Jak chránit PV systémy před blesky

Obsah:

1. Rizika bouřek pro PV systémy
2. Přitahují PV systémy blesk během bouřek?
3. Mám vypnout můj PV systém během bouřek?
4. Nutnost instalace ochrany před bleskem
5. Klíčové komponenty návrhu ochrany před bleskem PV systému
6. Čtyři typy opatření k ochraně PV systému před bleskem
7. Závěr

Rizika bouřek pro PV systémy

PV systémy čelí během bouřek několika rizikům. Tento článek představuje hrozby, kterým jsou PV systémy vystaveny během bouřek, a ochranná opatření pro různé typy PV systémů, aby bylo zajištěno jejich bezpečné provozování.

1. Přímé údery blesků

Přímé údery blesků představují největší okamžité nebezpečí pro PV systémy. Když blesk přímo zasáhne PV moduly nebo blízké konstrukce, může způsobit katastrofální škody. Vysoký energetický impulz z úderu blesku může poškodit kritické elektronické komponenty PV modulů, jako jsou měniče, systémy pro správu baterií a propojovací kabely. Tato škoda může nejen zastavit fungování systému, ale také potenciálně způsobit požáry nebo výbuchy, což vážně ovlivní životnost a bezpečnost zařízení.

2. Vzniklé blesky

Vzniklé blesky představují další běžnou formu poškození PV systémů, zejména v oblastech s častými bouřkami. I když blesk nepřímo nezasáhne PV moduly, elektromagnetická indukce může způsobit přepětí v systému. Toto přepětí může překročit hodnotu pracovního napětí modulů a elektronických zařízení, což vede k poškození komponent nebo degradaci výkonu. Kumulativní poškození z vzniklých blesků může zkrátit životnost a spolehlivost systému.

3. Zvýšení zemního potenciálu

Zvýšení zemního potenciálu nastává, když blesk udeří do země nebo do blízkých vodičů, přenášející přepětí prostřednictvím zemního systému do PV systému. I když je zemní systém navržen k bezpečnému směrování bleskového proudu do země, zvýšení zemního potenciálu může způsobit, že zemní systém nedokáže efektivně eliminovat přepětí. V této situaci může přepětí vstoupit do obvodů PV systému, poškodit nebo dokonce zničit kritické vybavení.

Přitahují PV systémy blesky během bouřek?

PV systémy aktivně nevyvolávají blesky během bouřek, ale doporučuje se přijmout preventivní opatření ke snížení rizika.

Mám vypnout můj PV systém během bouřek?

Vypnutí PV systému může snížit pravděpodobnost poškození vybavení bleskem, zejména pokud nejsou k dispozici vhodné bleskozvodné zařízení. Jedná se o účinné bezpečnostní opatření.

Nutnost instalace ochrany před blesky

Ve většině zemí a regionů je instalace bleskozvodných zařízení nezbytným opatřením k ochraně vybavení a uživatelské bezpečnosti. Elektrické bezpečnostní předpisy obvykle vyžadují, aby byly PV systémy vybaveny vhodnými opatřeními k ochraně před blesky, aby se zajistilo dlouhodobě stabilní provoz.

Klíčové komponenty návrhu ochrany PV systému před blesky

1. Zemní systém
   Kvalitní zemní systém představuje první linii obrany proti poškození bleskem. Ujistěte se, že odpor zemního systému je nižší než bezpečnostní normy, aby se efektivně rozptýlilo přepětí způsobené bleskem.
2. Bleskozvod a vodiče
   Instalace bleskozvodů nebo vodičů poblíž PV panelů může snížit pravděpodobnost zásahu bleskem PV modulů a bezpečně směrovat energetickou sílu blesku do země.
3. Zařízení pro ochranu před přepětím (SPD)
   Citlivé elektrické vybavení fotovoltaických systémů, jako jsou střídače AC/DC, monitorovací zařízení a fotovoltaické pole, musí být chráněny pomocí zařízení pro ochranu před přepětím (SPD). SPD jsou hlavně rozděleny do tří typů:

• Typ 1: Instalován na hlavním rozvodném panelu nebo místě měření, používá se s bleskozvody a dalšími systémy ochrany před blesky k rozptýlení silných proudů z přímých úderů blesku.
• Typ 2: Instalován na domovním elektrickém panelu, může být použit samostatně nebo s bleskozvody, chrání před nepřímými údery blesku a jinými přepětími.
• Typ 3: Instalován poblíž konkrétních elektronických zařízení u místa použití, poskytuje doplňkovou ochranu před přepětím pro jednotlivá zařízení, jako jsou počítače, televize a periferie, vhodné pro zařízení vzdálenější než 10 metrů od SPD typu 1 nebo typu 2.

Účinnost SPD závisí na správné instalaci a shodě s hodnotami proudů přepětí. Doporučuje se konzultovat s licencovaným elektrikářem pro posouzení rizika blesků ve vaší oblasti, určení nejvhodnějšího typu SPD pro váš domov a zajistění toho, že SPD mají vhodné hodnoty proudů přepětí k ochraně vašich elektronických zařízení před poškozením.

Čtyři typy ochrany PV systému před bleskem

V PV systémech je ochrana před bleskem klíčová. Porozumění různým typům systémů ochrany před bleskem a jejich aplikacím může efektivně chránit PV systémy před údery blesků a přepětími. Zde jsou čtyři typy opatření k ochraně před bleskem pro různé PV systémy:

1. PV systém s nezávislým systémem ochrany před bleskem

PV systém s nezávislým systémem ochrany před bleskem znamená instalaci a provoz samostatného systému ochrany před bleskem pro PV systém na základě stávajících budov. Tento design zajišťuje, že PV systém může bezpečně fungovat nezávisle na systému ochrany před bleskem budovy.
Doporučená opatření:

• Instalace bleskozvodů: Instalace dedikovaných bleskozvodů na PV panely nebo montážní struktury pro zajištění preferenčního směru bleskových proudů a jejich bezpečné směrování do země.
• Zařízení pro ochranu před přepětím (SPD): Instalace SPD poblíž elektrických komponent pro detekci a bezpečné rozptýlení proudů přepětí, čímž se předchází poškození.
• Vyrovnání potenciálů: Zavedení dobrého vyrovnání potenciálů, připojení všech elektrických komponent k zemnímu systému pro zajištění jednotného zemního referenčního bodu.
• Efektivní zemní systém: Instalace efektivního zemního systému pro bezpečné směrování bleskových proudů a snížení škodlivých proudů do komponent.

2. PV systém s vybaveným systémem ochrany před bleskem

Pokud prostorová omezení neumožňují dostatečnou vzdálenost mezi systémem ochrany před bleskem a dráty PV systému, jsou tyto obvykle nezávislé systémy propojeny. Tento design zahrnuje tradiční opatření ochrany před bleskem a opatření proti rušení elektromagnetickým polem (EMI) k zlepšení elektromagnetické kompatibility (EMC) systému.
Doporučená opatření:

• Stíněné kabely: Použití stíněných kabelů (s vrstvou vodivého materiálu) k ochraně kabelů před vnějším rušením elektromagnetickým polem a prevenci elektromagnetických rušení generovaných kabely.
• Stíněné elektronické komponenty: Použití stíněných elektronických komponent k snížení citlivosti na elektromagnetické rušení, což zlepšuje výkon a spolehlivost systému.
• Optimalizace EMC: Optimalizace rozložení a stínění systémových komponent a kabelů k minimalizaci elektromagnetických rušení a zajištění stability systému a okolního prostředí.

3. PV systém s ochranou před bleskem, ale bez stínění

V této konfiguraci má PV systém opatření k ochraně před bleskem, ale žádné další stínění pro snížení rušení elektromagnetickým polem (EMI). Systém se primárně zaměřuje na prevenci poškození způsobeného údery blesku a přepětími.Doporučená opatření:

• Bleskozvody a SPD: Instalace bleskozvodů a SPD pro bezpečné rozptýlení bleskových proudů a přepětí, chránění komponent systému.
• Efektivní zemní systém: Ujistěte se, že všechny kovové komponenty (jako jsou rámy modulů a montážní rámy) jsou dobře připojeny k zemnímu systému pro směrování bleskových proudů a snížení rizika poškození.

4. PV systém bez ochrany před bleskem

PV systémy bez systémů ochrany před bleskem jsou v extrémně vysokém riziku a mohou snadno utrpět škody způsobené údery blesku a přepětími.Potenciální rizika:

• Poškození bleskem: PV systémy, obvykle instalované na střechách nebo vysokých místech, jsou náchylné k úderům bleskem, což může způsobit vážné škody.
• Přepětí: Přepětí způsobené bleskem může vstoupit do systému a poškodit elektrické komponenty.
• Riziko požáru: Údery bleskem mohou způsobit požáry, zejména v nepřítomnosti opatření k ochraně před bleskem.
• Poškození budov a elektrických systémů: Blesky a přepětí se mohou rozšířit na budovní struktury a elektrické sítě, způsobujíc rozsáhlé škody.
• Bezpečnostní rizika: Údery bleskem představují potenciální hrozbu bezpečnosti pro lidi v blízkosti PV systémů.

Závěr

PV systémy čelí různým potenciálním rizikům během bouřek, včetně přímých úderů bleskem, indukovaných úderů bleskem a zvedání potenciálu země. Pro zajištění bezpečného provozu systému je nezbytné instalovat vhodná opatření k ochraně před bleskem, jako jsou bleskozvody, dobré zemní systémy a SPD. Přijetím vhodných opatření k ochraně před bleskem pro různé typy PV systémů můžete efektivně chránit systém před údery blesků a přepětími. Pravidelná údržba a kontrola těchto zařízení pro ochranu před bleskem a konzultace s profesionály zajistí, že PV systém může bezpečně fungovat za všech povětrnostních podmínek.

Od roku 2008 se Maysun Solar věnuje výrobě vysoce kvalitních fotovoltaických modulů. Maysun Solar nabízí solární panely TOPCon, IBC a HJT, stejně jako balkónové solární elektrárny. Tyto solární panely se pyšní vynikajícím výkonem a stylovým designem, který se bezproblémově integruje do každé budovy. Maysun Solar úspěšně zřídil kanceláře a sklady v mnoha evropských zemích a má dlouhodobé partnerství s vynikajícími instalatéry! Prosím, kontaktujte nás pro nejnovější nabídky modulů nebo jakékoliv dotazy týkající se fotovoltaiky. Rádi vám pomůžeme.

Odkaz:

Blitzschutz von Photovoltaik-Anlagen. (n.d.). VDE Blitzschutz. https://www.vde.com/de/blitzschutz/infos/pv-anlagen

Steffen, C. (2024, May 19). Blitzschutz für PV-Anlagen - wirklich notwendig? ☀️ photovoltaik.sh ☀️ photovoltaik.sh. https://www.photovoltaik.sh/wissen/blitzschutz-pv-anlage/

Zagorac, A. (2024b, May 29). Are you protected against power surge damage? Schneider Electric Blog. https://blog.se.com/homes/2017/12/22/protected-power-surge-damage/

Mohlo by se vám také líbit: