Несколько точек заземления снижают перенапряжение от молнии в солнечных панелях почти на 55%

Исследователи из Индонезии установили, что использование двух точек заземления вместо одной может уменьшить пиковое перенапряжение, вызванное ударом молнии, на 43–55% в зависимости от конфигурации солнечной электростанции. Результаты моделирования подчеркивают важность правильно спроектированной системы заземления для надёжной работы фотоэлектрических установок.

Как молния влияет на солнечную электростанцию?

Солнечные электростанции работают под открытым небом, поэтому во время гроз могут подвергаться воздействию молнии и вызванных ею электрических перенапряжений. Даже если на объекте установлена система молниезащиты, полностью исключить воздействие прямого удара молнии на солнечные панели или их металлические опоры невозможно.

Ток молнии может проходить через металлические рамы модулей, монтажные конструкции и элементы заземления. Это создает кратковременные импульсные напряжения, которые представляют потенциальную опасность для электрического оборудования.

Поэтому важно не только установить молниезащиту, но и правильно организовать путь отвода тока в землю.

Почему важно правильно расположить заземление?

Количество точек подключения – это не единственный фактор, влияющий на эффективность защиты. Исследование также показало, что существенное значение имеет расстояние между местом попадания тока молнии и точкой заземления.

Чем короче путь прохождения тока и чем ниже его импеданс, тем меньше могут быть пиковые значения переходного напряжения.

На результаты также влияет удельное сопротивление грунта. В моделировании его увеличение с 30 до 3000 Ом·м приводило к существенному росту уровней перенапряжения. При более высоком сопротивлении грунта менялось и расположение участков с наибольшими значениями напряжения.

Кроме того, заземление через монтажные конструкции в исследованных конфигурациях в целом обеспечивало более низкие максимальные напряжения благодаря меньшему электрическому сопротивлению соответствующего пути.

Что это означает для владельцев солнечных электростанций?

Результаты исследования актуальны для проектирования солнечных электростанций на крышах зданий, промышленных объектах и крупных наземных площадках.

При обустройстве системы электробезопасности следует уделять внимание следующим аспектам:

• правильному проектированию заземления металлических рам и монтажных конструкций;
• выбору количества и расположения точек подключения;
• измерению сопротивления заземляющего устройства с учетом свойств грунта;
• координации системы заземления с молниезащитой и устройствами защиты от импульсных перенапряжений;
• соблюдению действующих норм электробезопасности и рекомендаций производителей оборудования.

В то же время результаты компьютерного моделирования не означают, что увеличение количества точек заземления автоматически обеспечит аналогичное снижение перенапряжения на любом объекте. Реальная эффективность зависит от конструкции электростанции, параметров заземляющего устройства, схемы электрических соединений и характеристик молниезащиты.

Для надёжной работы солнечной электростанции важно рассматривать защиту как комплексную систему, от правильного заземления металлических конструкций до применения соответствующих устройств защиты от импульсных перенапряжений и профессионального проектирования молниезащиты.

Грамотно спроектированная система помогает снизить риски для оборудования и повысить надёжность работы солнечной электростанции в условиях грозовой активности.