太陽能光伏發電系統設備雷電及過電壓防護

◆背景描述

當前，全球能源緊缺人們越來越多的開始利用新型、綠色、環保的能源作為傳統能源的補充和替代品，太陽能就是其中的一種。

太陽能光伏發電系統作為一種新興的發電系統在能源發電領域中醫備受矚目和廣泛應用，由于太陽能光伏發電系統本身安裝位置和環境的特殊性，其設備遭受雷電電磁脈沖損壞的隱患也越來越突出。

因此，根據實際情況對太陽能光伏發電系統實施防雷裝置有助于提高整個發電設備系統安全、高效地運行。

◆挑戰與需求

1、太陽能光伏發電系統雷電電磁脈沖干擾的入侵途徑主要為：

1）直擊雷：太陽能電池板大多都是安裝至室外屋頂或是空曠的地方，所以雷電很可能直接擊中太陽能電池板，造成設備的損壞從而無法發電。

2）傳導雷：遠處的雷電閃擊由于電磁脈沖在空間傳播的緣故，會在太陽能電池板與控制器或者是逆變器、控制器到直流負載、逆變器到電源分配電負載以及配電負載到交流負載的供電線路上產生浪涌過電壓，損壞電氣設備。

3）地電位反擊：在有外部防雷保護的太陽能供電系統中，由于外部防雷裝置將雷電引入大地從而導致地網上產生高電壓，高電壓通過設備的接地線進入設備從而損壞控制器、逆變器或者是交直流負載等設備。

2、太陽能光伏發電系統雷電電磁脈沖防護思想：

1）直擊雷防護措施：太陽能光伏發電設備外部防雷系統的作用是提供直擊雷電流泄放通道，使雷電不會直接擊中太陽能電池板。外部防雷裝置包括三部分：接閃器、引下線、接地裝置。

2）傳導雷防護措施：在太陽能電池板與設備之間的供電線路加裝相對應的防雷器（SPD）有效地防護雷電電磁脈沖對電池板和設備的干擾和侵害。

3）地電位反擊措施：把直擊雷防護裝置的引下線以及防雷器的接地線都必須良好的接地以達到快速泄流的作用并且引下線裝置都需連接到公共接地網。

◆方案與解決

1、太陽能光伏發電系統結構組成：

1）太陽電池板; 2）控制器; 3）逆變器; 4）蓄電池

2、太陽能光伏發電系統雷電防護內容：

1）直擊雷裝置; 2）雷電電磁脈沖防護裝置; 3）泄流裝置

3、太陽能光伏發電系統雷電及過電壓防護措施技術依據：

1）直擊雷裝置：依據建筑物防雷標準GB50057-2010《附錄D：滾球法確定接閃器的保護范圍》第D.0.2條技術參數確定接閃器高度的計算公式，作為有效保護半徑技術措施。直擊雷防護裝置材料需符合GB11032-89防雷器材指標要求。

2）雷電電磁脈沖防護裝置：依據GB50057-2010建筑物防雷設計規范和GB50343-2012建筑物電子信息系統的防雷設計規范（第5.4.條規定）的要求，電源防護措施在各級電源負荷裝置處安裝相應的SPD作等級防止線路中感應雷的雷電波/流侵害電器裝置和損害設備及人員的操作安全。

3）泄流裝置：依據防雷規范GB50057-2010/GB50343-2012要求設計接地裝置的阻抗值，接地裝置安裝實施流程參照接地裝置示意圖D501-1～4建筑物防雷設施安裝規范。    

4、無外部防雷裝置建筑物雷電電磁脈沖防護拓撲圖（光伏——設備之間≤10m）

5、無外部防雷裝置建筑物雷電電磁脈沖防護拓撲圖（光伏——設備之間＞10m）

6、有外部防雷裝置建筑物雷電電磁脈沖防護拓撲圖（光伏——設備之間≤10m）

7、有外部防雷裝置建筑物雷電電磁脈沖防護拓撲圖（光伏——設備之間＞10m）

◆方案實施 （產品選型）

1、直擊雷防護裝置

1）普通接閃器：NPS01-LR02系列; 2）優化接閃器：NPS01-LR01系列; 3）提前放電接閃器：NPS01-LRT系列;

2、無外部防雷裝置雷電電磁脈沖防護裝置（SPD）

3、有外部防雷裝置雷電電磁脈沖防護裝置（SPD）

4、泄流（接地）裝置

1）銅包鋼接地極：NPS01-EP01系列; 2）離子接地極：NPS01-EP02系列; 3）石墨接地模塊：NPS01-EP03/P2系列; 4）等電位連接器：NPS01-EP04系列。

                                                                                                                                                            方案編制： 南京寧普防雷技術有限公司