Villámvédelem és földelés egyedi napelem-rendszerekhez

Egyedi napelem rendszeréhez villámvédelemre és földelésre van szüksége. Ha ezekkel nem rendelkezik, akkor rendszere veszélyben van. A villám közvetlenül vagy közvetve érheti a rendszert. Közvetlen sztrájk nem gyakran történik. Közvetett villám okozza a legtöbb problémát, körülbelül 95%. A közvetett villámlás idővel károsíthatja a berendezést. A jó villámvédelem és a földelés biztonságosabbá teszi rendszerét. Segítik a naprendszer hosszabb élettartamát is.

Kulcs elvitelek

• A napelemes rendszerekben nagyon fontos a villámvédelem. Megállítja a közvetlen és közvetett villámcsapás okozta károkat.

• Földelje le a napkollektoros rendszer összes fém alkatrészét. Ez csökkenti az áramütés és a berendezés tönkremenetelének esélyét.

• Használat túlfeszültség-védelmi eszközök , hogy megvédjék a rendszert a feszültségcsúcsoktól. A legjobb eredmény érdekében helyezze őket érzékeny berendezések közelébe.

• Gyakran ellenőrizze és gondoskodjon a földelésről és a túlfeszültség-védelemről. Ezáltal rendszere hosszú ideig biztonságos és jól működik.

• Kövesse a helyi elektromos előírásokat és szabályokat. Ezzel megőrzi rendszere biztonságát és védi pénzét.

Miért elengedhetetlen a villámvédelem és a földelés?

Villámcsapás veszélyei

Valós veszélyek rejlenek, ha napelemes rendszert telepítünk. A villám elérheti a rendszert, vagy távolról is befolyásolhatja. Ha a villám közvetlenül becsap, azonnal eltörheti a paneleket és más alkatrészeket. A közvetett villámlás gyakrabban fordul elő, és nagyobb problémát jelent. Elektromágneses impulzusokat bocsát ki, amelyek lassan károsítják a berendezést. Tudnia kell a talajpotenciál emelkedéséről is. Ez azt jelenti, hogy a földi feszültség változásai megzavarhatják az elektromos rendszert.

Itt van egy táblázat, amely felsorolja a fő kockázatokat:

Senki sem tudja megmondani, mikor csap le a villám. A jó használatával biztonságosabbá teheti rendszerét villámvédelem és földelés.

Hatások a Naprendszer teljesítményére

A villámlás miatt a napelemek közelében lévő vezetékek és eszközök magas feszültségűek lehetnek. Ez megszakíthatja a kommunikációs modulokat, az inverter áramköröket és a felügyeleti eszközöket. Az 1000 volt feletti túlfeszültség kis problémákat okozhat, vagy akár tüzet is okozhat. A talajpotenciál emelkedése eltörheti a kombinálódobozokat, túlságosan megteheti az akkumulátorokat, és károsíthatja az invertereket.

• A villámcsapásból származó magas feszültségek eltörhetik a napelem fontos részeit.

• A túlfeszültségek szikrát vagy tüzet okozhatnak.

• A talajpotenciál emelkedése eltörheti a dobozokat és az akkumulátorokat.

Ha nem használ villámvédelmet, előfordulhat, hogy a napelemes rendszer nem fog megfelelően működni. Elveszítheti az erejét, és nem lesz megbízható. Tanulmányok kimutatták, hogy a villámlás akár 201,6 kV-os feszültséget is képes létrehozni az egyenáramú áramkörökben és 82 kV-ot a váltakozó áramú csatlakozókban. Az egyenáramú áramkörökben a túláram elérheti a 28,3 kA-t. Neked kell jó földelési és túlfeszültség-védelmi eszközök a rendszer biztonságának és működésének megőrzéséhez.

Tipp: Mindig kövesse az olyan szabályokat, mint az IEC és az ABNT a földelésre és a védelemre vonatkozóan. Ezáltal a napelemrendszer hosszabb ideig tart és jobban működik.

Földelési módszerek napelemes rendszerek számára

Ground rudak vs. földi gyűrűk

Két fő lehetőség közül választhat a napelem rendszer földelésére: földelő rudak és földgyűrűk. Mindegyik módszer segít óvja berendezését a villámlástól és az elektromos meghibásodásoktól.

A talajrudak a földbe vert fém karók. Ezeket a rudakat vezetékekkel összekötöd a napelemes rendszereddel. A talajrudak jól használhatók kis vagy lakossági létesítményekben. Ezek olcsóbbak, és kevesebb időt vesz igénybe a telepítés. Az otthonok telepítési költségei 500 és 2000 dollár között mozoghatnak. A kereskedelmi rendszerek ára 2000 és 8000 dollár között lehet. A professzionális tesztelés 200-500 dollárral jár hozzá. A talajrudakat rendszeresen ellenőrizni kell, hogy megbizonyosodjanak arról, hogy hatékonyak maradnak.

A földelt gyűrűk huzalhurkot használnak a napkollektor köré temetve. Ez a módszer nagyobb területet biztosít a földeléshez. A földgyűrűk nagyobb vagy kereskedelmi rendszerekhez működnek a legjobban. Többe kerülnek, és hosszabb ideig tart a telepítés, de jobb védelmet nyújtanak. A földelő gyűrűk segítik a villámcsapásból vagy túlfeszültségből származó elektromos töltést.

Megjegyzés: A megfelelő földeléssel elkerülhető a villám okozta kár, amely több mint 10 000 dollárba kerülhet otthonok esetében és több mint 50 000 dollárba a vállalkozások számára.

Minden fém alkatrész földelése

Muszáj földelje le összes fém alkatrészét . a napelem rendszer Ide tartoznak a keretek, az inverterek, az állványok és az elektromos dobozok. A National Electrical Code (NEC) előírja, hogy minden fotovoltaikus berendezést földeljen. Az NEC 250.4(A)(2) szerint minden alkatrészt földelni kell. Az NEC 250.4(A)(3) és (B)(2) szabvány minden olyan fém alkatrész ragasztását írja elő, amelyek nem vezetnek áramot.

A földelő fülek biztonságos utat teremtenek a szórt elektromos áram számára. Ez az út lehetővé teszi a nem kívánt elektromos áram beáramlását a földbe. Ha a szigetelés meghibásodik vagy a vezetékek megszakadnak, a földelés megakadályozza, hogy veszélyes feszültség maradjon a fémkereteken. A földelés megvédi az embereket az áramütéstől. Megakadályozza a berendezés károsodását, csökkenti a tűzveszélyt, és egyenletesen tartja a feszültségszintet.

• Az összes fém alkatrész földelése biztonságban tartja napelemes rendszerét.

• Megvédi magát és másokat az áramütéstől.

• Csökkenti a tüzek és a berendezés meghibásodásának kockázatát.

• Ön betartja a fontos biztonsági előírásokat és szabványokat.

Tipp: Mindig ellenőrizze, hogy minden fém alkatrész csatlakozik-e a földelési rendszerhez. Ez a lépés biztonságos és megbízható napelemes telepítést biztosít.

Villámvédelmi eszközök és rendszertervezés

Villámhárítók és levezetők

Megteheti óvja napelemeit a villámcsapástól villámhárítókkal és levezetőkkel. Ez a két eszköz együtt működik a berendezés védelmében. A villámhárító magasabban van, mint a napelemek. Magához húzza a villámot, és az energiát a földbe küldi. Ez távol tartja a villámot a panelektől és a vezetékektől. Egy villámhárító köti össze a rendszert a földdel. A nagyfeszültségű túlfeszültségek biztonságos utat biztosítanak a föld eléréséhez. Ez megakadályozza, hogy a túlfeszültség áthaladjon az invertereken vagy a vezérlőkön. Semmi sem állíthatja meg a villámcsapást minden alkalommal. A rudak és levezetők használata azonban körülbelül 95%-kal csökkentheti a kockázatot.

Íme egy táblázat, amely bemutatja, hogyan segítenek ezek az eszközök:

Megjegyzés: A földelés lehetővé teszi, hogy a villám könnyen a földbe kerüljön. Ez távol tartja a napelemes berendezéseitől.

Túlfeszültségvédők és elhelyezés

A túlfeszültség-védelmi eszközök nagyon fontosak a napelemes biztonság szempontjából. Megakadályozzák, hogy a hirtelen feszültségugrások károsítsák a rendszert. A napelemek vihar idején gyakran kapnak túlfeszültséget. Ez azért történik, mert nagy területeket fednek le, és a szabadban vannak. A túlfeszültségvédőket a megfelelő helyekre kell helyeznie a legjobb biztonság érdekében.

A 2-es típusú túlfeszültség-védőknek a fő inverter egyenáramú kapcsaira kell kerülniük. Ezeknek 40 kA-ig kell kezelniük. Az inverter kommunikációs kártyájához használjon 5 kA névleges teljesítményű 3-as típusú eszközöket. Tartsa az inverter belsejében lévő vezetékeket 2-3 méterrel egymástól. Ez segít megakadályozni a túlfeszültségek átugrását a vezetékek között.

Kövesse az alábbi tippeket a túlfeszültségvédő elhelyezéséhez:

• Helyezze a túlfeszültség-védőket a lehető legközelebb a biztonságban tartani kívánt berendezéshez.

• Ügyeljen arra, hogy a vezeték teljes hossza 30 centiméter alatt legyen.

• Használjon legalább 6 AWG vezetéket, ha a vezeték rövidebb 1 méternél.

• A földelési ellenállásnak 10 ohmnál kisebbnek kell lennie.

• Helyezze a túlfeszültség-levezetőket a védeni kívánt eszközök elé.

Ezenkívül helyezzen túlfeszültségvédőt a közmű bejáratánál és a napelemes rendszer közelében. Ez egynél több védelmi réteget biztosít. Az első réteg védi az egész házat vagy épületet. A második réteg megvédi a szoláris invertereket és az akkumulátorokat a helyi túlfeszültségektől.

A dedikált védelmi rendszerek jelentősége

Napelemeihez speciális villámvédelmi rendszerre van szüksége. A napelemek magasan helyezkednek el, és fém kerettel rendelkeznek. Ez megkönnyíti a villámcsapást. Egy különálló védelmi rendszer elfogja a villámokat és biztonságosan a földre küldi. Ez távol tartja a veszélyes energiát a napelemes berendezésektől.

A dedikált rendszer csökkenti a tűz és más veszélyek esélyét. Ezenkívül biztonságban tartja befektetését. Ne csak a napelemes rendszer vezetékeit használja védelemre. Mindig használjon külön rudakat, levezetőket és túlfeszültség-védelmi eszközöket. Ez a legjobb módja a villámcsapás okozta károk elkerülésének.

Tipp: Mindig győződjön meg arról, hogy villámvédelmi rendszere nem része a napelemes vezetékeknek. Ez biztosítja a rendszer biztonságát, és betartja a szabályokat.

Ha a megfelelő eszközöket használja, és betartja ezeket a tippeket, megóvhatja napelem rendszerét a villámlástól és a túlfeszültségtől. Berendezései biztonságban maradnak, kevesebbet fog költeni a javításokra, rendszere pedig tovább fog működni.

Földelés és villámvédelem megvalósítása

DC oldalsó védelmi lépések

A DC oldalt óvni kell a villámlástól és a túlfeszültségtől. A földeléshez használjon nem rozsdásodó fémrudakat, például a rezet. Helyezze ezeket a rudakat nedves talajba az ellenállás csökkentése érdekében. Száraz helyen használjon 8 láb hosszú rézzel bevont rudakat. Helyezze őket legalább 6 láb távolságra egymástól. Csatlakoztassa a rudakat csupasz rézhuzallal. Ha száraz helyen lakik, használhat betonalapot a földeléshez. Mindig földelje a DC negatívot a fő táppanel AC nullapontjával azonos helyen.

• Tegyen túlfeszültség-védő eszközöket és egy túlfeszültség-levezetőt a hosszú vezetékek mindkét végére.

• Ha sok villámot kap, válasszon jó levezetőket, például PolyPhaser vagy Transtector.

• A földhurkok leállításához csak egy helyen csatlakoztassa a DC oldalt a földhöz.

Az épület vezetékezésénél a szabályok szerint az egyenáramú rendszer egyik oldalát a földeléshez kell csatlakoztatni. Ezzel biztonságban tartja otthonát, és betartja a legújabb szabályokat.

AC oldalsó védelmi lépések

Néhány dolgot meg kell védenie a napelemes rendszer AC oldalát:

1. Hozzáadás túlfeszültség-védelmi eszközöket a rendszer tervezésekor.

2. Használjon egynél több védelmi réteget az AC, DC és kommunikációs vonalakhoz.

3. Gyakran ellenőrizze a túlfeszültség-védelmi eszközöket, és cserélje ki őket, ha elhasználódnak.

4. Kövesse a napelemes rendszerekre vonatkozó IEC és UL szabályokat.

5. Gondoljon a helyi időjárásra, a villámlás mennyiségére és a talaj típusára.

Integráció és legjobb gyakorlatok

A földelés és a villámvédelem összekapcsolásakor használjon villámlásra tervezett vezetékméreteket, például 2 AWG rézt az alsó vezetékekhez. Ügyeljen arra, hogy a talajrudak 8-10 láb mélyre menjenek, hogy elérjék a nedves talajt. Az alkatrészek csatlakoztatásakor mindig érintkezzen fémmel. Kültéri csatlakozásokhoz használjon csillag alátéteket és antioxidáns pasztát. A legjobb védelem érdekében próbáljon 10 ohmnál kisebb földelési ellenállást elérni. Az elektromos és villámföldelési rendszereket tartsa külön, de a feszültségproblémák leállítása érdekében össze kell kötni.

Olcsóbb pénzt költeni jó földelésre és védelemre, mint a villámcsapás okozta károk javítása. Egy jó rendszer biztosítja, hogy napelemei biztonságosak és jól működjenek.

Különleges szempontok egyedi telepítéseknél

Mobil és hálózaton kívüli rendszerek

Használhat napelemeket lakóautókon, csónakokon vagy távoli kabinokon. Ezeknek a beállításoknak más földelésre és villámvédelemre van szükségük, mint a nem mozgó rendszereknek. A mobil rendszerek a vázat, az akkumulátort és a töltőt csatlakoztatják a jármű alvázához. Ezekhez nincs szükség földelő rúdra. Ez az ellenállást nagyon alacsonyan tartja, közel nulla ohmhoz. Ezenkívül pénzt takarít meg, és megakadályozza a földhurkok előfordulását. A helyhez kötött, hálózaton kívüli rendszerek külön egyenáramú földelést használnak a töltőhöz, az akkumulátorokhoz és az inverter bemenetéhez. A keretek az AC földhöz csatlakoznak. Ne adjon hozzá extra földelő rudakat, mert ez földhurkokat okozhat.

Itt van egy táblázat, amely bemutatja a fő különbségeket:

Tipp: Mindig ellenőrizze a csatlakozásokat. A jó földelés biztonságban tartja napelemes rendszerét, még akkor is, ha távol van vagy mozog.

Nagy vagy összetett rendszerek

A nagy napelemes rendszerek speciális problémákkal küzdenek. A villám figyelmeztetés nélkül is becsaphat. A közvetett földelés veszélyessé teheti a vezetékeket és eltörheti a berendezést. A biztosítékok és a megszakítók nem elegendőek a rendszer biztonságához. A túlfeszültség-védelmi eszközök gyorsabban működnek és megállítják a hirtelen feszültségcsúcsokat.

A nagyobb biztonság érdekében kövesse az alábbi lépéseket:

1. Helyezzen 300 V-os DC túlfeszültségvédőt a töltésvezérlő pozitív és negatív PV vezetékeire.

2. Csatlakoztassa az összes földelést egy földeléshez. Vezesse ezt a vezetéket egy külső földelő rúdhoz.

3. Használjon 300 V-os váltóáramú túlfeszültség-védőket a forró vezetékeken és a földelést az AC oldalon.

Néhány helyen homokos talaj van, amely nem tartja jól a vizet. A földelési munkához extra földelő rudak és erős csatlakozások szükségesek. Például behelyezhet két vagy több 8 láb hosszú talajrudat. Helyezze őket 6 láb távolságra egymástól, és kösse össze őket 6 AWG rézhuzallal. Ez a plusz feszültségnek szabad utat biztosít a földhöz.

• Használjon túlfeszültségvédőt az egyen- és váltóáramú oldalon egyaránt.

• Győződjön meg arról, hogy minden földelés egy fő ponthoz csatlakozik.

• Adjon hozzá extra darált rudakat száraz vagy homokos talajban.

Megjegyzés: A jó földelés és túlfeszültségvédelem megvédi napelemes rendszerét a villámlástól és a túlfeszültségtől.

Megfelelőség, jótállás és biztosítás

Elektromos előírások és szabványok

Követned kell szabályokat a napelemek telepítésekor . Ezek a szabályok segítenek megőrizni a rendszer biztonságát. Megakadályozzák a drága hibákat is. Különböző helyeken eltérő szabványokat alkalmaznak a villámvédelemre és a földelésre. Itt van egy táblázat néhány fontos kóddal:

Otthonok esetén meg kell felelnie a NEC szabványoknak. Ezek a szabályok szerint földelésre és túlfeszültség-védelemre van szükség. A helyi szabályok többet kérhetnek, ha a rendszer nagy. A kereskedelmi rendszerekre szigorúbb szabályok vonatkoznak, mint például az IEC 62305. A biztosítótársaságok még nagyobb védelmet igényelhetnek.

Tipp: Mielőtt elkezdené, mindig ellenőrizze a helyi szabályokat. A megfelelő szabványok használatával rendszere biztonságos és legális.

Garancia és biztosítási hatások

A jó földelés és villámvédelem segít megőrizni a jótállást. A legtöbb garancia nem terjed ki a villámcsapás okozta károkra. Ha kihagyja a földelést vagy a túlfeszültség elleni védelmet, elveszítheti a garanciát. Az NEC szerint túlfeszültség-védelmet kell használni a nem földelt rendszerek esetében. Szüksége van ezekre az eszközökre a lefedettséghez.

A biztosítótársaságok törődnek a villámvédelemmel. A napelemes rendszerekre vonatkozó kárigények 15-25%-át a villám okozza. A javítás több tízezer vagy akár több millió dollárba is kerülhet. A biztosítás fedezi az anyagi károkat, az üzlet megszakítását és a berendezés meghibásodását. Ha nem tartja be a szabályokat, elveszítheti a fedezetet, vagy többet fizethet.

• Mindig használjon túlfeszültségvédőt és megfelelő földelést.

• Vezessen nyilvántartást a biztosítási igények védelmére vonatkozó lépéseiről.

• Ellenőrizze a szabályzatát, hogy megtudja, mire vonatkozik.

Megjegyzés: A jó védelem biztonságban tartja befektetését, és segít elkerülni a nagy veszteségeket.

Gyakori hibák, amelyeket el kell kerülni

Nem megfelelő földelés

A napelemek földelésekor elkövethet néhány hibát. Ha nem földeli a kereteket, a kóbor elektromos áram sokkolhatja az embereket. Villámcsapás vagy elektromos problémák tönkretehetik a rendszert, és sokba kerül a javítás. A rendszer földelésének hiánya a garanciát is használhatatlanná teheti, és megszegheti a helyi szabályokat. Minden fém alkatrészt, például kereteket és dobozokat csatlakoztatnia kell a földelési rendszerhez. Ezáltal a berendezés biztonságban van, és mindenkit megvéd.

• A nem földelt keretek miatt nagyobb az ütés valószínűsége.

• Villámlás vagy hiba drága károkat okozhat.

• A földelés kihagyása megszegheti a szabályokat és érvénytelenítheti a garanciákat.

Tipp: Mindig ellenőrizze a földelési csatlakozásokat telepítéskor és vihar után.

Hiányzó túlfeszültség-védelem

A túlfeszültség elleni védelem nagyon fontos a napelemes rendszer számára. A villámlásból vagy az áramellátás változásából eredő túlfeszültségek veszélyes feszültségeket okozhatnak. Ezek a túlfeszültségek megtörhetik az invertereket, a kombinálódobozokat és a monitorokat. Még akkor is, ha a villámlás messze van, a hosszú vezetékek túlfeszültséget okozhatnak a rendszerben. Az érzékeny elektronika leállhat, és nagy problémákat okozhat. A túlfeszültségek károsíthatják a panelek bypass diódáit, ami hőt és kevesebb energiát okoz. Ha a monitorok elromlanak, nem láthatja, hogyan működik a rendszer, és nem tudja gyorsan megoldani a problémákat.

A túlfeszültség-védelem elvesztése többe kerül, mint az alkatrészek és a javítások. Ha a napelemes erőmű leáll, pénzt veszít. Minden óra, amikor a rendszer ki van kapcsolva, kevesebb bevételt jelent. Napos helyeken akár egy offline nap is árthat a befektetésének. Idővel a túlfeszültségek csökkenthetik a nyereséget, ha nem védi a rendszert.

Gyenge karbantartás

Ha nem vigyáz a rendszerére, az nem fog jól működni. Ha nem ellenőrzi vagy nem rögzíti a földelési és védelmi eszközöket, akkor a rendszer könnyebben sérülhet. A villám feltörheti a paneleket és tönkreteheti a fotovoltaikus cellákat. Idővel ez csökkenti az akkumulátor és az inverter teljesítményét. muszáj gyakran ellenőrizze rendszerét a biztonság és a működés érdekében.

• A rossz karbantartás gyengíti a rendszert.

• Rendszerét nagyobb a túlfeszültség és a biztonsági problémák veszélye.

• A villám széttörheti az alkatrészeket, és csökkentheti a rendszer működését.

A rendszeres ellenőrzések segítik a napelemes rendszer biztonságát és hosszabb élettartamát.

Villámvédelemre és földelésre van szüksége a napelemekhez. Tanulmányok szerint a villámlás nagy problémákat okozhat. Minden fém alkatrészt le kell földelni, és túlfeszültségvédőt kell használni. A szakértők szerint a következőket kell tennie:

• Tedd túlfeszültségvédők a fő panelen és az inverteren.

• Használjon kis ellenállású réz vagy horganyzott földelő rudakat.

• Évente egyszer ellenőrizze a földelési rendszert.

1. Kövesse a biztonsági előírásokat és szabványokat.

2. Helyezze a villámárbocokat és a földgödröket a megfelelő helyre.

3. Kérjen szakembert a tervezéshez és a frissítésekhez.

Tartsa biztonságban befektetését azáltal, hogy a biztonságot tartja a legfontosabbnak.

GYIK

Mi történik, ha kihagyja a napelemek földelését?

Áramütést, a berendezés károsodását és a tüzet kockáztatja. A biztosítás nem fedezheti a veszteségeket. A garancia érvényét veszítheti. A földelés biztosítja a rendszer biztonságát és megbízhatóságát.

Milyen gyakran kell ellenőrizni a túlfeszültség-védelmi berendezéseket?

A túlfeszültségvédőket évente egyszer ellenőrizni kell. Cseréljen ki minden olyan eszközt, amely kopott vagy sérült. A rendszeres ellenőrzések segítenek elkerülni a költséges hibákat.

Használhatja ugyanazt a földelő rudat AC és DC oldalon is?

Ne használja ugyanazt a rudat mindkét oldalon. A külön földelés megakadályozza a földhurkokat, és megőrzi a rendszer biztonságát. Mindig kövesse a helyi előírásokat.

A mobil napelemes rendszereknek szükségük van villámhárítókra?

A mobil rendszerekhez nincs szükség villámhárítókra. Földeled a keretet az alvázhoz. Ez a módszer alacsonyan tartja az ellenállást és védi a berendezést.

Melyik a legjobb vezeték a napelemek földelésére?

Használjon legalább 6 AWG méretű rézhuzalt. A réz ellenáll a korróziónak és jól vezeti az áramot. A vastagabb huzal növeli a biztonságot és a teljesítményt.