Hur man skyddar PV-system mot blixtnedslag

Innehåll:

1. Risker för PV-system vid åskväder
2. Attraherar PV-system blixtar under åskväder?
3. Ska jag stänga av mitt PV-system under åskväder?
4. Nödvändigheten av att installera åskskydd
5. Nyckelkomponenter i designen av åskskydd för PV-system
6. Fyra typer av åskskyddsåtgärder för PV-system
7. Slutsats

Risker för PV-system vid åskväder

PV-system står inför flera risker under åskväder. Denna artikel introducerar de hot som åskväder utgör för PV-system och skyddsåtgärderna för olika typer av PV-system för att säkerställa säker drift.

1. Direkta blixtnedslag

Direkta blixtnedslag utgör det mest omedelbara hotet mot PV-system. När blixten direkt slår ner i PV-moduler eller närliggande strukturer kan det orsaka katastrofala skador. Den högenergetiska överspänningen från ett blixtnedslag kan skada kritiska elektroniska komponenter i PV-moduler, såsom växelriktare, batterihanteringssystem och anslutningskablar. Denna skada kan inte bara stoppa systemet från att fungera utan också potentiellt orsaka bränder eller explosioner, vilket allvarligt påverkar utrustningens livslängd och säkerhet.

2. Inducerade blixtnedslag

Inducerade blixtnedslag är en annan vanlig form av skada på PV-system, särskilt i regioner med frekventa åskväder. Även om blixten inte direkt slår ner i PV-modulerna kan elektromagnetisk induktion orsaka överspänning inom systemet. Denna överspänning kan överstiga modulerna och elektroniska enheters märkspänning, vilket leder till komponentfel eller prestandaförsämring. De ackumulerade skadorna från inducerade blixtnedslag kan förkorta systemets livslängd och tillförlitlighet.

3. Markpotentialhöjning

Markpotentialhöjning uppstår när blixten slår ner i marken eller närliggande ledare, vilket överför överspänning genom jordningssystemet till PV-systemet. Även om jordningssystemet är utformat för att säkert leda blixtströmmar till marken kan markpotentialhöjning göra att jordningssystemet misslyckas med att effektivt eliminera överspänningen. I denna situation kan överspänningen komma in i PV-systemets kretsar, skada eller till och med helt förstöra kritisk utrustning.

Attraherar PV-system blixtar under åskväder?

PV-system attraherar inte aktivt blixtar under åskväder, men att vidta förebyggande åtgärder för att minska risken är rekommenderat.

Ska jag stänga av mitt PV-system under åskväder?

Att stänga av PV-systemet kan minska sannolikheten för att utrustningen påverkas av blixtar, särskilt när det inte finns dedikerade åskskyddsanläggningar. Detta är en effektiv säkerhetsåtgärd.

Nödvändigheten av att installera åskskydd

I de flesta länder och regioner är installation av åskskyddsanläggningar en nödvändig åtgärd för att skydda utrustning och användarsäkerhet. Elsäkerhetskoder kräver vanligtvis att PV-system är utrustade med lämpliga åskskyddsåtgärder för att säkerställa långsiktig stabil drift.

Nyckelkomponenter i Åskskyddsdesign för PV-system

1. Jordningssystem
   Ett bra jordningssystem är första försvarslinjen mot blixtskador. Se till att jordningsresistansen är under säkerhetsstandarderna för att effektivt avleda blixtöverspänning.
2. Åskledare och Konduktorer
   Installation av åskledare eller konduktorer nära PV-arrayen kan minska sannolikheten för att blixtar slår ner i PV-modulerna och säkert leda blixtenergin till marken.
3. Överspänningsskydd (SPDs)
   Fotovoltaiska systems känsliga elektriska utrustning, såsom AC/DC-omvandlare, övervakningsenheter och fotovoltaiska array, måste skyddas med hjälp av överspänningsskydd (SPDs). SPDs är främst indelade i tre typer:
   Typ 1: Installeras vid huvudfördelningspanelen eller mätplatsen, används tillsammans med åskledare och andra åskskyddssystem för att avleda starka strömmar från direkta blixtnedslag.
   Typ 2: Installeras vid hushållets elpanel, kan användas självständigt eller med åskledare, skyddar mot indirekta blixtnedslag och andra överspänningar.
   Typ 3: Installeras nära specifika elektroniska enheter vid användningspunkten och ger kompletterande överspänningsskydd för enskilda enheter som datorer, TV-apparater och kringutrustning, lämplig för enheter som är mer än 10 meter bort från Typ 1 eller Typ 2 SPDs.

Effektiviteten hos SPDs beror på korrekt installation och matchande överspänningsströmstyrkor. Det rekommenderas att konsultera en licensierad elektriker för att bedöma blixtfaran i ditt område, bestämma den mest lämpliga SPD-typen för ditt hem och säkerställa att SPDs har lämpliga överspänningsströmstyrkor för att skydda dina elektroniska enheter från skador.

Fyra typer av åskskyddsåtgärder för PV-system

I PV-system är åskskydd avgörande. Att förstå de olika typerna av åskskyddssystem och deras användningsområden kan effektivt skydda PV-system från blixtnedslag och spänningsöverskott. Här är fyra typer av åskskyddsåtgärder för olika PV-system:

1. PV-system med oberoende åskskyddssystem

Ett PV-system med ett oberoende åskskyddssystem innebär att installera och driva ett separat åskskyddssystem för PV-systemet baserat på befintliga byggnader. Denna design säkerställer att PV-systemet kan drivas säkert oberoende av byggnadens åskskyddssystem.

(1) Installation av åskledare: Installera dedikerade åskledare på PV-paneler eller monteringsstrukturer för att ge en föredragen väg för blixtströmmar och säkert leda dem till marken.

(2) Överspänningsskydd (SPDs): Installera SPDs nära elektriska komponenter för att upptäcka och säkert avleda överspänningsströmmar, vilket förhindrar skador.

(3) Potentialutjämning: Etablera god potentialutjämning genom att ansluta alla elektriska komponenter till jordningssystemet för att säkerställa en enhetlig jordreferens.

(4) Effektivt jordningssystem: Installera ett effektivt jordningssystem för att säkert leda blixtströmmar och minska skadliga strömmar till komponenter.

2. PV-system med skärmat åskskyddssystem

Om utrymmesbegränsningar inte tillåter tillräckligt separationsavstånd mellan åskskyddssystemet och PV-systemets kablage, är dessa vanligtvis oberoende system sammankopplade. Denna design inkluderar traditionella åskskyddsåtgärder och skärmningsåtgärder för elektromagnetisk interferens (EMI) för att förbättra systemets elektromagnetiska kompatibilitet (EMC).

Rekommenderade åtgärder:

(1) Skärmade kablar: Använd skärmade kablar (med ett ledande materiallager) för att skydda kablar från extern elektromagnetisk fältstörning och förhindra elektromagnetisk interferens genererad av kablar.

(2) Skärmade elektroniska komponenter: Använd skärmade elektroniska komponenter för att minska känsligheten för elektromagnetisk interferens och förbättra systemets prestanda och tillförlitlighet.

(3) EMC-optimering: Optimera layouten och skärmningen av systemkomponenter och kablar för att minimera elektromagnetisk interferens och säkerställa stabilitet i systemet och den omgivande miljön.

3. PV-system med blixtskydd men utan sköldning

I denna konfiguration har PV-systemet blixtskydd men ingen ytterligare sköldning för att minska elektromagnetisk interferens (EMI). Systemet fokuserar främst på att förhindra skador från åskslag och spänningspåslag.

Rekommenderade åtgärder:

(1) Blixtavledare och överspänningsskydd (SPD): Installera blixtavledare och SPD för att säkerställa att blixtströmmar och spänningspåslag säkert avleds och skyddar systems komponenter.

(2) Effektiv jordning: Se till att alla metallkomponenter (som modulramar och monteringsställningar) är väl anslutna till jordningssystemet för att leda bort blixtströmmar och minska skaderisken.

4. PV-system utan blixtskydd

PV-system utan blixtskydd är extremt utsatta och löper lätt skador från åskslag och spänningspåslag.

Potentiella risker:

(1) Skador från åska: PV-system, vanligtvis installerade på tak eller höga platser, är känsliga för åskslag och kan orsaka allvarliga skador.

(2) Spänningspåslag: Åskorsakade spänningspåslag kan tränga in i systemet och skada elektriska komponenter.

(3) Brandrisk: Åskslag kan orsaka bränder, särskilt utan blixtskydd.

(4) Skador på byggnader och elsystem: Åskslag och spänningspåslag kan sprida sig till byggnadsstrukturer och elnät, vilket orsakar omfattande skador.

(5) Säkerhetsrisker: Åskslag utgör potentiella säkerhetshot för personer nära PV-system.

Conclusion

PV-system står inför olika potentiella risker under åskoväder, inklusive direkta blixtnedslag, inducerad blixt och markpotentialhöjning. För att säkerställa systemets säkra drift måste lämpliga åskskyddsmetoder installeras, såsom åskledare, bra jordningssystem och SPD-enheter. Genom att använda lämpliga åskskyddsåtgärder för olika typer av PV-system kan du effektivt skydda systemet mot blixtnedslag och spänningspåslag. Regelbunden underhåll och inspektion av dessa åskskyddsanläggningar, samt att rådfråga professionell expertis, säkerställer att PV-systemet kan drivas säkert under alla väderförhållanden.

Sedan 2008 har Maysun Solar ägnat sig åt att producera högkvalitativa fotovoltaiska moduler. Maysun Solar erbjuder TOPCon, IBC och HJT solpaneler, samt balkongsolstationslösningar. Dessa solpaneler erbjuder utmärkt prestanda och stilren design som smidigt integreras med alla typer av byggnader. Maysun Solar har framgångsrikt etablerat kontor och lager i många europeiska länder och har långvariga samarbeten med utmärkta installatörer! Tveka inte att kontakta oss för senaste modulpriser eller frågor om solenergi. Vi är här för att hjälpa dig.

Référence :

Blitzschutz von Photovoltaik-Anlagen. (n.d.). VDE Blitzschutz. https://www.vde.com/de/blitzschutz/infos/pv-anlagen

Steffen, C. (2024, 19 mai). Blitzschutz für PV-Anlagen - wirklich notwendig ? ☀️ photovoltaik.sh ☀️ photovoltaik.sh. photovoltaik.sh. https://www.photovoltaik.sh/wissen/blitzschutz-pv-anlage/

Zagorac, A. (2024b, 29 mai). Êtes-vous protégé contre les dommages causés par les surtensions ? Schneider Electric Blog. https://blog.se.com/homes/2017/12/22/protected-power-surge-damage/

Du kanske också gillar: