隨著科學技術水平的日益進步,人類對能源的(de)需求量越(yuè)來越大。但是,能源與環境問題始終是擺在人類麵前具(jù)挑戰性的難題。近些(xiē)年,太陽能、風能、水能、地熱(rè)能等再生能源發展迅速,成為可持續發展的新途徑。我國太陽能資源十分豐富,據統計,國內太陽能(néng)電池產量年平均增長率(lǜ)達40%以上,成(chéng)為國家高新技術產業之一。
然而,由於(yú)太陽能光伏發電設備大多裝設在地處空曠、偏僻的野外環境,很容易受到雷(léi)電侵襲,造成設備損(sǔn)壞或者停電故障,甚(shèn)至對人(rén)身安全構成威(wēi)脅。因此,對太陽能光伏發電(diàn)係(xì)統采(cǎi)取相關雷電(diàn)防護措施變得十分重要。
安裝防雷設備
避雷針或避雷(léi)帶
在光伏電站的高點和易被雷擊的設備(bèi)上安裝避雷針或避雷帶,可(kě)以避免直接雷擊。
接地係統
接地係統是防雷保護的重要組成部分。它通過將雷電導入地麵(miàn),降低(dī)係統內部的電壓,減輕雷(léi)電對設(shè)備的影響。接(jiē)地電阻應盡可能低,通常要求(qiú)不(bú)超過10歐姆。
防雷擊和浪湧保護器
在電氣係統中安裝防雷擊和浪湧保護器(qì),可以防止雷電進入電力和通信線(xiàn)路。這些保護(hù)器應安裝(zhuāng)在光伏陣列、逆變器、配電櫃和其他(tā)關鍵設備的輸入(rù)和(hé)輸出端。
雷電對光伏發電係統的侵襲方式
雷電(diàn)發生時產生的雷電流是主要的破(pò)壞源,其危害有直接雷擊、感應雷擊和由(yóu)架空線引導的侵入(rù)雷。我國雷(léi)電(diàn)災害頻繁,給(gěi)人們的生命財產安全(quán)帶來巨大損失,為保護光伏發電係統安全,防雷(léi)舉措也(yě)應從源頭入手。
(1)直擊雷:直擊(jī)雷的電(diàn)壓峰值通常可達幾萬伏甚至幾百(bǎi)萬伏,電流峰值可達幾十kA乃至(zhì)幾百(bǎi)kA,短(duǎn)時間內產生的巨大能量使其極具破壞性。直擊雷對光伏發電係統(tǒng)的破壞(huài)體現在:雷電直接擊中太陽能光伏發電陣列電池板或支架、輸電線路以及擊中太(tài)陽能(néng)電池板周圍,短時間溫度過高引發線(xiàn)路熔化故障。
(2)感(gǎn)應雷:雷暴天氣時,會在附近的(de)導體產生靜電感應雷和電磁感應雷,從而產生過(guò)電壓,當電(diàn)壓超過(guò)電子器件的耐壓值很多時,電子元器件就會(huì)被擊穿(chuān)或燒(shāo)毀。光(guāng)伏發電係統受感應雷(léi)侵襲途徑主要是通過交流(liú)輸出供電線路侵入光伏微電子設備以(yǐ)及電池板及支架上的靜電過電壓。
(3)接地(dì)體入侵:雷擊光伏電站造成地電位反擊,雷電(diàn)反擊的電壓由兩(liǎng)部分組成,一(yī)部分是雷電(diàn)流瞬時值的電阻壓降,另(lìng)一部分是雷電流在電感上的壓降,與雷電流的陡度有關。為防止反擊的發生,通常采取防雷設置與建築物金屬體間相隔一定距離(lí),使得間隙(xì)閃絡電壓大於反擊電壓。