Blesk je častou příčinou poruch fotovoltaických (PV) a větrných elektrických systémů.Škodlivé přepětí může nastat od blesku, který udeří na velkou vzdálenost od systému nebo dokonce mezi mraky.Ale většině poškození bleskem se dá předejít.Zde jsou některé z nákladově nejefektivnějších technik, které jsou obecně akceptovány instalátory energetických systémů na základě desetiletí zkušeností.Dodržujte tuto radu a máte velmi dobrou šanci, že se vyhnete poškození vašeho systému obnovitelné energie (RE) bleskem.
Uzemněte se
Uzemnění je nejzákladnější technikou ochrany před poškozením bleskem.Nával blesku nezastavíte, ale můžete mu dát přímou cestu k zemi, která obejde vaše cenné vybavení a přepětí bezpečně vybije do země.Elektrická cesta k zemi bude neustále vybíjet statickou elektřinu, která se hromadí v nadzemní konstrukci.To často brání přitahování blesků.
Bleskojistky a přepěťové ochrany jsou určeny k ochraně elektronických zařízení pohlcováním elektrických přepětí.Tato zařízení však nenahrazují dobré uzemnění.Fungují pouze ve spojení s účinným uzemněním.Zemnící systém je důležitou součástí vaší elektroinstalační infrastruktury.Nainstalujte jej před nebo během instalace elektrického vedení.V opačném případě, jakmile systém funguje, tato důležitá součást nemusí být nikdy zaškrtnuta v seznamu „úkolů“.
Prvním krokem v uzemnění je vybudování výbojové cesty k zemi spojením (propojením) všech kovových konstrukčních součástí a elektrických krytů, jako jsou rámy fotovoltaických modulů, montážní stojany a věže větrných generátorů.National Electrical Code (NEC), článek 250 a článek 690.41 až 690.47 specifikují velikosti vodičů, materiály a techniky v souladu s předpisy.Vyhněte se ostrým ohybům zemnících vodičů – vysoké proudové rázy nerady zatáčí těsnými rohy a mohou snadno přeskakovat na blízké vedení.Zvláštní pozornost věnujte uchycení měděného drátu k hliníkovým konstrukčním prvkům (zejména rámům FV modulů).Používejte konektory označené „AL/CU“ a spojovací prvky z nerezové oceli, které snižují možnost koroze.Zemnící vodiče stejnosměrných i střídavých obvodů budou také připojeny k tomuto zemnicímu systému.(Další rady naleznete v článcích Code Corner o uzemnění FV pole v HP102 a HP103.)
Zemnící tyče
Nejslabší stránkou mnoha instalací je samotné spojení se zemí.Koneckonců, nemůžete jen tak přišroubovat drát k planetě!Místo toho musíte do země zakopat nebo zatlouct tyč z vodivého, nekorozivního kovu (obvykle mědi) a zajistit, aby se většina její povrchové plochy dotýkala vodivé (tj. vlhké) půdy.Tímto způsobem, když se po vedení dostane statická elektřina nebo přepětí, mohou elektrony stékat do země s minimálním odporem.
Podobným způsobem, jakým drenážní pole rozptyluje vodu, působí uzemnění k rozptylování elektronů.Pokud odtokové potrubí neodtéká dostatečně do země, dochází k zálohování.Když se elektrony vrátí zpět, přeskočí mezeru (vytvoří elektrický oblouk) k vašemu elektrickému vedení, skrz vaše zařízení a teprve potom k zemi.
Abyste tomu zabránili, nainstalujte jednu nebo více poměděných zemnících tyčí o délce 8 stop (2,4 m), 5/8 palce (16 mm), nejlépe ve vlhké zemi.Jedna tyč obvykle nestačí, zvláště v suché zemi.V oblastech, kde je půda extrémně suchá, nainstalujte několik tyčí ve vzdálenosti nejméně 3 m od sebe a spojte je dohromady holým měděným drátem zakopaným.Alternativním přístupem je zakopat #6 (13 mm2), dvojitý #8 (8 mm2) nebo větší holý měděný drát do příkopu dlouhého alespoň 100 stop (30 m).(Holý měděný zemnící vodič může být také veden podél dna výkopu, který vede vodovodní nebo kanalizační potrubí nebo jiné elektrické vodiče.) Nebo přeřízněte zemnící vodič na polovinu a roztáhněte jej ve dvou směrech.Připojte jeden konec každého podzemního vodiče k uzemňovacímu systému.
Pokuste se nasměrovat část systému do vlhčích oblastí, například tam, kde střecha odtéká nebo kde se mají zalévat rostliny.Pokud je v blízkosti ocelový plášť, můžete jej použít jako zemnící tyč (proveďte pevné, šroubové spojení s pláštěm).
Ve vlhkém podnebí neposkytují betonové patky pole namontovaného na zemi nebo na sloupech nebo věže větrného generátoru nebo zemnící tyče zapouzdřené v betonu ideální uzemnění.V těchto místech bude beton obvykle méně vodivý než vlhká půda obklopující základy.V takovém případě nainstalujte zemnící tyč do země vedle betonu na základnu pole nebo na základnu věže větrného generátoru a na každou kotvu kotevního drátu a poté je všechny spojte holým zakopaným drátem.
V suchém nebo suchém klimatu je opak často pravdou – betonové základy mohou mít vyšší obsah vlhkosti než okolní půda a nabízejí ekonomickou příležitost pro uzemnění.Pokud má být 20 stop dlouhá (nebo delší) výztuž zapuštěna do betonu, výztuž samotná může sloužit jako zemnící tyč.(Poznámka: Toto je nutné naplánovat před nalitím betonu.) Tento způsob uzemnění je běžný na suchých místech a je popsán v NEC, článek 250.52 (A3), „Elektroda zapouzdřená betonem“.
Pokud si nejste jisti nejlepší metodou uzemnění pro vaši lokalitu, promluvte si se svým elektroinspektorem během fáze návrhu vašeho systému.Nemůžete mít příliš mnoho uzemnění.Na suchém místě využijte každou příležitost k instalaci redundantních zemnících tyčí, podzemního vodiče atd. Abyste předešli korozi, používejte pro připojení k zemnicím tyčím pouze schválený hardware.Ke spolehlivému spojení zemnících vodičů použijte měděné dělené šrouby.
Uzemnění silových obvodů
Pro elektroinstalaci budovy NEC vyžaduje, aby byla jedna strana stejnosměrného napájecího systému připojena – nebo „spojena“ – se zemí.AC část takového systému musí být rovněž uzemněna konvenčním způsobem jakéhokoli systému připojeného k síti.(To platí ve Spojených státech. V jiných zemích jsou neuzemněné napájecí obvody normou.) Uzemnění napájecího systému je vyžadováno pro moderní domácí systém ve Spojených státech.Je nezbytné, aby stejnosměrný záporný a střídavý nulový vodič byly spojeny se zemí pouze v jednom bodě v jejich příslušných systémech a oba se stejným bodem v uzemňovacím systému.To se provádí na centrálním napájecím panelu.
Výrobci některých jednoúčelových, samostatných systémů (jako jsou solární vodní čerpadla a rádiové opakovače) doporučují neuzemňovat napájecí obvod.Konkrétní doporučení naleznete v pokynech výrobce.
Zapojení pole a technika „krouceného páru“.
Zapojení pole by mělo používat minimální délky drátu zasunutého do kovové konstrukce.Kladné a záporné vodiče by měly mít stejnou délku a měly by být vedeny společně, kdykoli je to možné.Tím se minimalizuje indukce nadměrného napětí mezi vodiči.Kovové vedení (uzemněné) také přidává vrstvu ochrany.Zakopejte dlouhé venkovní dráty místo toho, abyste je vedli nad hlavou.Drát o délce 30 m nebo více je jako anténa – zachytí rázy i od blesků v oblacích.K podobným přepětím může stále dojít, i když jsou vodiče zakopané, ale většina instalačních techniků souhlasí s tím, že podzemní přenosové vedení dále omezuje možnost poškození bleskem.
Jednoduchou strategií, jak snížit náchylnost k přepětí, je technika „twisted pair“, která pomáhá vyrovnat a rušit všechna indukovaná napětí mezi dvěma nebo více vodiči.Může být obtížné najít vhodný napájecí kabel, který je již zkroucený, takže postupujte takto: Položte pár napájecích vodičů podél země.Vložte hůl mezi dráty a stočte je dohromady.Každých 30 stop (10 m) změňte směr.(Je to mnohem snazší, než se pokoušet otočit celou vzdálenost jedním směrem.) Ke kroucení kabeláže lze někdy použít také vrtačku, v závislosti na velikosti drátu.Jednoduše zajistěte konce kabeláže do sklíčidla vrtačky a nechte vrtačku zkroutit kabely dohromady.Pokud tuto techniku zkusíte, ujistěte se, že běží vrtačka na nejnižší možnou rychlost.
Zemnící vodič nemusí být kroucený s napájecími vodiči.Pro pohřbívání použijte holý měděný drát;pokud používáte trubku, veďte zemnicí vodič mimo trubku.Dodatečný zemní kontakt zlepší uzemnění systému.
Pro jakékoli komunikační nebo ovládací kabely použijte kroucený dvoulinkový kabel (například kabel plovákového spínače pro úplné vypnutí solárního vodního čerpadla).Tento vodič menšího průměru je snadno dostupný v předem kroucených, vícenásobných nebo jednopárových kabelech.Můžete si také zakoupit stíněný kroucený dvoulinkový kabel, který má kovovou fólii obklopující kroucené vodiče a obvykle také samostatný holý „odtokový“ vodič.Uzemněte stínění kabelu a vypouštěcí vodič pouze na jednom konci, abyste vyloučili možnost vytvoření zemní smyčky (méně přímá cesta k zemi) v kabeláži.
Dodatečná ochrana před bleskem
Kromě rozsáhlých uzemňovacích opatření se pro místa s některou z následujících podmínek doporučují specializovaná zařízení na ochranu proti přepětí a (případně) hromosvody:
• Izolované umístění na vyvýšeném místě v oblasti se silnými blesky
• Suchá, kamenitá nebo jinak špatně vodivá půda
• Drát je delší než 100 stop (30 m)
Svodiče blesků
Svodiče blesků (přepětí) jsou navrženy tak, aby absorbovaly napěťové špičky způsobené elektrickými bouřemi (nebo nestandardním napájením z veřejné sítě) a účinně umožnily přepětí obejít elektrické vedení a vaše zařízení.Přepěťové ochrany by měly být instalovány na obou koncích jakéhokoli dlouhého vedení, které je připojeno k jakékoli části vašeho systému, včetně AC vedení od střídače.Svodiče jsou vyráběny pro různá napětí pro AC i DC.Ujistěte se, že používáte vhodné svodiče pro vaši aplikaci.Mnoho instalátorů systémů běžně používá svodiče přepětí Delta, které jsou levné a nabízejí určitou ochranu tam, kde je nebezpečí blesku mírné, ale tyto jednotky již nejsou uvedeny v seznamu UL.
Svodiče PolyPhaser a Transtector jsou vysoce kvalitní produkty pro místa ohrožená bleskem a větší instalace.Tyto odolné jednotky nabízejí robustní ochranu a kompatibilitu s širokou škálou systémových napětí.Některá zařízení mají indikátory pro zobrazení poruchových režimů.
Bleskosvody
„Hromosvody“ jsou zařízení s výbojem statické elektřiny, která jsou umístěna nad budovami a solárními poli a jsou připojena k zemi.Mají zabránit hromadění statického náboje a případné ionizaci okolní atmosféry.Mohou pomoci zabránit úderu a mohou poskytnout cestu pro velmi vysoký proud do země, pokud k úderu dojde.Moderní zařízení mají tvar hrotu, často s více hroty.
Osvětlovací tyče se obvykle používají pouze na místech, kde dochází k extrémním elektrickým bouřím.Pokud si myslíte, že váš web spadá do této kategorie, najměte si dodavatele, který má zkušenosti s ochranou před bleskem.Pokud váš instalátor systému není tak kvalifikovaný, zvažte konzultaci s odborníkem na ochranu před bleskem před instalací systému.Je-li to možné, vyberte instalátor fotovoltaického systému s certifikací North American Board of Certified Energy Practitioners (NABCEP) (viz Přístup).Ačkoli tato certifikace není specifická pro ochranu před bleskem, může být ukazatelem úrovně celkové způsobilosti instalačního technika.
Sejde z dohledu, ne z mysli
Spousta práce na ochraně před bleskem je pohřbena a v nedohlednu.Abyste zajistili, že to bude provedeno správně, zapište to do své smlouvy (smluv) s vaším instalátorem systému, elektrikářem, bagrem, instalatérem, vrtačem studní nebo kýmkoli, kdo provádí zemní práce, které budou obsahovat váš uzemňovací systém.
Čas odeslání: srpen-10-2020