Yıldırım, fotovoltaik (PV) ve rüzgar elektrik sistemlerindeki arızaların yaygın bir nedenidir.Sistemden uzak bir mesafeye veya hatta bulutların arasına düşen yıldırımlardan zarar verici bir dalgalanma meydana gelebilir.Ancak çoğu yıldırım hasarı önlenebilir.Burada, güç sistemi kurulumcuları tarafından onlarca yıllık deneyime dayalı olarak genel olarak kabul edilen en uygun maliyetli tekniklerden bazıları verilmiştir.Bu tavsiyeye uyun ve yenilenebilir enerji (YE) sisteminizde yıldırım hasarından kaçınma şansınız çok yüksektir.
Cezalı olmak
Yıldırımdan korunmak için en temel teknik topraklamadır.Bir yıldırım dalgalanmasını durduramazsınız, ancak ona değerli ekipmanınızı atlayan ve dalgalanmayı güvenli bir şekilde toprağa boşaltan toprağa giden doğrudan bir yol verebilirsiniz.Toprağa giden bir elektrik yolu, yer üstü bir yapıda biriken statik elektriği sürekli olarak boşaltacaktır.Genellikle bu, ilk etapta şimşeğin çekilmesini engeller.
Paratonerler ve aşırı gerilim koruyucular, elektrik dalgalanmalarını emerek elektronik ekipmanı korumak için tasarlanmıştır.Ancak, bu cihazlar iyi bir topraklamanın yerini tutmaz.Yalnızca etkili topraklama ile birlikte çalışırlar.Topraklama sistemi, kablolama altyapınızın önemli bir parçasıdır.Güç kabloları kurulurken veya öncesinde kurun.Aksi takdirde, sistem çalışmaya başladıktan sonra, bu önemli bileşen asla "yapılacaklar" listesinde işaretlenmeyebilir.
Topraklamada birinci adım, tüm metal yapısal bileşenleri ve PV modülü çerçeveleri, montaj rafları ve rüzgar jeneratörü kuleleri gibi elektrik mahfazalarını birbirine bağlayarak (bağlayarak) toprağa bir deşarj yolu oluşturmaktır.Ulusal Elektrik Kanunu (NEC), Madde 250 ve Madde 690.41 ila 690.47, kanuna uygun kablo boyutlarını, malzemeleri ve teknikleri belirtir.Topraklama kablolarında keskin kıvrımlardan kaçının; yüksek akım dalgalanmaları dar köşeleri dönmekten hoşlanmaz ve yakındaki kablolara kolayca sıçrayabilir.Bakır telin alüminyum yapı elemanlarına (özellikle PV modülü çerçevelerine) bağlanmasına özellikle dikkat edin.Korozyon olasılığını azaltan "AL/CU" etiketli konektörler ve paslanmaz çelik bağlantı elemanları kullanın.Hem DC hem de AC devrelerinin topraklama kabloları da bu topraklama sistemine bağlanacaktır.(Daha fazla öneri için HP102 ve HP103'te PV dizisi topraklaması hakkındaki Code Corner makalelerine bakın.)
Zemin Çubukları
Birçok kurulumun en zayıf yönü, dünyanın kendisiyle olan bağlantısıdır.Ne de olsa, gezegene öylece bir tel bağlayamazsınız!Bunun yerine, iletken, aşındırıcı olmayan bir metal çubuğu (genellikle bakır) toprağa gömmeli veya çakmalı ve yüzey alanının çoğunun iletken (yani nemli) toprakla temas ettiğinden emin olmalısınız.Bu şekilde, hattan statik elektrik veya dalgalanma geldiğinde, elektronlar minimum dirençle toprağa boşalabilir.
Drenaj alanının suyu dağıtmasına benzer şekilde, topraklama da elektronları dağıtmak için hareket eder.Bir drenaj borusu zemine yeterince boşalmazsa, yedeklemeler meydana gelir.Elektronlar yedeklendiğinde, ekipmanınız aracılığıyla güç kablolarınıza ve ancak o zaman toprağa giden boşluğu (bir elektrik arkı oluşturarak) 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 6 fit (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) uzunluğundaki bir çukura gömmektir.(Çıplak bakır topraklama kablosu, su veya kanalizasyon boruları veya diğer elektrik kablolarının bulunduğu bir hendek boyunca da döşenebilir.) Veya topraklama kablosunu ikiye bölün ve iki yönde yayın.Gömülü her telin bir ucunu topraklama sistemine bağlayın.
Sistemin bir kısmını, çatı drenajı veya bitkilerin sulanacağı yerler gibi daha nemli alanlara yönlendirmeye çalışın.Yakınlarda çelik kasa varsa, bunu topraklama çubuğu olarak kullanabilirsiniz (gövdeye sağlam, cıvatalı bir bağlantı yapın).
Nemli iklimlerde, zemine veya direğe monte edilmiş bir dizinin veya bir rüzgar jeneratörü kulesinin beton altlıkları veya betonla kaplı topraklama çubukları ideal bir topraklama sağlamayacaktır.Bu konumlarda beton tipik olarak temelleri çevreleyen nemli topraktan daha az iletken olacaktır.Durum buysa, bir dizinin tabanında veya rüzgar jeneratörü kulenizin tabanında ve her bir gergi teli ankrajında betonun yanında toprağa bir topraklama çubuğu takın ve ardından hepsini çıplak, gömülü kabloyla 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 sunar.20 fit uzunluğunda (veya daha uzun) inşaat demiri betona gömülecekse, inşaat demirinin kendisi bir zemin çubuğu görevi görebilir.(Not: Bu, beton dökülmeden önce planlanmalıdır.) Bu topraklama yöntemi kuru yerlerde yaygındır ve NEC, Madde 250.52 (A3), "Betonla Kaplı Elektrot"ta açıklanmıştır.
Bulunduğunuz yer için en iyi topraklama yönteminden emin değilseniz, sisteminizin tasarım aşamasında elektrik denetçinizle konuşun.Çok fazla topraklama yapamazsınız.Kuru bir yerde, yedekli topraklama çubukları, gömülü teller vb. takmak için her fırsatı kullanın. Korozyonu önlemek için, topraklama çubuklarına bağlantı yaparken yalnızca onaylı donanımı kullanın.Topraklama kablolarını güvenilir bir şekilde birleştirmek için bakır ayrık cıvatalar kullanın.
Topraklama Güç Devreleri
Bina kablolaması için NEC, bir DC güç sisteminin bir tarafının toprağa bağlanmasını veya "bağlanmasını" gerektirir.Böyle bir sistemin AC kısmı da herhangi bir şebekeye bağlı sistemdeki geleneksel şekilde topraklanmalıdır.(Bu, Amerika Birleşik Devletleri'nde geçerlidir. Diğer ülkelerde, topraklanmamış güç devreleri normdur.) Amerika Birleşik Devletleri'ndeki modern bir ev sistemi için güç sisteminin topraklanması gerekir.DC negatif ve AC nötrün kendi sistemlerinde yalnızca bir noktada ve her ikisinin de topraklama sisteminde aynı noktada toprağa bağlanması esastır.Bu, merkezi güç panelinde yapılır.
Bazı tek amaçlı, bağımsız sistemlerin (güneş enerjili su pompaları ve radyo tekrarlayıcılar gibi) üreticileri, güç devresinin topraklanmamasını tavsiye eder.Spesifik öneriler için üreticinin talimatlarına bakın.
Dizi Kablolama ve “Twisted Pair” Tekniği
Dizi kablolaması, metal çerçeveye sıkıştırılmış minimum uzunlukta kablo kullanmalıdır.Pozitif ve negatif teller eşit uzunlukta olmalı ve mümkün olduğunda birlikte çekilmelidir.Bu, iletkenler arasında aşırı voltaj indüksiyonunu en aza indirecektir.Metal boru (topraklanmış) ayrıca bir koruma katmanı ekler.Dışarıdaki uzun kabloları başınızın üstünden geçirmek yerine gömün.100 fit (30 m) veya daha uzun bir kablo anten gibidir; bulutlardaki şimşeklerden bile dalgaları alır.Kablolar gömülü olsa bile benzer dalgalanmalar meydana gelebilir, ancak çoğu tesisatçı, gömülü iletim kablolarının yıldırım hasarı olasılığını daha da sınırladığı konusunda hemfikirdir.
Dalgalanma duyarlılığını azaltmak için basit bir strateji, iki veya daha fazla iletken arasında indüklenen gerilimleri eşitlemeye ve iptal etmeye yardımcı olan "bükümlü çift" tekniğidir.Zaten bükülmüş uygun bir güç kablosu bulmak zor olabilir, bu yüzden yapmanız gerekenler: Yere bir çift güç kablosu döşeyin.Tellerin arasına bir çubuk sokun ve birlikte bükün.Her 30 fitte (10 m) bir yön değiştirin.(Bu, tüm mesafeyi bir yönde bükmeye çalışmaktan çok daha kolaydır.) Tel boyutuna bağlı olarak bazen kabloları bükmek için bir elektrikli matkap da kullanılabilir.Kabloların uçlarını matkabın aynasına sabitleyin ve matkabın hareketinin kabloları birlikte bükmesine izin verin.Bu tekniği denerseniz matkabı mümkün olan en düşük hızda çalıştırdığınızdan emin olun.
Topraklama kablosunun güç kablolarıyla birlikte bükülmesine gerek yoktur.Defin işlemleri için çıplak bakır tel kullanın;kanal kullanıyorsanız, topraklama kablosunu kanalın dışından geçirin.Ek toprak teması, sistemin topraklamasını iyileştirecektir.
Herhangi bir iletişim veya kontrol kablosu için çift bükümlü kablo kullanın (örneğin, bir güneş enerjili su pompasının tam deposunu kapatmak için bir şamandıralı anahtar kablosu).Bu daha küçük çaplı tel, önceden bükülmüş, çoklu veya tek çift kablolarda kolayca bulunur.Ayrıca, bükümlü telleri çevreleyen metalik bir folyoya ve tipik olarak ayrı, çıplak bir "tahliye" teline sahip ekranlı bükümlü çift kablo da satın alabilirsiniz.Kablolamada bir toprak döngüsü (toprağa daha az doğrudan yol) oluşturma olasılığını ortadan kaldırmak için kablo blendajını ve topraklama telini yalnızca bir uçta topraklayın.
Ek Yıldırım Koruması
Kapsamlı topraklama önlemlerine ek olarak, aşağıdaki koşullardan herhangi birine sahip tesisler için özel aşırı gerilim koruma cihazları ve (muhtemelen) paratonerler önerilir:
• Şiddetli bir yıldırım alanında yüksek zeminde izole konum
• Kuru, kayalık veya başka bir şekilde zayıf iletken toprak
• Kablo uzunluğu 30 m'den (100 fit) uzun
Paratonerler
Paratonerler (aşırı gerilim) 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 için tasarlanmıştır.İnvertörden gelen AC hatları da dahil olmak üzere sisteminizin herhangi bir bölümüne bağlı herhangi bir uzun kablo hattının her iki ucuna da aşırı gerilim koruyucular takılmalıdır.Hem AC hem de DC için çeşitli voltajlar için parafudrlar yapılmıştır.Uygulamanız için uygun tutucuları kullandığınızdan emin olun.Birçok sistem kurulumcusu rutin olarak ucuz olan ve yıldırım tehdidinin orta düzeyde olduğu yerlerde bir miktar koruma sağlayan Delta parafudrları kullanır, ancak bu üniteler artık UL listesinde değildir.
PolyPhaser ve Transtector tutucular, yıldırıma eğilimli alanlar ve daha büyük kurulumlar için yüksek kaliteli ürünlerdir.Bu dayanıklı üniteler, çok çeşitli sistem voltajlarıyla sağlam koruma ve uyumluluk sunar.Bazı cihazlarda arıza modlarını gösteren göstergeler bulunur.
Yıldırım çubukları
“Paratoner”, binaların ve güneş-elektrik dizilerinin üzerine yerleştirilen ve toprağa bağlı statik deşarj cihazlarıdır.Statik yükün birikmesini ve çevredeki atmosferin nihai olarak iyonlaşmasını önlemeyi amaçlarlar.Bir çarpmayı önlemeye yardımcı olabilirler ve bir çarpma meydana gelirse çok yüksek akımın toprağa gitmesi için bir yol sağlayabilirler.Modern cihazlar sivri uçludur ve genellikle birden çok noktası vardır.
Aydınlatma çubukları tipik olarak yalnızca aşırı elektrik fırtınalarının yaşandığı alanlarda kullanılır.Sitenizin bu kategoriye girdiğini düşünüyorsanız, yıldırımdan korunma konusunda deneyimli bir müteahhit ile çalışın.Sistem kurucunuz bu kadar kalifiye değilse, sistem kurulmadan önce bir yıldırımdan korunma uzmanına danışmayı düşünün.Mümkünse, Kuzey Amerika Sertifikalı Enerji Uygulayıcıları Kurulu (NABCEP) onaylı bir PV kurulumcusu seçin (bkz. Erişim).Bu sertifika, yıldırımdan korunmaya özgü olmasa da, bir tesisatçının genel yeterlilik düzeyinin bir göstergesi olabilir.
Gözden ırak ama gönülden ırak değil
Yıldırımdan korunma çalışmalarının çoğu gömülü ve gözden uzak.Doğru yapıldığından emin olmak için bunu sistem kurucunuz, elektrikçiniz, ekskavatörünüz, tesisatçınız, kuyu deliciniz veya topraklama sisteminizi içerecek hafriyat işi yapan herkesle yaptığınız sözleşmelere yazın.
Gönderim Zamanı: 10 Ağustos 2020