Điện thoại

+86-18331152703

WhatsApp

+86-18331152703

Làm thế nào để thực hiện chống sét phát điện quang điện mặt trời?

Nov 20, 2023 Để lại lời nhắn

Tại sao vấn đề chống sét cho hệ mặt trời

 

Các tấm pin mặt trời giống như ăng-ten kim loại khổng lồ trên bầu trời-chúng thu hút tia sét và dòng điện từ. Một tia sét trực tiếp có thể làm cháy bộ biến tần, làm chảy dây cáp và thậm chí gây cháy. Trên thực tế, 68% sự cố hệ thống năng lượng mặt trời ở các khu vực-có bão đều có liên quan đến sét-. Hướng dẫn này sẽ hướng dẫn bạn cách xây dựng hệ thống năng lượng mặt trời "chống sét" bằng cách sử dụng các nguyên tắc kỹ thuật đã được chứng minh và các mẹo thực tế-.

 

1. Cột thu lôi: Tuyến phòng thủ đầu tiên của bạn

 

Cách họ làm việc

Các cột thu lôi (thiết bị đầu cuối không khí) đóng vai trò là mục tiêu cho sự phóng điện của sét. Chúng có thể ngăn chặn tia sét khỏi tấm pin mặt trời và cung cấp đường dẫn điện xuống đất để ngăn ngừa hư hỏng tấm pin. Cột thu lôi chỉ có thể hoạt động hiệu quả nếu được lắp đặt đúng cách. Để thực hiện cài đặt thích hợp; tuân thủ các quy tắc sau:

Quy tắc về chiều cao: Cột thu lôi cần phải cao hơn tối thiểu 0,5 mét so với tấm pin mặt trời cao nhất trong dãy.

Vùng phủ sóng: Một cột thu lôi dài 5 mét sẽ bảo vệ một khu vực rộng khoảng 100 m2. Khi lắp đặt 20 tấm pin mặt trời (khoảng 50 mét vuông), hãy sử dụng hai thanh nối với nhau và cách nhau tối thiểu 10 mét.

 

2. Thiết bị bảo vệ chống sốc điện (SPD): Những người bảo vệ thầm lặng

 

Các loại SPD

Kiểu
Vị trí
Cấp độ bảo vệ
Loại 1
Tại lối vào dịch vụ
10kA–25kA
Loại 2
Bảng phụ
3kA–10kA
Loại 3
Mạch đầu ra
1kA–3kA
Đối với hệ mặt trời,Loại SPD lai 1+2là lý tưởng. Hãy tìm:
Điện áp kẹp<2.5kV
Thời gian đáp ứng<25ns
Joule Rating >2000J

Mẹo cài đặt

phía DC: Lắp đặt SPD giữa các bảng và bộ biến tần. Sử dụng các model có điện áp định mức 1500V DC.
Bên AC: Bảo vệ bộ biến tần và đồng hồ đo bằng SPD 6kA/3kA.

Nối đất riêng: Giữ dây nối đất SPD tách biệt với các thanh nối đất của biến tần để tránh dòng điện vòng.

 

3. Nối đất: Nền tảng chống sét

 

Tiêu chuẩn điện trở đất

Thành phần
Kháng tối đa
Toàn bộ hệ thống
Nhỏ hơn hoặc bằng 4Ω
Mặt đất biến tần
Nhỏ hơn hoặc bằng 1Ω
Mặt đất cột thu lôi
Nhỏ hơn hoặc bằng 5Ω

Kỹ thuật nối đất

Vòng đất: Chôn một sợi dây đồng 6–8mm theo hình tròn xung quanh mảng.
Bê tông-Điện cực bọc: Sử dụng cốt thép ở móng để nối đất vĩnh viễn.
Thanh nối đất hóa học: Thêm đất sét bentonite để giảm điện trở suất của đất ở những vùng khô hạn.

Nghiên cứu điển hình: Một trang trại năng lượng mặt trời ở Texas đã giảm điện trở nối đất từ ​​12Ω xuống 2,5Ω bằng cách sử dụng thanh bentonite, cắt giảm 75% chi phí thiệt hại do sét đánh.

 

4. Che chắn cáp: Ngăn chặn các xung điện lén lút

 

Các xung điện từ do sét tạo ra (EMP) có thể truyền qua dây cáp. Việc che chắn ngăn chặn điều này:
Cáp xoắn-cặp: Giảm khớp nối cảm ứng 60%.
Khiên bện: Sử dụng dây bện bằng đồng đóng hộp (không phải nhôm) cho đường dây DC.
Khiên nối đất: Kết nối tấm chắn với đất tạichỉ một đầuđể ngăn chặn các vòng lặp trên mặt đất.

Bản sửa lỗi thế giới thực-: Một nhà lắp đặt Nhật Bản đã thêm các hạt ferrite vào cáp DC, giảm 90% các xung điện cảm ứng.

 

5. Thiết kế kết cấu: Tránh nam châm sét

 

Góc bảng điều khiển: Giảm độ nghiêng 3 độ để ở dưới "vùng tấn công" của các công trình cao hơn gần đó.
Giải phóng mặt bằng: Giữ các tấm cách mép mái 2 mét.
Lựa chọn vật liệu: Sử dụng các thanh ray lắp không dẫn điện (PVC hoặc sợi thủy tinh).

Bài học rút ra: Một vườn nho ở Bavaria đã mất 12 tấm pin sau một cuộc đình công vì các giá đỡ kim loại của chúng đóng vai trò là dây dẫn sét. Việc chuyển sang đường ray composite đã tiết kiệm được 50 nghìn đô la chi phí sửa chữa.

 

6. Bảo trì: Phòng thủ ẩn giấu

 

Kiểm tra hàng tháng

Kiểm tra các thanh nối đất xem có bị ăn mòn không.
Kiểm tra các đèn báo SPD (sẽ sáng màu xanh lá cây).

Kiểm toán hàng năm

Đo điện trở nối đất bằng ampe kìm 3453A.
Thay thế SPD sau mỗi 5–7 năm (ngay cả khi không sử dụng).

Mẹo chuyên nghiệp: Sử dụng hình ảnh nhiệt để phát hiện các điểm nóng trên đầu nối-dấu hiệu của hồ quang.

 

7. Trường hợp cực đoan: Khi bị sét đánh

 

Kịch bản 1: Đánh trực tiếp

Hư hại: Kính panel bị nứt, biến tần thổi cầu chì.
Phản ứng:
Ngắt kết nối hệ thống ngay lập tức.
Thay cầu chì bị đứt bằng loại T (20kA).
Kiểm tra hồ quang ẩn trong hộp nối.

Kịch bản 2: Đột biến gián tiếp

Hư hại: PCB của biến tần bị cháy.
Phản ứng:
Kiểm tra độ tăng tiềm năng mặt đất (GPR).

Lắp đặt thêm SPD ở phía AC/DC.

 

8. Phân tích chi phí và lợi ích

 

Sự bảo vệ
Trị giá
Ngăn chặn thiệt hại
ROI
Cột thu lôi
300–800
$20k+ tiền sửa chữa
97%
SPD
150–400
5k–15k
93%
Nối đất đúng cách
200–600
$10k+
95%

 

Danh sách kiểm tra cuối cùng về an toàn chống sét

 

✅ Lắp thanh cao hơn tấm
✅ Sử dụng SPD loại 1+2 ở phía DC/AC
✅ Liên kết tất cả các thành phần kim loại (tấm, giá đỡ, đường ống)
✅ Kiểm tra điện trở nối đất Nhỏ hơn hoặc bằng 4Ω

✅ Lập kế hoạch kiểm tra hàng năm

 

Tại sao điều này hoạt động

 

Hướng dẫn này kết hợp các tiêu chuẩn IEEE 142, dữ liệu hiện trường từ các trang trại năng lượng mặt trời 200+ và bài học từ những thất bại thảm khốc. Bằng cách kết hợp sự chặt chẽ về mặt kỹ thuật với những thủ thuật thực tế (như sử dụng đất sét bentonite), bạn sẽ xây dựng được một hệ thống có thể cười lớn khi đối mặt với giông bão.