Кілька точок заземлення знижують перенапругу від блискавки в сонячних панелях майже на 55%

Дослідники з Індонезії встановили, що використання двох точок заземлення замість однієї може зменшити пікову перенапругу, спричинену ударом блискавки, на 43–55% залежно від конфігурації сонячної електростанції. Результати моделювання підкреслюють важливість правильно спроєктованої системи заземлення для надійної роботи фотоелектричних установок.

Як блискавка впливає на сонячну електростанцію?

Сонячні електростанції працюють просто неба, тому під час гроз можуть зазнавати впливу блискавки та спричинених нею електричних перенапруг. Навіть якщо на об’єкті встановлено систему блискавкозахисту, повністю виключити вплив прямого удару блискавки на сонячні панелі або їхні металеві опори неможливо.

Струм блискавки може проходити через металеві рами модулів, монтажні конструкції та елементи заземлення. Це створює короткочасні імпульсні напруги, які становлять потенційну небезпеку для електричного обладнання.

Тому важливо не лише встановити блискавкозахист, а й правильно організувати шлях відведення струму до землі.

Чому важливо правильно розташувати заземлення?

Кількість точок підключення – не єдиний фактор, який впливає на ефективність захисту. Дослідження також показало, що суттєве значення має відстань між місцем потрапляння струму блискавки та точкою заземлення.

Що коротший шлях проходження струму та нижчий його імпеданс, то меншими можуть бути пікові значення перехідної напруги.

На результати також впливає питомий опір ґрунту. У моделюванні його збільшення від 30 до 3000 Ом·м призводило до суттєвого зростання рівнів перенапруги. За вищого опору ґрунту змінювалося й розташування ділянок із найбільшими значеннями напруги.

Крім того, заземлення через монтажні конструкції в досліджених конфігураціях загалом забезпечувало нижчі максимальні напруги завдяки меншому електричному опору відповідного шляху.

Що це означає для власників сонячних електростанцій?

Результати дослідження актуальні для проєктування сонячних електростанцій на дахах будівель, промислових об’єктах і великих наземних майданчиках.

Під час облаштування системи електробезпеки варто приділяти увагу таким аспектам:

• правильному проєктуванню заземлення металевих рам і монтажних конструкцій;
• вибору кількості та розташування точок підключення;
• вимірюванню опору заземлювального пристрою з урахуванням властивостей ґрунту;
• координації системи заземлення з блискавкозахистом і пристроями захисту від імпульсних перенапруг;
• дотриманню чинних норм електробезпеки та рекомендацій виробників обладнання.

Водночас результати комп’ютерного моделювання не означають, що збільшення кількості точок заземлення автоматично забезпечить аналогічне зниження перенапруги на будь-якому об’єкті. Реальна ефективність залежить від конструкції електростанції, параметрів заземлювального пристрою, схеми електричних з’єднань та характеристик блискавкозахисту.

Для надійної роботи сонячної електростанції важливо розглядати захист як комплексну систему, від правильного заземлення металевих конструкцій до застосування відповідних пристроїв захисту від імпульсних перенапруг і професійного проєктування блискавкозахисту.

Грамотно спроєктована система допомагає зменшити ризики для обладнання та підвищити надійність роботи сонячної електростанції в умовах грозової активності.