Yıldırım, fotovoltaik (PV) ve rüzgar-elektrik sistemlerindeki arızaların yaygın bir nedenidir. Sistemden uzak bir mesafeye, hatta bulutların arasına düşen yıldırım nedeniyle hasar verici bir dalgalanma meydana gelebilir. Ancak çoğu yıldırım hasarı önlenebilir. Onlarca yıllık deneyime dayanarak, güç sistemi kurulumcuları tarafından genel olarak kabul edilen en uygun maliyetli tekniklerden bazılarını burada bulabilirsiniz. Bu tavsiyeye uyun ve yenilenebilir enerji (RE) sisteminizde yıldırımdan kaynaklanan hasarları önleme şansınız çok yüksektir.
Topraklanmış Olun
Topraklama, yıldırım hasarlarından korunmanın en temel tekniğidir. Yıldırım dalgalanmasını durduramazsınız, ancak değerli ekipmanınızı atlayarak toprağa giden doğrudan bir yol verebilirsiniz ve dalgalanmayı güvenli bir şekilde toprağa boşaltabilirsiniz. Toprağa giden bir elektrik yolu, yer üstü yapıda biriken statik elektriği sürekli olarak boşaltacaktır. Çoğu zaman bu, ilk etapta yıldırımın çekilmesini engeller.
Paratonerler ve aşırı gerilim koruyucuları, elektrik dalgalanmalarını emerek elektronik ekipmanı korumak için tasarlanmıştır. Ancak bu cihazlar iyi topraklamanın yerini tutmaz. Yalnızca etkili topraklamayla birlikte çalışırlar. Topraklama sistemi kablolama altyapınızın önemli bir parçasıdır. Güç kabloları takılmadan önce veya döşenirken takın. Aksi takdirde, sistem çalışmaya başladıktan sonra bu önemli bileşen hiçbir zaman "yapılacaklar" listesinden kaldırılamayabilir.
Topraklamanın birinci adımı, PV modül çerçeveleri, montaj rafları ve rüzgar jeneratörü kuleleri gibi tüm metal yapısal bileşenleri ve elektrik muhafazalarını bağlayarak (birbirine bağlayarak) toprağa bir deşarj yolu oluşturmaktır. Ulusal Elektrik Yasası (NEC), Madde 250 ve Madde 690.41 ila 690.47, yasaya uygun kablo boyutlarını, malzemelerini ve tekniklerini belirtir. Topraklama kablolarında keskin bükülmelerden kaçının; yüksek akım dalgalanmaları dar köşelerden dönmeyi sevmez ve yakındaki kablolara kolayca sıçrayabilir. Bakır telin alüminyum yapı elemanlarına (özellikle PV modül çerçevelerine) bağlanmasına özellikle dikkat edin. Korozyon potansiyelini azaltan "AL/CU" etiketli konektörler ve paslanmaz çelik bağlantı elemanları kullanın. Hem DC hem de AC devrelerin topraklama kabloları da bu topraklama sistemine bağlanacaktır. (Daha fazla tavsiye için HP102 ve HP103'teki PV dizisi topraklaması hakkındaki Code Corner makalelerine bakın.)
Zemin Çubukları
Birçok kurulumun en zayıf yönü toprakla olan bağlantısıdır. Sonuçta gezegene öylece bir kablo bağlayamazsınız! Bunun yerine, iletken, paslanmaz metalden (genellikle bakır) bir çubuğu toprağa gömmeniz veya çekiçlemeniz ve yüzey alanının çoğunun iletken (yani nemli) toprakla temas ettiğinden emin olmanız gerekir. Bu şekilde, statik elektrik veya bir dalgalanma meydana geldiğinde elektronlar minimum dirençle yere doğru akabilir.
Drenaj alanının suyu dağıtmasına benzer şekilde, topraklama da elektronları dağıtma işlevi görür. Bir drenaj borusu zemine yeterince boşaltılmazsa yedeklemeler meydana gelir. Elektronlar geri döndüğünde, boşluğu atlayarak (bir elektrik arkı oluşturarak) güç kablolarınıza, ekipmanınıza ve ancak o zaman toprağa atlarlar.
Bunu önlemek için, tercihen nemli toprağa bir veya daha fazla 8 fit uzunluğunda (2,4 m), 5/8 inç (16 mm) bakır kaplı topraklama çubuğu takın. Özellikle kuru zeminde tek bir çubuk genellikle yeterli değildir. Zeminin aşırı derecede kuruduğu alanlarda, aralarında en az 3 m mesafe olacak şekilde birkaç çubuk takın ve bunları gömülü çıplak bakır tel ile birbirine bağlayın. Alternatif bir yaklaşım #6 (13 mm2), çift #8 (8 mm2) veya daha büyük çıplak bakır teli en az 100 fit (30 m) uzunluğunda bir hendeğe gömmektir. (Çıplak bakır topraklama kablosu ayrıca su veya kanalizasyon boruları veya diğer elektrik kablolarını taşıyan bir hendek tabanı boyunca da döşenebilir.) Veya topraklama kablosunu ikiye bölün ve iki yönde açın. Gömülü her telin bir ucunu topraklama sistemine bağlayın.
Sistemin bir kısmını çatı drenajı veya bitkilerin sulanacağı yerler gibi ıslak alanlara yönlendirmeye çalışın. Yakınlarda çelik kuyu muhafazası varsa, bunu topraklama çubuğu olarak kullanabilirsiniz (muhafazaya güçlü, cıvatalı bir bağlantı yapın).
Nemli iklimlerde, zemine veya direğe monte edilen dizinin beton altlıkları veya rüzgar jeneratörü kulesi veya betonla kaplanmış topraklama çubukları ideal topraklama sağlamayacaktır. Bu yerlerde beton tipik olarak temelleri çevreleyen nemli topraktan daha az iletken olacaktır. Durum buysa, bir dizinin tabanındaki betonun yanına veya rüzgar jeneratörü kulenizin tabanına ve her bir gergi teli ankrajına topraktan bir topraklama çubuğu takın ve ardından hepsini çıplak, gömülü tel ile birbirine bağlayın.
Kuru veya kurak iklimlerde bunun tersi genellikle doğrudur; beton temeller çevredeki topraktan daha yüksek nem içeriğine sahip olabilir ve topraklama için ekonomik bir fırsat sunabilir. Eğer 20 feet uzunluğunda (veya daha uzun) inşaat demiri betona gömülecekse, inşaat demirinin kendisi bir topraklama çubuğu görevi görebilir. (Not: Bu, beton dökülmeden önce planlanmalıdır.) Bu topraklama yöntemi kuru yerlerde yaygındır ve NEC, Madde 250.52 (A3), “Beton Kaplı Elektrot”ta açıklanmıştır.
Bulunduğunuz yer için en iyi topraklama yönteminden emin değilseniz sisteminizin tasarım aşamasında elektrik denetçinizle görüşün. Çok fazla topraklamanız olamaz. Kuru bir yerde, yedek topraklama çubukları, gömülü kablo vb. kurmak için her fırsatı kullanın. Korozyonu önlemek için, topraklama çubuklarına bağlantı yaparken yalnızca onaylı donanım kullanın. Topraklama kablolarını güvenilir bir şekilde birleştirmek için bakır ayrık cıvatalar kullanın.
Topraklama Güç Devreleri
Bina kablolaması için NEC, DC güç sisteminin bir tarafının toprağa bağlanmasını veya "bağlanmasını" gerektirir. Böyle bir sistemin AC kısmı da herhangi bir şebekeye bağlı sistemde olduğu gibi geleneksel şekilde topraklanmalıdır. (Bu Amerika Birleşik Devletleri'nde doğrudur. Diğer ülkelerde topraklamasız güç devreleri normdur.) Amerika Birleşik Devletleri'nde modern bir ev sistemi için güç sisteminin topraklanması gerekir. DC negatif ve AC nötrün kendi sistemlerinde yalnızca bir noktada toprağa ve topraklama sisteminde her ikisinin de aynı noktaya bağlanması önemlidir. Bu, merkezi güç panelinde yapılır.
Bazı tek amaçlı, bağımsız sistemlerin üreticileri (güneş enerjili su pompaları ve radyo tekrarlayıcılar gibi) güç devresinin topraklanmamasını önerir. Özel öneriler için üreticinin talimatlarına bakın.
Dizi Kablolaması ve “Bükümlü Çift” Tekniği
Dizi kablolamasında metal çerçeveye sıkıştırılmış minimum uzunlukta kablo kullanılmalıdır. Pozitif ve negatif kablolar eşit uzunlukta olmalı ve mümkün olduğunca birlikte döşenmelidir. Bu, iletkenler arasında aşırı voltaj indüksiyonunu en aza indirecektir. Metal boru (topraklanmış) ayrıca bir koruma katmanı da ekler. Uzun dış mekan kablolarını başınızın üstünde çalıştırmak yerine gömün. 100 fit (30 m) veya daha uzun bir kablo uzunluğu anten gibidir; bulutlardaki yıldırımlardan bile dalgalanmalar alır. Benzer dalgalanmalar kablolar gömülse bile yine de meydana gelebilir, ancak çoğu kurulumcu gömülü iletim kablolarının yıldırımdan kaynaklanan hasar olasılığını daha da sınırladığı konusunda hemfikirdir.
Dalgalanma duyarlılığını azaltmaya yönelik basit bir strateji, iki veya daha fazla iletken arasında indüklenen gerilimlerin eşitlenmesine ve iptal edilmesine yardımcı olan "bükümlü çift" tekniğidir. Zaten bükülmüş olan uygun güç kablosunu bulmak zor olabilir, bu yüzden yapmanız gerekenler şunlardır: Yere bir çift güç kablosu döşeyin. Tellerin arasına bir çubuk sokun ve bunları birlikte bükün. Her 30 feet'te (10 m) yönü değiştirin. (Bu, tüm mesafeyi tek yönde döndürmeye çalışmaktan çok daha kolaydır.) Kablo boyutuna bağlı olarak bazen kabloları bükmek için elektrikli matkap da kullanılabilir. Kabloların uçlarını matkabın mandrenine sabitleyin ve matkabın hareketinin kabloları birbirine bükmesine izin verin. Bu tekniği denerseniz matkabı mümkün olan en düşük hızda çalıştırdığınızdan emin olun.
Topraklama kablosunun güç kablolarıyla birlikte bükülmesine gerek yoktur. Gömme çalışmaları için çıplak bakır tel kullanın; kablo kanalı kullanıyorsanız topraklama kablosunu kablo kanalının dışından geçirin. İlave toprak kontağı sistemin topraklamasını iyileştirecektir.
Tüm iletişim veya kontrol kabloları için çift bükümlü kablo kullanın (örneğin, güneş enerjili su pompasının tam depoda kapatılması için şamandıralı anahtar kablosu). Bu daha küçük çaplı tel, önceden bükülmüş, çoklu veya tek çiftli kablolarda kolaylıkla mevcuttur. Ayrıca, bükümlü telleri çevreleyen metalik bir folyoya sahip, korumalı bükümlü çift kabloyu ve genellikle ayrı, çıplak bir "boşaltma" telini de satın alabilirsiniz. Kablolarda topraklama döngüsü (toprağa daha az doğrudan yol) oluşturma olasılığını ortadan kaldırmak için kablo korumasını ve topraklama kablosunu yalnızca bir uçtan topraklayın.
Ek Yıldırımdan Korunma
Kapsamlı topraklama önlemlerine ek olarak, aşağıdaki koşullardan herhangi birine sahip sahalar için özel aşırı gerilim koruma cihazları ve (muhtemelen) paratonerler önerilir:
• Şiddetli yıldırım alanında yüksek zeminde izole konum
• Kuru, kayalık veya iletkenliği zayıf olan toprak
• Kablo 30 m'den (100 feet) daha uzun sürüyor
Yıldırım Tutucular
Yıldırım (dalgalanma) tutucular, elektrik fırtınalarının (veya spesifikasyon dışı şebeke gücünün) neden olduğu voltaj yükselmelerini absorbe etmek ve dalgalanmanın güç kablolarını ve ekipmanınızı atlamasına etkili bir şekilde izin vermek üzere tasarlanmıştır. İnvertörden gelen AC hatları dahil, sisteminizin herhangi bir kısmına bağlı olan uzun kabloların her iki ucuna aşırı gerilim koruyucuları takılmalıdır. Durdurucular hem AC hem de DC için çeşitli voltajlar için yapılmıştır. Uygulamanıza uygun tutucuları kullandığınızdan emin olun. Birçok sistem kurucusu, ucuz olan ve yıldırım tehlikesinin orta düzeyde olduğu durumlarda bir miktar koruma sağlayan Delta aşırı gerilim koruyucuları rutin olarak kullanır, ancak bu üniteler artık UL listesinde yer almamaktadır.
PolyPhaser ve Transtector tutucular, yıldırıma maruz kalan alanlar ve daha büyük kurulumlar için yüksek kaliteli ürünlerdir. Bu dayanıklı üniteler, sağlam koruma ve çok çeşitli sistem voltajlarıyla uyumluluk sunar. Bazı cihazlarda arıza modlarını gösteren göstergeler bulunur.
Paratonerler
“Paraton çubukları” binaların ve güneş-elektrik dizilerinin üzerine yerleştirilen ve toprağa bağlanan statik deşarj cihazlarıdır. Statik yükün birikmesini ve sonuçta çevredeki atmosferin iyonlaşmasını önlemeyi amaçlamaktadırlar. Bir çarpmanın önlenmesine yardımcı olabilirler ve bir çarpma meydana geldiğinde çok yüksek akımın toprağa ulaşması için bir yol sağlayabilirler. Modern cihazlar sivri uçludur ve genellikle birden fazla nokta bulunur.
Paratoner çubukları genellikle yalnızca aşırı elektrik fırtınalarının yaşandığı yerlerde kullanılır. Sitenizin bu kategoriye girdiğini düşünüyorsanız yıldırımdan korunma konusunda deneyimi olan bir yüklenici ile anlaşın. Sistem kurulumcunuz bu kadar kalifiye değilse, sistem kurulmadan önce bir yıldırımdan korunma uzmanına danışmayı düşünün. Mümkünse, Kuzey Amerika Sertifikalı Enerji Uygulayıcıları Kurulu (NABCEP) sertifikalı bir PV kurulumcusu seçin (bkz. Erişim). Bu sertifika yıldırımdan korunmaya özel olmasa da, kurulumcunun genel yeterlilik düzeyinin bir göstergesi olabilir.
Gözden Uzak, Akıldan Uzak Değil
Yıldırımdan korunma çalışmalarının çoğu gömülü ve gözden uzak. Doğru yapıldığından emin olmak için bunu sistem kurucunuzla, elektrikçinizle, ekskavatörünüzle, tesisatçınızla, kuyu delicinizle veya topraklama sisteminizi içerecek hafriyat işi yapan herhangi biriyle yaptığınız sözleşmelere yazın.
Gönderim zamanı: Ağu-10-2020