Seminarium Solis: Skuteczność ochrony odgromowej w systemach PV
Domowe instalacje fotowoltaiczne są zazwyczaj ustawiane na dachach budynków mieszkalnych, o dużej powierzchni metalowej, w większej odległości od ziemi i znajdują się w odsłoniętej lokalizacji. Dlatego systemy PV mogą przyciągać błyskawice. Jeśli instalacja fotowoltaiczna nie ma dobrego zabezpieczenia odgromowego i uziemienia, prawdopodobieństwo uderzenia w nią pioruna jest wysokie i może to spowodować pożar, problemy z bezpieczeństwem oraz straty mienia i życia ludzkiego.
Przemysł fotowoltaiczny dojrzał, a projektowanie i budowa instalacji PV stały się bardziej znormalizowane. Jednak nadal istnieją wątpliwości co do wymogów ochrony odgromowej.
Dlaczego uderzenie pioruna jest realnym ryzykiem? Aby odpowiedzieć na to pytanie, podzielimy się kwestiami, które można łatwo przeoczyć podczas wykonywania instalacji i opowiemy, w jaki sposób zwiększyć skuteczność ochrony systemu.
Część 1. Ogólne rozwiązanie ochrony odgromowej
Standardowy plan ochrony odgromowej (spadzisty dach i płaski dach)
W przypadku obszarów o stosunkowo mniejszej częstotliwości burz metody uziemienia przedstawione na powyższym schemacie są powszechnie stosowane bez instalowania dodatkowych kabli odgromowych.
Jeśli system jest zainstalowany na płaskim dachu, zwykle ma tendencję do uziemienia przez pokrywę falownika lub podłączenie do istniejącego systemu ochrony odgromowej budynku. Taka ochrona przed wyładowaniami atmosferycznymi jest potencjalnie nieefektywna w przypadku obszarów o wysokim prawdopodobieństwie wyładowań.
Część 2. Udoskonalone rozwiązanie ochrony przed piorunami
Przed rozważeniem skutecznej ochrony odgromowej instalacji systemy PV musimy zrozumieć typowe rodzaje uderzeń pioruna.
Klasyfikacja uderzeń pioruna
Typ I: Bezpośrednie uderzenie w matrycę fotowoltaiczną, przez pętlę DC do falownika, nazywamy bezpośrednim uderzeniem pioruna,
Typ II: Reakcja elektrostatyczna (lub indukcja elektromagnetyczna), która występuje w pobliżu kwadratowej matrycy, jest nazywana indukcyjnym uderzeniem pioruna,
Typ III: Uderzenie w urządzenie prowadnicy pioruna i naruszenie falownika przez wbudowane zabezpieczenie odgromowe, nazywane jest to odbitym uderzeniem pioruna.
W przypadku systemów PV w domach najczęściej występują uderzenia pioruna typu I i II: bezpośrednie i indukcyjne.
Jeśli nieruchomość znajduje się w obszarze narażonym na częste wyładowania atmosferyczne lub na dachu znajdują się inne wysokie konstrukcje metalowe, np. kolektory słoneczne, zbiorniki na wodę lub antena satelitarna, prawdopodobieństwo tych dwóch typów uderzeń pioruna będzie większe. Konieczne jest wzmocnienie ochrony odgromowej podczas etapu projektowania.
Metalowe wyposażenie na dachu.
Aby zwiększyć skuteczność ochrony odgromowej systemów domowych, oprócz normalnych środków ochrony odgromowej, należy wziąć pod uwagę następujące elementy:
1) Jeśli system ma dużą pojemność lub znajduje się w obszarze z częstymi burzami, konieczne jest zainstalowanie piorunochronu obok układu słonecznego;
2) Jeśli na dachu znajdują się też inne obiekty metalowe, strona DC systemu PV powinna być jak najdalej od tych struktur. Upewnić się, że mocowanie systemu PV nie styka się z tymi elementami. Zaleca się również zamontowanie piorunochronu na dachu.
3) Zmniejszyć ogólny przekrój okablowania systemu PV, aby zmniejszyć siłę wywołanego uderzenia pioruna.
4) Zaleca się wdrożenie oddzielnego rozwiązania ochrony odgromowej dla systemu PV i unikanie po prostu podłączenia go do oryginalnego systemu ochrony odgromowej budynku.
Wzmocnione zabezpieczenie odgromowe (dach pochylony oraz dach płaski).
Część 3. Analiza przypadku
Projekt znajduje się w Fenghua w Chinach. Według statystyk średnia roczna liczba piorunów dla tego obszaro to ponad 75. Budynki mieszkalne posiadają tutaj dużą powierzchnię płaskich dachów.
Całkowita moc zainstalowana systemu fotowoltaicznego wynosi 28 kWp, instalacja jest obsługiwana przez falownik Solis GCI-25K-5G.
Rozwiązanie ochrony odgromowej systemu PV na miejscu.
Oprócz ochrony odgromowej budynków dla modułów słonecznych, wsporników, falowników i skrzynek rozdzielczych energii elektrycznej, system ochrony odgromowej warto pamiętać o następujących kwestiach:
1) W przypadku najbardziej wrażliwych części systemu, np. falownika, upewnij się, że zarówno elektryczne (wewnętrzne) uziemienie, jak i uziemienie pokrywy (zewnętrzne) są skutecznie podłączone.
Zabezpieczenie uziemiające falownika
1) Dodano cztery okrągłe pręty stalowe o długości 1,5m i Φ10mm, które zostały przyspawane do instalacji odgromowej budynku, aby zmniejszyć bezpośredni wpływ piorunów na system.
Dodatkowy piorunochron
2) Oddzielone uziemienie domowych instalacji PV: należy wybrać miejsce, w którym ziemia jest wystarczająco gruba i wilgotna i wykopać otwór o głębokości 1,5m, a następnie użyć okrągły pręt stalowy Φ8 (płaska stal 40*4mm lub okrągła Φ10 również może być zastosowana), aby oddzielić uziemienie. Rezystor uziemiający wynosi 2,68Ω i spełnia wymagania poniżej 4Ω.
Część 4. Podsumowanie
Nie można zignorować ochrony odgromowej i uziemienia systemów PV zwłaszcza umieszczanych na domach. Stąd w procesie instalacji systemu musimy nie tylko wziąć pod uwagę ogólne zasady ochrony odgromowej i uziemienia, ale także wzmocnić ochronę systemu odgromowego zgodnie z warunkami panującymi na miejscu.
Krótko mówiąc, należy poświęcić czas na przygotowanie ochrony odgromowej instalacji PV, ponieważ staranność w fazie projektowania i instalacji może zapobiec wielu późniejszym problemom.
Bezpieczna i stabilna konstrukcja odgromowa i uziemiająca może zapobiec uszkodzeniu systemu fotowoltaicznego, a nawet stratom osobistym i majątkowym.
artykuł sponsorowany
