стаття

ЗОВНІШНІЙ БЛИСКАВКОЗАХИСТ СОНЯЧНИХ ПАНЕЛЕЙ

Все частіше власники будинків та підприємці-інвестори вкладають кошти в альтернативні системи енергетики як перспективну, економічно та екологічно вигідну галузь.

Цього разу мова піде про системи сонячних панелей.

За офіційними даними асоціації фотоелектричної промисловості (SAPVIA) фотоелектрична енергія (PV) є найбільш швидкозростаючою технологією виробництва електроенергії у світі. Україна також стрімко будує станції сонячної енергії ( на даний час працюють близько 200 промислових і більше 2000 приватних). Електроенергія, що генерується самостійно, як правило дешевша і забезпечує високий ступінь електричної незалежності від мережі, тому очевидно що фотоелектричні системи стануть невід’ємною частиною електроустановок у майбутньому.

Чи потрібно передбачати блискавкозахист для фотовольтаїчних систем?

Поруч з великою кількістю переваг існує один момент, який потребує особливої уваги: обладнання дуже чутливе до перенапруг. Перенапруги не лише пошкоджують фотоелектричні модулі, інвертори та контрольну електроніку, але й пристрої в будівлі. Що ще важливіше, виробничі потужності промислових будівель, що живляться від фотоелементів, також можуть бути легко пошкоджені і виробництво може зупинитися.

Що ж до приватного сектору то в темі сонячних панелей існує один стійкий міф, який полягає в тому, що розміщення сонячних панелей на покрівлі будинку може насправді привернути блискавку до вашого дому. Відразу дамо відповідь: ні, блискавок не приваблюють сонячні батареї, і якщо покласти сонячні батареї та металеві опори для них на покрівлю, це не збільшує ризик влучання блискавки у ваш будинок. Тим не менш, є кілька загальних речей, які ви, як власник панелей, не важливо яких розмірів і потужності, маєте знати про блискавки та про те, як захистити свій будинок.

Як влаштувати систему блискавкозахисту для сонячних панелей?

Найправильнішим рішенням буде довірити проектування та встановлення системи блискавкозахисту професійним компаніям, які знають всі нюанси та правильно підберуть захисне обладнання. В цій статті спробуємо описати послідовність виконання, зрозумілу і інформативну як для власника фотоелектричних систем так і для проектувальників систем блискавкозахисту для них.

Удар насправді може статися за кілька миль і бути абсолютно непомітним для району, де стрибок напруги завдає шкоди. У захисті фотоелектричних систем від пошкоджень блискавки є два найважливіші елементи: належне заземлення та встановлення пристроїв захисту від перенапруги. Без належного заземлення та захисту пошкодження можуть бути спричинені практично в будь-якій точці ланцюга обладнання, починаючи від фотоелектричної панелі і далі.

Для запобігання влучання блискавок у модулі фотоелектричних установок рекомендується використовувати блискавкоприймачі.

Головне завдання на етапі проектування системи — розрахувати мінімально необхідне число щогл, яке б забезпечувало надійне перекриття зоною захисту панелей, нормовану кількість доземних провідників а також правильно розраховане заземлення.

1 – Блискавкоприймач з бетонною основою (комплект)
1.1 – шпиль блискавкоприймача ∅10мм L=1 м
1.2 – шпиль блискавкоприймача ∅16мм L=0,5…3,0 м
1.3 – злучник для шпиля ∅16мм та дроту
1.4 – бетонна основа 32 кг

2 – Тримач дроту пластиковий з бетоном H-303
3 – Злучник для дроту універсальний С-011
4 – Дріт алюмінієвий ∅8 мм W-08/AL
5 – Захищувана установка

Та попри те, що заземлення є найпоширенішим аспектом захисту, який пов’язаний з електричними системами, додаткове встановлення пристроїв захисту від перенапруги – єдиний спосіб повністю захистити своє обладнання від пошкодження в разі удару.

Пристрої захисту від перенапруги є ключовими елементами відведення електричного потоку перед обладнанням, яке може бути пошкоджене підвищеною напругою, і можуть бути стратегічно розташовані на лініях та на розподільних коробках, щоб забезпечити допустиму витримувану напругу.

Проектування блискавкозахисту для будівель з влаштованими сонячними батареями.

Як теоретично має бути влаштований захист чутливого фотоелектронного обладнання ми постаралися коротко описати. Крім того інших ресурсів з цього приводу є також досить. Але як практично виконати завдання від проекту до монтажу системи блискавкозахисту?

1. Найперше необхідно визначити ризик, що виникає внаслідок удару блискавки відповідно до ДСТУ 62305-2, і врахувати результати цього аналізу ризику при встановленні систем захисту фотоелектричних модулів.

Як правило встановлення системи блискавкозахисту відповідно до класу LPS III для фотоелектричних систем на даху (> 10 кВт) та вжиття заходів захисту від перенапруги – оптимальний достатній комплекс заходів.

Блискавкоприймачі

2. Вся площа фотопанелей повинна знаходитися в захищеному об’ємі зовнішньої блискавкозахисної системи. Цей захищений об’єм утворюють стрижні, що запобігають прямому удару блискавки в фотоелектричні модулі та кабелі. Для визначення цього захищеного об’єму та мінімально потрібної кількості самих блискавкоприймачів може бути використаний метод захисного кута або метод сфери що котиться.

3. На основі проектного рішення влаштовуються щогли блискавкоприймачів в місцях з урахуванням мінімально допустимої відстані до модулів.

Фотомодулі, як правило, фіксуються на металевих монтажних системах. Для приєднання монтажної рами до заземлення можна використовувати круглі чи плоскі провідники діаметром від 8 до 10 мм ( площею >50 мм2). В якості матеріалу провідника між ФЕ панелями та землею використовується алюміній, рідше мідь.
Металеві каркаси для фотоелектричних модулів повинні бути з’єднані між собою та з системою провідників. Металеві каркаси також можуть бути використані як природні провідники за умови, що вони виготовлені з матеріалу та мають товщину стінок відповідно до мінімальних вимог ДСТУ 62305-3.

Роздільна відстань згідно з ДСТУ 62305-3

Необхідно дотримуватися певної відстані між системою блискавкоприймачів та фотоелектричною системою. Вона необхідна для уникнення неконтрольованого перекидання струмопотоку від блискавкоприймача до металевих деталей панелей. У гіршому випадку такий неконтрольований спалах може підпалити фотоелектричну установку. Розрахунок мінімально допустимої відстані можна розрахувати за формулою:
s = (ki/ km ) * kc * L (див. п. 6.3. ДСТУ 62305-3-2012)

Крім ризику пробою повітря між провідними частинами існує ще одна практична причина встановлення блискавкоприймачів на чітко визначеній відстані від модулів. Відстань між сонячним генератором та зовнішньою грозозахисною системою є абсолютно важливою для запобігання надмірного затінення. Дифузні тіні, наприклад, від повітряних ліній, суттєво не впливають на систему фотоелементів. Однак у випадку щогл БП темна чітко окреслена тінь відкидається на поверхню об’єкта, змінюючи струм, що протікає через фотомодуль. З цієї причини на сонячні елементи та пов’язані з ними обхідні діоди не повинні впливати тіні щогл блискавкозахисту. Цього можна досягти, підтримуючи достатню дистанцію. Наприклад, якщо стрижень БП діаметром 10 мм затінює модуль, тінь сердечника постійно зменшується із збільшенням відстані від модуля. Через 1,08 м на модуль кидається лише дифузна тінь, що не впливає на продуктивність вироблення енергії. Те саме відбувається для щогли діаметром 16 мм і відстані в 1,73 м до модулів.

Доземні провідники та заземлення

4. Система доземних провідників розраховується відповідно до п. 5.3 додатку Е.5.3 ДСТУ EN 62305-3:2012 залежно від кількості вертикальних блискавкоприймачів та захищуваної площі.

5. Система заземлення є основою для ефективного захисту від перенапруг та блискавок на фотоелектричних станціях. Тому проектування та встановлення правильно спроектованої системи заземлення має вирішальне значення для забезпечення ефективного захисту від блискавки та індукованих імпульсних струмів. В Україні поки не розроблені нормативні документи, які встановлюють конкретні вимоги до заземлювального пристрою для ФЕС. Відповідно система заземлення має бути влаштована з урахуванням вимог ДСТУ EN 62305-3 та ПУЕ 2017 р. Для ФЕС допустиме влаштування заземлення типу А(точковий) та В (кільцевий).

І останній абсолютно необхідний елемент захисту для фотоелектричних систем – правильно підібраний пристрій захисту від імпульсних перенапруг. Найважливішим фактором при виборі типу та розміщення заходів захисту від перенапруги є тип фотоелектричної системи але детально про це ми розповімо в другій частині статті, яка з’явиться в блозі зовсім скоро.

Якщо тема вам цікава – слідкуйте за оновленнями.

Документи, на які посилається у статті:

1 – ДСТУ EN 62305-2:2012 – Блискавкозахист –
Частина 2: Керування ризиками
2 – ДСТУ EN 62305-3:2012 – Блискавкозахист –
Частина 3: Фізичні руйнування будівель (споруд) та небезпека для життя

Слідкуйте за нами у:

5 2 голосів
Рейтинг статті
Підписатися
Сповістити про
guest
0 Коментарі
Вбудовані Відгуки
Переглянути всі коментарі