Solis Seminar•11 |Come rendere più efficace la progettazione della protezione dai fulmini degli impianti fotovoltaici residenziali?

Sfondo
Gli impianti fotovoltaici residenziali sono generalmente installati sul tetto degli edifici residenziali, con una grande superficie metallica, una maggiore distanza da terra e una posizione esposta. Pertanto, i sistemi fotovoltaici sono facili da diventare bersagli fulmini nei temporali. Se la centrale elettrica non ha una buona protezione dai fulmini e messa a terra, la probabilità di essere colpita da un fulmine è estremamente alta e potrebbe causare incendi, problemi di sicurezza elettrica e perdite per la proprietà e la vita umana.
L'industria fotovoltaica è maturata e la progettazione e la costruzione del sistema sono diventate più standardizzate. Tuttavia, ci sono ancora dubbi sui requisiti per la protezione dai fulmini: l'intera progettazione e costruzione del sistema in questo documento soddisfa i requisiti di componenti, staffe, inverter, scatole di distribuzione dell'elettricità e cavi di messa a terra.
Perché i danni da fulmine sono ancora un evento comune? Per rispondere a questo, condivideremo con voi i problemi che sono facilmente trascurati durante l'installazione e come rendere la protezione del sistema più efficace.

PARTE 1 Soluzione generale per la protezione contro i fulmini

Diagramma 1_Standard di protezione dai fulmini (tetto inclinato sul tetto sinistro e piatto a destra)

Per le aree con frequenza di fulmini relativamente inferiore, i metodi di messa a terra mostrati nel diagramma 1 sono comunemente usati senza l'installazione di parafulmini aggiuntivi. Se un sistema è installato su un tetto piano, di solito tende a terra tramite il coperchio dell'inverter o a connettersi al sistema di protezione dai fulmini esistente dell'edificio. Tale protezione dai fulmini è potenzialmente inefficiente per le aree con alta probabilità di fulmini.

PARTE 2 Soluzione avanzata per la protezione dai fulmini

Prima di considerare l'efficace protezione dai fulmini di un sistema fotovoltaico, dobbiamo comprendere i tipi comuni di fulmini. 

Classificazione dei fulmini
Tipo I: colpire direttamente l'array fotovoltaico, attraverso il circuito CC nell'inverter, nomina il colpo di fulmine diretto
Tipo II: la reazione elettrostatica (o induzione elettromagnetica) che si verifica vicino alla matrice quadrata è chiamata colpo di fulmine indotto
Tipo III: colpire il dispositivo di guida dei fulmini accessori e invadi l'inverter con l'array di contrattacchi della rete di protezione dai fulmini sepolti, i nomi riflettono il fulmine

Per gli impianti fotovoltaici residenziali, il tipo I.e il tipo II. due fulmini sono i più comuni: fulmini diretti e fulmini indotti. Se la proprietà si trova in un'area soggetta a fulmini o ci sono altri oggetti metallici alti sul tetto, ad esempio riscaldatori solari termici, serbatoi d'acqua o antenna satellitare, la probabilità di questi due fulmini sarà più alta. È necessario migliorare e rafforzare la protezione dai fulmini durante la fase di progettazione.

Attrezzature metalliche sul tetto

Per migliorare l'efficacia della protezione dai fulmini per i sistemi residenziali, oltre alle normali misure di protezione dai fulmini, è necessario considerare i seguenti punti:
1) Se il sistema ha una grande capacità o si trova in un'area con fulmini elevati, è necessario installare un parafulmine accanto all'array solare;
2) Se sul tetto sono disponibili altri impianti metallici, il lato CC dell'impianto fotovoltaico deve essere tenuto il più lontano possibile da queste strutture. Assicurarsi che il montaggio dell'impianto fotovoltaico non venga a contatto con queste strutture. Si consiglia inoltre di installare un parafulmine sul tetto.
3) Ridurre l'area trasversale generale del cablaggio del sistema fotovoltaico per ridurre la forza di un fulmine indotto.
4) Si consiglia di implementare una soluzione di protezione dai fulmini separata per l'impianto fotovoltaico ed evitare semplicemente di collegarsi al sistema di protezione dai fulmini originale dell'edificio.

soluzione di protezione dai fulmini migliorata (tetto inclinato/tetto piano)

PARTE 3 Argomento di studio
Questo progetto è a Fenghua, in Cina. Secondo le statistiche, i giorni medi di fulmini dell'area di oltre 75 giorni lo definiscono come un'area soggetta a fulmini. Gli edifici residenziali in loco hanno una grande area del tetto piano e la capacità totale installata è di 28 kW, con un inverter GCI-25K-5G, quindi lo schema del sistema di protezione dai fulmini mostrato nella figura seguente è ciò che è stato implementato..

Soluzione di protezione contro i fulmini in loco del sistema fotovoltaico

Oltre alla protezione dai fulmini dell'edificio per i moduli solari, staffe, inverter e scatole di distribuzione dell'elettricità, il sistema di protezione dai fulmini del progetto aggiunge le seguenti caratteristiche di sicurezza in base al piano sopra:
1）Per le parti più vulnerabili dell'impianto, ad es. l'inverter, assicurarsi che sia la messa a terra elettrica (interna) che la messa a terra del coperchio (esterna) siano effettivamente collegate.

Protezione dalla messa a terra dell'invertitore

1) Aggiunti quattro parafulmini rotondi in acciaio da 1,5 m e Φ10 mm ai quattro angoli dell'array e saldati sulla cintura dei fulmini dell'edificio per ridurre l'impatto di un fulmine diretto sul sistema. 

Parafulmine aggiuntivo

2) Messa a terra separata dell'impianto fotovoltaico residenziale: scegli un luogo in cui il terreno è abbastanza spesso e umido e scava un foro profondo 1,5 m, quindi usa l'acciaio rotondo Φ8 (è possibile utilizzare anche acciaio piatto da 40 * 4 mm o acciaio rotondo Φ10) per realizzare la messa a terra separata. Il resistore di messa a terra è di 2,68Ω e soddisfa il requisito di meno di 4Ω.

PARTE 4 Riepilogo
La protezione dai fulmini e la messa a terra degli impianti fotovoltaici residenziali non possono essere ignorate. Pertanto, nel processo di installazione del sistema, non dobbiamo solo considerare la tecnologia scientifica di protezione dai fulmini e messa a terra, ma anche rafforzare la protezione dai fulmini del sistema in base alle condizioni del sito. In breve, trascorri del tempo a considerare la protezione dai fulmini del tuo impianto fotovoltaico, perché la cura meticolosa e l'attenzione nella fase di progettazione e installazione possono evitare molti problemi in seguito. Una protezione dai fulmini e una costruzione a terra sicure e stabili possono evitare danni al sistema e persino perdite personali e di proprietà.