/ଆଇମ୍ପ୍): ବିଜୁଳି ସ୍ରୋତ ନିର୍ଗତ କରିବାର କ୍ଷମତାକୁ ପ୍ରତିଫଳିତ କରେ, ଏବଂ ଫଟୋଭୋଲଟାଇକ୍ ସିଷ୍ଟମଗୁଡ଼ିକ ପାଇଁ ସାଧାରଣତଃ 20kA କିମ୍ବା ତା'ଠାରୁ ଅଧିକ ଆବଶ୍ୟକ ହୁଏ।
ଭୋଲଟେଜ ସୁରକ୍ଷା ସ୍ତର (ଉପର): ଅବଶିଷ୍ଟ ଭୋଲଟେଜ ଆକାର ନିର୍ଣ୍ଣୟ କରେ ଏବଂ ସୁରକ୍ଷିତ ଉପକରଣର ସହଜ ଭୋଲଟେଜ ଠାରୁ କମ୍ ହେବା ଆବଶ୍ୟକ।

୨.୩ ଆବଶ୍ୟକତା
ଇନଭର୍ଟର ଏବଂ କମ୍ବାଇନର ବାକ୍ସ ଭଳି ମହଙ୍ଗା ଉପକରଣଗୁଡ଼ିକୁ ସର୍ଜ ଦ୍ୱାରା କ୍ଷତିଗ୍ରସ୍ତ ହେବାରୁ ରୋକାନ୍ତୁ।
ଆନ୍ତର୍ଜାତୀୟ ମାନଦଣ୍ଡ (ଯେପରିକି IEC 6164331, UL 1449) ଏବଂ ଫଟୋଭୋଲଟାଇକ୍ ପାୱାର ଷ୍ଟେସନ ପାଇଁ ସ୍ୱୀକୃତି ଆବଶ୍ୟକତା ପାଳନ କରନ୍ତୁ।

Ⅲ. ସର୍କିଟ୍ ବ୍ରେକର ଏବଂ ଫ୍ୟୁଜର କାର୍ଯ୍ୟ ଏବଂ ଚୟନ

୩.୧ ସର୍କିଟ୍ ବ୍ରେକର
କାର୍ଯ୍ୟ:
•ଓଭରଲୋଡ୍ ସୁରକ୍ଷା: ଯେତେବେଳେ ବିଦ୍ୟୁତ୍ ସ୍ରୋତ ସ୍ଥିର ମୂଲ୍ୟଠାରୁ ଅଧିକ ହୁଏ (ଯେପରିକି ମୂଲ୍ୟାଙ୍କିତ ବିଦ୍ୟୁତ୍ ସ୍ରୋତର 1.3 ଗୁଣ), ତାପଜ ଟ୍ରିପ୍ ଯନ୍ତ୍ର କାର୍ଯ୍ୟ କରେ।
•ସର୍ଟ ସର୍କିଟ୍ ସୁରକ୍ଷା: ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋମ୍ୟାଗ୍ନେଟିକ୍ ଟ୍ରିପ୍ ମେକାନିଜିମ୍ ମିଲିସେକେଣ୍ଡ ମଧ୍ୟରେ ସର୍ଟ-ସର୍କିଟ୍ କରେଣ୍ଟ (ଯେପରିକି 10kA)କୁ କାଟିଦିଏ।

•ଫୋଟୋଭୋଲଟାଇକ୍ ପାଇଁ ପ୍ରୟୋଗ ବୈଶିଷ୍ଟ୍ୟଗୁଡ଼ିକ:
ଏକ ସମର୍ପିତ DC ସର୍କିଟ ବ୍ରେକର (ଯେପରିକି DC 1000V/1500V) ଚୟନ କରିବାକୁ ପଡିବ।
ଭାଙ୍ଗିବା କ୍ଷମତା ସିଷ୍ଟମର ସର୍ଟ-ସର୍କିଟ୍ କରେଣ୍ଟ (ସାଧାରଣତଃ ≥ 15kA) ସହିତ ମେଳ ଖାଇବା ଉଚିତ।

୩.୨ ଫ୍ୟୁଜ୍
କାର୍ଯ୍ୟ:
ଫ୍ୟୁଜ୍ ଉପାଦାନକୁ ତରଳାଇ, ଏହା ତ୍ରୁଟିପୂର୍ଣ୍ଣ ସର୍କିଟକୁ ଶୀଘ୍ର ପୃଥକ କରିପାରିବ ଏବଂ ସିରିଜ୍-ସଂଯୁକ୍ତ ଶାଖାକୁ ସୁରକ୍ଷା ଦେଇପାରିବ।

ସୁବିଧା:
ବିଚ୍ଛିନ୍ନତା ଗତି ଅଧିକ ଦ୍ରୁତ (ମାଇକ୍ରୋସେକେଣ୍ଡ ସ୍ତରରେ), ଉଚ୍ଚ ସର୍ଟ-ସର୍କିଟ୍ କରେଣ୍ଟ ପରିସ୍ଥିତି ପାଇଁ ଉପଯୁକ୍ତ।
ଏହା ଆକାରରେ ଛୋଟ ଏବଂ ସୀମିତ ସ୍ଥାନ ସହିତ କରେଣ୍ଟ ବହନ କରୁଥିବା ବାକ୍ସ ପାଇଁ ଉପଯୁକ୍ତ।

୩.୩ SPD ସହିତ ସହଯୋଗ

SPD ଭୋଲଟେଜ ସୁରକ୍ଷା ପାଇଁ ଦାୟୀ, ଯେତେବେଳେ ସର୍କିଟ ବ୍ରେକର/ଫ୍ୟୁଜ ପ୍ରୋଟେକ୍ଟର କରେଣ୍ଟ ସୁରକ୍ଷା ପାଇଁ ଦାୟୀ।
ଯେତେବେଳେ ସର୍ଜ ବ୍ରେକଡାଉନ ଯୋଗୁଁ SPD ବିଫଳ ହୁଏ, ସର୍କିଟ ବ୍ରେକର କିମ୍ବା ଫ୍ୟୁଜ୍ ପ୍ରୋଟେକ୍ଟରଗୁଡ଼ିକ ନିଆଁକୁ ରୋକିବା ପାଇଁ ତ୍ରୁଟିପୂର୍ଣ୍ଣ ସର୍କିଟକୁ ତୁରନ୍ତ କାଟି ଦେଇପାରିବେ।

Ⅳ. ବହୁସ୍ତରୀୟ ସୁରକ୍ଷା ବ୍ୟବସ୍ଥାର କେସ୍ ଷ୍ଟଡି

ଉଦାହରଣ ଭାବରେ ଏକ 1MW ଫଟୋଭୋଲ୍‌ଟାଇକ୍ ପାୱାର ଷ୍ଟେସନ୍ ନିଅନ୍ତୁ:
୪.୧ ଡିସି ପାର୍ଶ୍ୱରେ ସୁରକ୍ଷା
କମ୍ପୋନେଣ୍ଟ ସିରିଜ୍ ଶାଖା: ପ୍ରତ୍ୟେକ ସିରିଜ୍ ପାଇଁ ଫ୍ୟୁଜ୍ (ଯେପରିକି 10A gPV ପ୍ରକାର) ସ୍ଥାପନ କରନ୍ତୁ।
କମ୍ବାଇନର ବାକ୍ସର ପ୍ରବେଶ: ପ୍ରକାର II SPD (≤ 1.5kV ଉପରକୁ) ଏବଂ DC ସର୍କିଟ ବ୍ରେକର (63A) ସଂସ୍ଥାପନ କରନ୍ତୁ।

୪.୨ ଏସି ପାର୍ଶ୍ଵରେ ସୁରକ୍ଷା
ଇନଭର୍ଟରର ଆଉଟପୁଟ୍ ଶେଷ: ପ୍ରକାର 1+2 SPD (Iimp ≥ 12.5kA) ଏବଂ ମୋଲ୍ଡଡ୍ କେସ୍ ସର୍କିଟ୍ ବ୍ରେକର (250A) ବିନ୍ୟାସ କରନ୍ତୁ।

୪.୩ ତ୍ରୁଟିପୂର୍ଣ୍ଣ ପରିସ୍ଥିତି ସିମୁଲେସନ୍
ଯେତେବେଳେ ବଜ୍ରପାତ ହୁଏ: SPD ସର୍ଜ କରେଣ୍ଟ ଛାଡିଥାଏ ଏବଂ 2kV ତଳେ ଥିବା ଭୋଲଟେଜକୁ କ୍ଲାମ୍ପ କରିଥାଏ; ଯଦି ସର୍ଟ ସର୍କିଟ ଯୋଗୁଁ SPD ବିଫଳ ହୁଏ, ତେବେ ସର୍କିଟ ବ୍ରେକରଟି ଟ୍ରିପ୍ ହୋଇଯାଏ।
ଯେତେବେଳେ ଲାଇନ ସର୍ଟ ସର୍କିଟ୍ ହୁଏ: ଥର୍ମାଲ୍ ସ୍ପଟ୍ ପ୍ରଭାବର ପ୍ରସାରକୁ ରୋକିବା ପାଇଁ ଫ୍ୟୁଜ୍ 5 ମିସେକେଣ୍ଡ ମଧ୍ୟରେ ତରଳିଯାଏ।

Ⅴ. ଚୟନ ଏବଂ ସ୍ଥାପନ ପାଇଁ ସତର୍କତା

୫.୧ SPD ଚୟନ
DC ପାର୍ଶ୍ୱ ପାଇଁ, ସାଧାରଣ AC SPDର ବିପରୀତ କରେଣ୍ଟ ସମସ୍ୟାକୁ ଏଡାଇବା ପାଇଁ ଏକ ଫଟୋଭୋଲଟାଇକ୍-ନିର୍ଦ୍ଦିଷ୍ଟ SPD (ଯେପରିକି PVSPD) ଚୟନ କରାଯିବା ଉଚିତ।
ତାପମାତ୍ରା ସୀମା ବିଚାର କରାଯିବା ଉଚିତ (ଉଚ୍ଚ-ତାପମାନ ପରିବେଶରେ Uc କୁ ଏକ ସୀମା ଛାଡ଼ିବାକୁ ପଡିବ)।

୫.୨ ସର୍କିଟ୍ ବ୍ରେକର/ଫ୍ୟୁଜ୍ ମ୍ୟାଚ୍ କରିବା
ଭାଙ୍ଗିବା କ୍ଷମତା ସିଷ୍ଟମର ସର୍ବାଧିକ ସର୍ଟ-ସର୍କିଟ୍ କରେଣ୍ଟଠାରୁ ଅଧିକ ହେବା ଉଚିତ (ଯେପରିକି ଷ୍ଟ୍ରିଂର ଫଲ୍ଟ କରେଣ୍ଟ 1.5kA ପର୍ଯ୍ୟନ୍ତ ପହଞ୍ଚିପାରେ)।
ଫ୍ୟୁଜ୍‌ର ମୂଲ୍ୟାଙ୍କିତ କରେଣ୍ଟ କମ୍ପୋନେଣ୍ଟ ସର୍ଟ-ସର୍କିଟ୍ କରେଣ୍ଟ (Isc) (NEC 690.8 ଅନୁଯାୟୀ) ର 1.56 ଗୁଣରୁ ଅଧିକ ହେବା ଉଚିତ।

୫.୩ ସିଷ୍ଟମ୍ ଏକତ୍ରୀକରଣ ପରାମର୍ଶଗୁଡ଼ିକ
ଅବଶିଷ୍ଟ ଭୋଲଟେଜ ହ୍ରାସ କରିବା ପାଇଁ SPD ଏବଂ ସର୍କିଟ ବ୍ରେକର ମଧ୍ୟରେ ତାରର ଲମ୍ବ ≤ 0.5 ମିଟର ହେବା ଉଚିତ।
SPD ସ୍ଥିତି ସୂଚକଗୁଡ଼ିକର ନିୟମିତ ଯାଞ୍ଚ କରାଯିବା ଉଚିତ, ଏବଂ ବିଫଳ ମଡ୍ୟୁଲଗୁଡ଼ିକୁ ସମୟ ମଧ୍ୟରେ ବଦଳାଯିବା ଉଚିତ।

Ⅵ. ଶିଳ୍ପ ଧାରା ଏବଂ ମାନକ ଅପଡେଟ୍
•ଉଚ୍ଚ-ଭୋଲଟେଜ ଚାହିଦା: 1500V ଫଟୋଭୋଲଟେଜ ସିଷ୍ଟମର ବ୍ୟାପକ ଗ୍ରହଣ ସହିତ, SPD ଏବଂ ସର୍କିଟ ବ୍ରେକରଗୁଡ଼ିକର ସହ୍ୟ କ୍ଷମତା ଭୋଲଟେଜ ସ୍ତରକୁ ସମନ୍ୱିତ ଭାବରେ ବୃଦ୍ଧି କରିବାକୁ ପଡିବ।

•ବୁଦ୍ଧିମାନ ତଦାରଖ: ଦୂରବର୍ତ୍ତୀ ତ୍ରୁଟି ପ୍ରାରମ୍ଭିକ ଚେତାବନୀ ହାସଲ କରିବା ପାଇଁ ତାପମାତ୍ରା ସେନ୍ସର ଏବଂ ତାରହୀନ ଯୋଗାଯୋଗ କାର୍ଯ୍ୟଗୁଡ଼ିକୁ ସମନ୍ୱିତ କରୁଥିବା ବୁଦ୍ଧିମାନ SPD ଗୁଡ଼ିକୁ ଧୀରେ ଧୀରେ ପ୍ରୟୋଗ କରାଯାଉଛି।

•ମାନକ ସୁଦୃଢ଼ୀକରଣ: IEC 625482023 ର ନୂତନ ସଂସ୍କରଣ ଫଟୋଭୋଲଟାଇକ୍ ସିଷ୍ଟମ ପାଇଁ ସୁରକ୍ଷା ଉପକରଣଗୁଡ଼ିକ ଉପରେ କଠୋର ସମନ୍ୱୟ ଆବଶ୍ୟକତା ଲାଗୁ କରିଛି।

ଉପସଂହାର
ଫଟୋଭୋଲଟେକ୍ ସିଷ୍ଟମରେ, ସର୍ଜ ପ୍ରୋଟେକ୍ଟର, ସର୍କିଟ ବ୍ରେକର ଏବଂ ଫ୍ୟୁଜ୍ ଏକ ସମ୍ପୂର୍ଣ୍ଣ "ଭୋଲଟେଜ୍-କର୍ଟେନ୍" ସହଯୋଗୀ ସୁରକ୍ଷା ପ୍ରଣାଳୀ ଗଠନ କରେ। ଏହି ଉପାଦାନଗୁଡ଼ିକର ସଠିକ୍ ଚୟନ ଏବଂ ବିନ୍ୟାସ କେବଳ ଉପକରଣର ସେବା ଜୀବନକୁ ବୃଦ୍ଧି କରିପାରିବ ନାହିଁ ଏବଂ ପରିଚାଳନା ଏବଂ ରକ୍ଷଣାବେକ୍ଷଣ ଖର୍ଚ୍ଚ ହ୍ରାସ କରିପାରିବ ନାହିଁ, ବରଂ ପାୱାର ଷ୍ଟେସନଗୁଡ଼ିକର ନିରାପଦ ପରିଚାଳନା ସୁନିଶ୍ଚିତ କରିବା ପାଇଁ ମଧ୍ୟ ଅତ୍ୟାବଶ୍ୟକୀୟ ସର୍ତ୍ତ। ପ୍ରଯୁକ୍ତିବିଦ୍ୟାର ବିକାଶ ସହିତ, ଏହି ସୁରକ୍ଷା ଉପକରଣଗୁଡ଼ିକର ସମନ୍ୱୟ ଏବଂ ବୁଦ୍ଧିମତା ଭବିଷ୍ୟତରେ ଫଟୋଭୋଲଟେକ୍ ସିଷ୍ଟମର ନିର୍ଭରଯୋଗ୍ୟତାକୁ ଆହୁରି ବୃଦ୍ଧି କରିବ।