Yıldırım, fotovoltaik (PV) ve rüzgar-elektrik sistemlerindeki arızaların yaygın bir nedenidir. Sistemden çok uzak bir mesafede veya hatta bulutlar arasında düşen yıldırımdan dolayı hasar verici bir dalgalanma meydana gelebilir. Ancak yıldırım hasarının çoğu önlenebilir. İşte onlarca yıllık deneyime dayalı olarak, güç sistemi kurulumcuları tarafından genel olarak kabul edilen en uygun maliyetli tekniklerden bazıları. Bu tavsiyeleri takip edin ve yenilenebilir enerji (RE) sisteminizde yıldırım hasarını önleme şansınız çok yüksek.
Topraklan
Topraklama, yıldırım hasarına karşı koruma için en temel tekniktir. Bir yıldırım dalgalanmasını durduramazsınız, ancak değerli ekipmanınızı atlayan ve dalgalanmayı güvenli bir şekilde toprağa boşaltan doğrudan bir yol verebilirsiniz. Toprağa giden bir elektrik yolu, yer üstü bir yapıda biriken statik elektriği sürekli olarak boşaltacaktır. Genellikle bu, ilk etapta yıldırımın çekilmesini önler.
Yıldırım tutucular ve aşırı gerilim koruyucular, elektrik dalgalanmalarını emerek elektronik ekipmanı korumak için tasarlanmıştır. Ancak, bu cihazlar iyi topraklamanın yerini tutmaz. Sadece etkili topraklama ile birlikte çalışırlar. Topraklama sistemi, kablolama altyapınızın önemli bir parçasıdır. Güç kablolaması kurulurken veya öncesinde kurun. Aksi takdirde, sistem çalışmaya başladıktan sonra, bu önemli bileşen "yapılacaklar" listesinde asla işaretlenmeyebilir.
Topraklamada ilk adım, PV modül çerçeveleri, montaj rafları ve rüzgar jeneratörü kuleleri gibi tüm metal yapısal bileşenleri ve elektrik muhafazalarını birbirine bağlayarak (birbirine bağlayarak) toprağa bir deşarj yolu oluşturmaktır. Ulusal Elektrik Kodu (NEC), Madde 250 ve Madde 690.41 ila 690.47, koda uygun kablo boyutlarını, malzemeleri ve teknikleri belirtir. Topraklama kablolarında keskin kıvrımlardan kaçının; yüksek akım dalgalanmaları dar köşelerden dönmeyi sevmez ve yakındaki kablolara kolayca sıçrayabilir. Bakır telin alüminyum yapısal elemanlara (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 devrelerinin topraklama kabloları da bu topraklama sistemine bağlanacaktır. (Daha fazla tavsiye için HP102 ve HP103'teki PV dizisi topraklamasıyla ilgili Kod Köşesi makalelerine bakın.)
Topraklama Çubukları
Birçok kurulumun en zayıf yönü, dünyanın kendisiyle olan bağlantıdır. Sonuçta, gezegene bir tel bağlayamazsınız! Bunun yerine, iletken, aşınmayan bir metal çubuğu (genellikle bakır) toprağa gömmeli veya çekiçlemelisiniz ve yüzey alanının çoğunun iletken (yani nemli) toprakla temas ettiğinden emin olmalısınız. Bu şekilde, statik elektrik veya bir dalgalanma hat boyunca geldiğinde, elektronlar minimum dirençle toprağa akabilir.
Bir drenaj alanının suyu dağıtmasıyla benzer şekilde, topraklama elektronları dağıtmak için hareket eder. Bir drenaj borusu toprağa yeterli miktarda deşarj olmazsa, yedeklemeler meydana gelir. Elektronlar yedekleme yaptığında, boşluğu atlayarak (bir elektrik arkı oluşturarak) güç kablolarınıza, ekipmanınıza ve ancak o zaman toprağa giderler.
Bunu önlemek için, tercihen nemli toprağa bir veya daha fazla 8 fit (2,4 m), 5/8 inç (16 mm) bakır kaplamalı topraklama çubuğu yerleştirin. Özellikle kuru zeminde, tek bir çubuk genellikle yeterli olmaz. Zeminin aşırı kuruduğu alanlarda, aralarında en az 6 fit (3 m) mesafe olacak şekilde birkaç çubuk yerleştirin ve bunları çıplak bakır tel ile birbirine bağlayın, gömün. 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 teli, su veya kanalizasyon boruları veya diğer elektrik kablolarını taşıyan bir hendeğin dibinden de geçirilebilir.) Veya topraklama telini ikiye kesin ve iki yöne yayın. Her gömülü telin bir ucunu topraklama sistemine bağlayın.
Sistemin bir kısmını daha ıslak alanlara, örneğin çatı drenajının olduğu veya bitkilerin sulanacağı yerlere yönlendirmeyi deneyin. Yakınlarda çelik kuyu kasası varsa, bunu topraklama çubuğu olarak kullanabilirsiniz (kasaya güçlü, cıvatalı bir bağlantı yapın).
Nemli iklimlerde, zemine veya direğe monte edilmiş bir dizinin veya bir rüzgar jeneratörü kulesinin beton temel ayakları veya betonla kaplanmış toprak çubukları ideal topraklama sağlamayacaktır. Bu yerlerde, beton genellikle 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 bir toprak çubuğu yerleştirin, ardından hepsini çıplak, gömülü tel ile birbirine bağlayın.
Kuru veya kurak iklimlerde, bunun tam tersi genellikle doğrudur; beton temeller, çevredeki topraktan daha yüksek nem içeriğine sahip olabilir ve topraklama için ekonomik bir fırsat sunabilir. 20 fit uzunluğunda (veya daha uzun) donatılı demir betona gömülecekse, donatılı demirin kendisi 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.
Konumunuz için en iyi topraklama yönteminden emin değilseniz, sisteminizin tasarım aşamasında elektrik müfettişinizle görüşün. Çok fazla topraklama olamaz. Kuru bir konumda, yedek topraklama çubukları, gömülü kablo vb. takmak için her fırsatı kullanın. Korozyonu önlemek için, topraklama çubuklarına bağlantı yapmak için yalnızca onaylı donanım kullanın. Topraklama kablolarını güvenilir bir şekilde birleştirmek için bakır bölmeli cıvatalar kullanın.
Topraklama Güç Devreleri
NEC, bina kablolaması için DC güç sisteminin bir tarafının toprağa bağlanmasını veya "bağlanmasını" gerektirir. Bu tür bir sistemin AC kısmı da şebekeye bağlı herhangi bir sistemin geleneksel yöntemiyle topraklanmalıdır. (Bu, Amerika Birleşik Devletleri'nde doğrudur. Diğer ülkelerde, topraklanmamış güç devreleri normdur.) Güç sisteminin topraklanması, Amerika Birleşik Devletleri'ndeki modern bir ev sistemi için gereklidir. DC negatif ve AC nötrünün kendi sistemlerinde yalnızca bir noktada toprağa bağlanması ve her ikisinin de topraklama sisteminde aynı noktaya bağlanması esastır. Bu, merkezi güç panelinde yapılır.
Bazı tek amaçlı, bağımsız sistemlerin (güneş enerjili su pompaları ve radyo tekrarlayıcıları gibi) üreticileri güç devresinin topraklanmamasını önermektedir. Belirli öneriler için üreticinin talimatlarına bakın.
Dizi Kablolama ve “Bükülmüş Çift” Tekniği
Dizi kablolama, metal çerçeveye sıkıştırılmış minimum uzunlukta kablo kullanmalıdır. Pozitif ve negatif kablolar eşit uzunlukta olmalı ve mümkün olduğunda birlikte çalıştırılmalıdır. Bu, iletkenler arasında aşırı voltaj indüksiyonunu en aza indirecektir. Metal boru (topraklanmış) ayrıca bir koruma katmanı ekler. Uzun dış mekan kablolarını yukarıdan geçirmek yerine gömün. 100 fit (30 m) veya daha uzun bir kablo çalışması bir anten gibidir; bulutlardaki yıldırımdan bile dalgalanmalar alacaktır. Kablolar gömülse bile benzer dalgalanmalar yine de meydana gelebilir, ancak çoğu kurulumcu gömülü iletim kablolamasının yıldırım hasarı olasılığını daha da sınırladığı konusunda hemfikirdir.
Dalgalanmalara karşı hassasiyeti azaltmak için basit bir strateji, iki veya daha fazla iletken arasındaki indüklenen voltajları eşitlemeye ve iptal etmeye yardımcı olan "bükülmüş çift" tekniğidir. Zaten bükülmüş uygun bir güç kablosu bulmak zor olabilir, bu nedenle yapmanız gerekenler şunlardır: Zemin boyunca bir çift güç kablosu yerleştirin. Kabloların arasına bir çubuk yerleştirin ve bunları birbirine bükün. Her 30 fitte (10 m), yönü değiştirin. (Bu, tüm mesafeyi tek bir yönde bükmeye çalışmaktan çok daha kolaydır.) Bazen, kablo boyutuna bağlı olarak kabloları bükmek için bir 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 telinin güç telleriyle bükülmesine gerek yoktur. Gömme bağlantılar için çıplak bakır tel kullanın; boru kullanıyorsanız topraklama telini borunun dışından geçirin. Ek toprak teması sistemin topraklamasını iyileştirecektir.
Herhangi bir iletişim veya kontrol kablosu için bükümlü çift kablo kullanın (örneğin, güneş enerjili su pompasının tam tank kapatması için bir şamandıra anahtarı kablosu). Bu daha küçük ölçülü tel, önceden bükümlü, çoklu veya tek çift kablolarda kolayca bulunur. Ayrıca, bükümlü telleri çevreleyen metalik bir folyo ve genellikle ayrı, çıplak bir "drenaj" teli bulunan korumalı bükümlü çift kablo da satın alabilirsiniz. Kablolamada bir topraklama döngüsü (toprağa daha az doğrudan yol) oluşturma olasılığını ortadan kaldırmak için kablo ekranını ve drenaj telini yalnızca bir uçtan topraklayın.
Ek Yıldırım Koruması
Aşağıdaki durumlardan herhangi birinin söz konusu olduğu sahalarda, kapsamlı topraklama önlemlerine ek olarak, özel aşırı gerilim koruma cihazları ve (muhtemelen) paratonerler önerilir:
• Şiddetli yıldırım bölgesinde yüksek bir zemin üzerinde izole bir konum
• Kuru, kayalık veya başka bir şekilde zayıf iletkenliğe sahip toprak
• Tel 100 feet'ten (30 m) daha uzundur
Yıldırımsavarlar
Yıldırım (aşırı gerilim) tutucuları, elektrik fırtınaları (veya belirtilenin dışında kalan elektrik) nedeniyle oluşan voltaj yükselmelerini emmek ve dalgalanmanın elektrik kablolarını ve ekipmanınızı atlatmasını sağlamak için tasarlanmıştır. Aşırı gerilim koruyucuları, bir invertörden gelen AC hatları dahil olmak üzere sisteminizin herhangi bir parçasına bağlı olan uzun kabloların her iki ucuna takılmalıdır. Tutucular, hem AC hem de DC için çeşitli voltajlar için yapılır. Uygulamanız için uygun tutucuları kullandığınızdan emin olun. Birçok sistem kurucusu, ucuz olan ve yıldırım tehdidinin orta düzeyde olduğu yerlerde bir miktar koruma sağlayan Delta aşırı gerilim tutucularını rutin olarak kullanır, ancak bu üniteler artık UL listesinde değildir.
PolyPhaser ve Transtector tutucular yıldırıma maruz kalan yerler ve daha büyük tesisler için yüksek kaliteli ürünlerdir. Bu dayanıklı üniteler sağlam koruma ve çok çeşitli sistem voltajlarıyla uyumluluk sunar. Bazı cihazlarda arıza modlarını gösteren göstergeler bulunur.
Paratonerler
"Paratonerler", binaların ve güneş enerjisi dizilerinin üzerine yerleştirilen ve toprağa bağlanan statik deşarj cihazlarıdır. Statik yükün birikmesini ve çevredeki atmosferin iyonlaşmasını önlemek için tasarlanmıştır. Bir yıldırım düşmesini önlemeye yardımcı olabilirler ve bir yıldırım düşmesi meydana gelirse toprağa çok yüksek akım için bir yol sağlayabilirler. Modern cihazlar sivri uçludur ve genellikle birden fazla noktaya sahiptir.
Yıldırım çubukları genellikle yalnızca aşırı elektrik fırtınalarının yaşandığı yerlerde kullanılır. Sitenizin bu kategoriye girdiğini düşünüyorsanız, yıldırımdan korunma konusunda deneyimli bir müteahhit kiralayın. 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 özgü olmasa da, bir kurulumcunun genel yeterlilik düzeyinin bir göstergesi olabilir.
Gözden Uzak, Gönülden Uzak Değildir
Birçok yıldırım koruma işi gömülüdür ve görüş alanının dışındadır. Doğru bir şekilde yapıldığından emin olmak için, bunu sistem kurulumcunuz, elektrikçiniz, ekskavatörünüz, tesisatçınız, kuyu sondajcınız veya topraklama sisteminizi içerecek toprak işleri yapan herhangi biriyle yaptığınız sözleşmeye yazın.
Gönderi zamanı: 10-Ağu-2020