Grom je čest uzrok kvarova u fotonaponskim (PV) i vjetroelektričnim sistemima.Do štetnog udara može doći zbog munje koja udari na velikoj udaljenosti od sistema, ili čak između oblaka.Ali većinu oštećenja od groma je moguće spriječiti.Evo nekih od najisplativijih tehnika koje su generalno prihvaćene od strane instalatera elektroenergetskih sistema, na osnovu decenija iskustva.Slijedite ovaj savjet i imate vrlo dobre šanse da izbjegnete oštećenje vašeg sistema obnovljive energije (RE) od munje.
Get Grounded
Uzemljenje je najosnovnija tehnika zaštite od oštećenja groma.Ne možete zaustaviti udar groma, ali mu možete dati direktan put do zemlje koji zaobilazi vašu vrijednu opremu i bezbedno ispušta talas u zemlju.Električni put do zemlje će stalno ispuštati statički elektricitet koji se akumulira u nadzemnoj strukturi.Često to sprječava privlačenje munje na prvom mjestu.
Odvodnici groma i prenaponski štitnici dizajnirani su za zaštitu elektroničke opreme apsorbiranjem električnih prenapona.Međutim, ovi uređaji nisu zamjena za dobro uzemljenje.Oni funkcionišu samo u kombinaciji sa efikasnim uzemljenjem.Sistem uzemljenja je važan dio vaše infrastrukture ožičenja.Instalirajte ga prije ili dok je instalirano ožičenje za napajanje.U suprotnom, kada sistem proradi, ova važna komponenta možda nikada neće biti označena na listi zadataka.
Prvi korak u uzemljivanju je izgradnja puta za pražnjenje do zemlje povezivanjem (međusobno povezivanje) svih metalnih strukturnih komponenti i električnih kućišta, kao što su okviri fotonaponskih modula, montažne police i tornjevi vjetrogeneratora.Nacionalni električni kodeks (NEC), član 250 i član 690.41 do 690.47 određuju veličine žice, materijale i tehnike usklađene sa kodom.Izbjegavajte oštre zavoje žica za uzemljenje—prenapone velike struje ne vole zaokretati uske uglove i lako mogu preskočiti na obližnje žice.Obratite posebnu pažnju na pričvršćivanje bakrene žice na aluminijske konstrukcijske elemente (posebno na okvire fotonaponskih modula).Koristite konektore s oznakom “AL/CU” i pričvršćivače od nehrđajućeg čelika, koji smanjuju mogućnost korozije.Žice za uzemljenje i jednosmjerne i naizmjenične struje također će biti povezane na ovaj sistem uzemljenja.(Pogledajte članke Code Corner o uzemljenju PV polja u HP102 i HP103 za više savjeta.)
Ground Rods
Najslabiji aspekt mnogih instalacija je veza sa samom zemljom.Na kraju krajeva, ne možete samo pričvrstiti žicu na planetu!Umjesto toga, morate zakopati ili zabiti šipku od provodljivog, nekorozivnog metala (obično bakra) u zemlju i osigurati da većina njegove površine dodiruje provodljivo (što znači vlažno) tlo.Na ovaj način, kada statički elektricitet ili val dođe niz liniju, elektroni mogu iscuriti u zemlju uz minimalni otpor.
Na sličan način kao što drenažno polje raspršuje vodu, uzemljenje djeluje na raspršivanje elektrona.Ako se odvodna cijev ne ispušta na odgovarajući način u zemlju, dolazi do rezervnih kopija.Kada se elektroni vraćaju nazad, oni preskaču prazninu (formirajući električni luk) na vaše strujne žice, kroz vašu opremu, a tek onda na uzemljenje.
Da biste to spriječili, instalirajte jednu ili više 8 stopa (2,4 m), 5/8 inča (16 mm) bakrenih šipki za uzemljenje, po mogućnosti u vlažnu zemlju.Jedan štap obično nije dovoljan, posebno na suvom terenu.U područjima gdje se tlo izuzetno osuši, postavite nekoliko šipki, razmaknuvši ih najmanje 6 stopa (3 m) i povežite ih golom bakarnom žicom, zakopanom.Alternativni pristup je zakopavanje #6 (13 mm2), dvostruko #8 (8 mm2) ili veće gole bakarne žice u rov dužine najmanje 100 stopa (30 m).(Ogoljena bakarna žica za uzemljenje također se može provući duž dna rova koji nose cijevi za vodu ili kanalizaciju, ili druge električne žice.) Ili, prepolovite žicu za uzemljenje i raširite je u dva smjera.Spojite jedan kraj svake zakopane žice na sistem uzemljenja.
Pokušajte usmjeriti dio sistema u vlažnija područja, kao što su mjesta gdje se krov odvodi ili gdje se biljke zalijevaju.Ako se u blizini nalazi čelično kućište bunara, možete ga koristiti kao šipku za uzemljenje (napravite čvrstu, vijčanu vezu sa kućištem).
U vlažnim klimatskim uslovima, betonska podnožja niza postavljenih na zemlju ili stub, ili tornja vetrogeneratora, ili uzemljene šipke obložene betonom neće pružiti idealno uzemljenje.Na ovim lokacijama, beton će obično biti manje provodljiv od vlažnog tla oko temelja.Ako je to slučaj, ugradite šipku za uzemljenje u zemlju pored betona na podnožju niza, ili u podnožju vašeg tornja vjetrogeneratora i na svakom sidrenju žice, a zatim ih sve spojite golom, ukopanom žicom.
U sušnoj ili sušnoj klimi, često je suprotno – betonska podloga može imati veći sadržaj vlage od okolnog tla i nudi ekonomičnu priliku za uzemljenje.Ako se armatura dužine 20 stopa (ili duža) treba ugraditi u beton, sama armatura može poslužiti kao šipka za uzemljenje.(Napomena: Ovo se mora planirati prije izlivanja betona.) Ova metoda uzemljenja je uobičajena na suhim lokacijama i opisana je u NEC, član 250.52 (A3), „Elektroda obložena betonom“.
Ako niste sigurni koja je najbolja metoda uzemljenja za svoju lokaciju, razgovarajte sa svojim električnim inspektorom tokom faze projektovanja vašeg sistema.Ne možete imati previše uzemljenja.Na suvom mestu, iskoristite svaku priliku da instalirate redundantne uzemljene šipke, zakopane žice itd. Da biste izbegli koroziju, koristite samo odobreni hardver za povezivanje sa šipkama za uzemljenje.Koristite bakrene razdvojene vijke za pouzdano spajanje žica za uzemljenje.
Električni krugovi za uzemljenje
Za ožičenje u zgradi, NEC zahtijeva da jedna strana DC sistema za napajanje bude povezana - ili "povezana" - sa uzemljenjem.AC dio takvog sistema također mora biti uzemljen na konvencionalni način bilo kojeg sistema povezanog na mrežu.(Ovo je tačno u Sjedinjenim Državama. U drugim zemljama, neuzemljena strujna kola su norma.) Uzemljenje sistema napajanja je potrebno za moderan kućni sistem u Sjedinjenim Državama.Bitno je da DC negativ i AC neutralni budu vezani za uzemljenje samo u jednoj tački u svojim sistemima, i oba na istoj tački u sistemu uzemljenja.To se radi na centralnom panelu napajanja.
Proizvođači nekih jednonamjenskih, samostalnih sistema (poput solarnih pumpi za vodu i radio repetitora) preporučuju da se strujni krug ne uzemljuje.Za konkretne preporuke pogledajte uputstva proizvođača.
Ožičenje niza i tehnika "upredenog para".
Ožičenje u nizu treba da koristi minimalne dužine žice, uvučene u metalni okvir.Pozitivna i negativna žica treba da budu jednake dužine i da se vode zajedno kad god je to moguće.Ovo će minimizirati indukciju prekomjernog napona između provodnika.Metalni vod (uzemljen) takođe dodaje sloj zaštite.Zakopajte dugačke vanjske žičane staze umjesto da ih vodite iznad glave.Žičana dužina od 100 stopa (30 m) ili više je poput antene - primiće udare čak i od munje u oblacima.Do sličnih prenapona i dalje može doći čak i ako su žice zakopane, ali većina instalatera se slaže da zakopane žice za prijenos dodatno ograničavaju mogućnost oštećenja od groma.
Jednostavna strategija za smanjenje osjetljivosti na prenapone je tehnika "upletene parice", koja pomaže u izjednačavanju i poništavanju induciranih napona između dva ili više vodiča.Može biti teško pronaći odgovarajući kabel za napajanje koji je već uvrnut, pa evo šta treba učiniti: Položite par žica za napajanje duž zemlje.Umetnite štap između žica i uvrnite ih zajedno.Svakih 30 stopa (10 m), mijenjajte smjer.(Ovo je mnogo lakše nego pokušavati da uvijete cijelu udaljenost u jednom smjeru.) Električna bušilica se ponekad može koristiti i za uvrtanje ožičenja, ovisno o veličini žice.Samo pričvrstite krajeve ožičenja u steznu glavu bušilice i pustite da bušilica uplete kablove zajedno.Obavezno izvodite bušilicu na najmanjoj mogućoj brzini ako isprobate ovu tehniku.
Žicu za uzemljenje nije potrebno uvijati sa žicama za napajanje.Za ukopavanje koristite golu bakarnu žicu;ako koristite vod, povucite žicu za uzemljenje izvan kanala.Dodatni kontakt uzemljenja će poboljšati uzemljenje sistema.
Upotrijebite kabel s upredenom parom za bilo koje komunikacijske ili kontrolne kablove (na primjer, kabel s plivajućim prekidačem za potpuno isključivanje solarne pumpe za vodu).Ova žica manjeg prečnika je lako dostupna u prethodno upletenim, višestrukim ili pojedinačnim kablovima.Takođe možete kupiti oklopljeni kabl sa upredenim paricama, koji ima metalnu foliju koja okružuje upletene žice, a obično i zasebnu, golu žicu za „odvod“.Uzemljite oklop kabla i odvodnu žicu samo na jednom kraju, kako biste eliminisali mogućnost stvaranja petlje uzemljenja (manje direktnog puta do zemlje) u ožičenju.
Dodatna zaštita od groma
Pored opsežnih mjera uzemljenja, specijalizirani uređaji za zaštitu od prenapona i (eventualno) gromobrani preporučuju se za lokacije sa bilo kojim od sljedećih stanja:
• Izolovana lokacija na visokom terenu u području jakih munja
• Suvo, kamenito ili na neki drugi način slabo provodljivo tlo
• Žica traje duže od 100 stopa (30 m)
Odvodnici groma
Odvodniki prenapona (prenapona) su dizajnirani da apsorbuju skokove napona uzrokovane električnim olujama (ili električnom energijom izvan specifikacije) i efektivno omogućavaju prenaponu da zaobiđe strujno ožičenje i vašu opremu.Zaštitnike od prenapona treba instalirati na oba kraja bilo koje dugačke žice koja je povezana na bilo koji dio vašeg sistema, uključujući AC vodove iz pretvarača.Odvodnici se izrađuju za različite napone za AC i DC.Obavezno koristite odgovarajuće odvodnike za svoju primjenu.Mnogi instalateri sistema rutinski koriste Delta odvodnike prenapona, koji su jeftini i nude određenu zaštitu tamo gdje je opasnost od groma umjerena, ali ove jedinice više nisu na UL listi.
PolyPhaser i Transtector odvodnici su visokokvalitetni proizvodi za gromove i veće instalacije.Ove izdržljive jedinice nude robusnu zaštitu i kompatibilnost sa širokim spektrom napona sistema.Neki uređaji imaju indikatore za prikaz načina kvara.
Gromobrane
„Gromovodi“ su uređaji za statičko pražnjenje koji se postavljaju iznad zgrada i solarno-električnih nizova i spajaju na zemlju.Oni su namijenjeni da spriječe nakupljanje statičkog naboja i eventualnu ionizaciju okolne atmosfere.Oni mogu pomoći u sprečavanju udara i mogu osigurati put za vrlo veliku struju do zemlje ako dođe do udara.Moderni uređaji su šiljastog oblika, često s više šiljaka.
Rasvjetne šipke se obično koriste samo na mjestima koja doživljavaju ekstremne električne oluje.Ako mislite da vaša stranica spada u ovu kategoriju, unajmite izvođača koji ima iskustva u zaštiti od groma.Ako instalater vašeg sistema nije tako kvalifikovan, razmislite o konsultaciji sa stručnjakom za zaštitu od groma prije instaliranja sistema.Ako je moguće, odaberite instalatera za fotonapone sa certificiranim Sjevernoameričkim odborom ovlaštenih energetskih praktičara (NABCEP) (pogledajte Pristup).Iako ova potvrda nije specifična za zaštitu od groma, ona može biti pokazatelj nivoa ukupne kompetencije instalatera.
Van vida, ne van uma
Mnogo radova na zaštiti od groma je zakopano i van vidokruga.Kako biste bili sigurni da će se to obaviti ispravno, upišite to u svoje ugovore sa svojim instalaterom sistema, električarom, bagerom, vodoinstalaterom, bušotinom ili bilo kim ko radi zemljane radove koji će sadržavati vaš sistem uzemljenja.
Vrijeme objave: 10.08.2020