外部防雷保护和光伏系统 外部防雷保护装置和光伏系统均需要确保正常运行。了解光伏系统电涌保护器信息,并下载相关手册。
外部防雷保护和光伏系统
若同时安装光伏系统与外部防雷保护系统,二者往往会因占用同一片屋顶区域而产生冲突。光伏系统和防雷系统应可同时安装,而不产生任何问题。 如果用于放置后续光伏系统的屋顶区域早已安装了防雷保护系统,就需要考虑几个方面的问题。不仅需要保证外部防雷保护装置的功能,还要确保该装置能有效保护光伏系统。
间隔距离
电流经过导线时会随之产生压降。而压降的大小取决于导线的截面积、形状、材质及敷设方式或电流的振幅和波形。
当雷电击中防雷保护系统时,雷电流就会通过避雷装置导入大地。电流流经保护装置后,电压就随之下降。该压降有数种计算方法。简单起见,我们假设每米压降为1,000 V。那么,位于10 m处的避雷装置与其他接地部件(如光伏系统的接地 边框)之间的压差即为10,000 V。因此,有可能导致雷电直接从避雷装置闪击到光伏系统上。为防止此种情况发生,避雷装置必须与光伏系统保持足够距离。间隔距离"s"即为这二者间必须保持的最小距离,以防出现雷电闪击。
间隔距离受诸多因素影响,故而难以确定。防雷保护系统专家可助您解决此类难题,应在项目规划阶段就参与其中。
一旦已知晓或确定了间隔距离,那么光伏系统的各个组件必须处处与防雷保护系统保持此最小间距。若无法保持相应间距,则整个光伏系统须连接至外部防雷保护装置。
安装光伏系统后,雷电流将不再绕过楼宇,而是流经其中。因此,楼宇也需配备I类电涌保护器以实现较高的过电压防护水平。
光伏系统的间隔距离
安全区图示
安全区
除间隔距离外,用户在改造光伏系统时还需考虑到安全区问题。想象一下,避雷针尖端之间存在一条直线。
这条线下方则为需保护的区域。但实际上,雷电流流经位置亦可略微低于该线。此区域即为安全区。
因此为免受雷击损害,光伏面板必须置于安全区下方。该区域面积可由防雷保护系统的安装人员决定。
屋顶光伏系统安全区图示
若光伏面板位于安全区上方,则有两种选择:
- 光伏面板安装于较低位置。
- 防雷保护系统的安装人员需改装防雷装置。
阴影
为正常发挥外部防雷保护系统的功能,需要在屋顶上安装遮阳材料,如 避雷针。投射在光伏面板上的影子被称为阴影,
其会对光伏系统的发电量造成不利影响。根据阴影区域的大小,以及受影响面板的数量和互连方式,组串或整个系统的性能均有可能降低。这意味着阴影现象会导致发电量减少, 长期来看,这会大幅削减利润。
另一种现象则是热斑,较易出现在由避雷针 等物体所造成的小面积阴影区域中。相较于直接暴露在阳光下的周边面板部分,阴影部分的发热更为猛烈,由此导致热斑效应。其原因有二:
由于阴影区域不再发电, 原先是电源的面板部分就成为了电阻,只能传导周围电池单片的电流。因此其所需的电能大部分将以热量的形式耗散。
避雷针如同太阳光线下的透镜, 阳光会聚焦于其投射在面板上的阴影边缘,进而增强了这些特定点的太阳光强度。
过热是导致光伏面板劣化的一大重要因素。经常暴露在过热环境下的电池会因此损坏,光伏面板的发电量亦将随之降低。有关该现象对光伏面板功能的最终影响程度及其发展速度,目前仍处于专家讨论阶段。
该讨论的目的在于避免光伏系统被外部防雷保护组件所遮挡。
电缆敷设
光伏面板与逆变器相连, 并采用串联方式。此种安装方式将形成自逆变器开始,流经各个光伏模块,然后返回逆变器的环路。其中的每个电缆环路均将成为天线,因此对耦合能量极为敏感。究其原因,能量是通过电缆环路耦合至光伏系统中,其强度足以对逆变器和光伏系统造成严重损害。
因此,在电缆安装过程中应确保将耦合至光伏系统的能量降至最低。耦合能量与电缆环路所覆盖的区域相关:面积越大,耦合的能量就越多。
电缆敷设外观虽赏心悦目,但却会覆盖大片区域。如果楼宇或其附近遭受雷击,光伏系统便会受到强烈干扰。
贯穿较小区域的光伏系统电缆敷设
环路覆盖区域十分狭小, 可显著减少由雷击引起的耦合现象。
能量是如何实际传输至天线的?发送器不可或缺。而雷电就是个极其强大的发送器。简而言之,雷电是种电流,它会通过导体(此情况下不是金属,而是等离子体)从一片云朵流到另一云朵,或流向大地。
欧洲境内雷电事件的平均电流强度在10,000 A至30,000 A之间。虽鲜有发生,但也会出现高达 数十万安培的电流。若雷电击中光伏系统附近区域或防雷保护系统,则发送器便近在咫尺。因此,为确保光伏系统使用时不会受到损坏,请务必缩小环路覆盖范围。
您知道吗?
您可保护自己免负不必要的责任风险。
若需改装已有防雷保护系统的楼宇装置,则必须确保装置位于保护区之内。这同样适用于天线和SAT系统。
如对保护区和隔离距离有任何疑问,应咨询防雷保护系统安装人员。这是保障防雷保护系统继续正常运作的不二选择。
适用于光伏系统的电涌保护器
除了保护环境这一宏伟愿景,用户安装光伏系统的目的通常十分明确,就是逐渐摆脱对电力供应商的依赖。与其每月向电力供应商支付电费,不如一次性投入资金,建设自有光伏系统。届时电价上涨便不足为惧。独立性和自足性是光伏系统的特点所在。
光伏系统投资的收益时间可达20年, 周期虽长,收益更大。与所有电气设备一样,光伏系统对过电压也十分敏感,诸如逆变器、光伏面板、储能模块系统和电缆等组件均有可能遭受损坏。
因此,有效的过电压保护措施可提高系统操作安全性,同时为所有者提供安全保障。我们将从各个部分阐述保护方案的易用性与经济性。