摘要:隨著新能源的快速發(fā)展,太陽能發(fā)電應(yīng)用范圍越來越廣泛。本文通過對雷電分析確定了其對光伏發(fā)電系統(tǒng)造成的影響及危害,介紹了一種新型的光伏發(fā)電系統(tǒng)用防雷器,更合理的保護光伏發(fā)電電源系統(tǒng)。
0 引言
隨著人們環(huán)境保護意識的增強和太陽能光伏技術(shù)的發(fā)展,太陽能光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的數(shù)量、規(guī)模和應(yīng)用規(guī)模都在不斷擴大,為確保太陽能光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)安全可靠運行,太陽能光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的防雷設(shè)計也越來越受重視。太陽能光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的防雷與一般電器的防雷既有區(qū)別又有聯(lián)系,因此要根據(jù)太陽能光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的特點來合理設(shè)計可靠的防雷方案。
1、雷電的影響分析
雷電是一種在大氣中的放電的自然現(xiàn)象,它對大地的靜電感應(yīng),使地面或建筑物表面形成異性電荷,當電荷積聚到一定程度時,不同電荷云團之間,或云與大地之間的電場強度可以擊穿空氣,開始游離放電,稱之為“先導(dǎo)放電”。云對地的先導(dǎo)放電是云向地面跳躍式逐漸發(fā)展的,當?shù)竭_安裝在地面或者其他建筑物上的光伏發(fā)電系統(tǒng)時以及其他建筑物時,便會產(chǎn)生由地面向云團的逆導(dǎo)主放電。在主放電階段里,由于異性電荷的劇烈中和,會出現(xiàn)很大的雷電流,并隨之發(fā)生強烈的閃電和巨響,這就形成雷電。光伏電池板大多都是安裝在室外屋頂或是空曠的地方,所以雷電很可能直接擊中光伏電池板。
如果沒有采取等電位連接和鉗位措施而且避雷針引下線與導(dǎo)線、金屬管道或電器設(shè)備的工作地線間的距離小于安全間距,雷擊發(fā)生時,導(dǎo)線感應(yīng)雷電流,或者雷擊建筑物導(dǎo)致地電位抬高,都會使設(shè)備的電源線、信號線和接地線之間存在電位差,如果電位差超過設(shè)備的耐受能力,則該設(shè)備必然被擊壞。
就光伏發(fā)電系統(tǒng)組成而言,晶體硅半導(dǎo)體材料是由PN結(jié)組成,光伏組件上安裝有整流防倒流二極管等,在正常工作條件下,PN結(jié)能夠承受包括靜電感應(yīng)電在內(nèi)的高電壓沖擊,但是對于在雷電等高電場條件下工作就非常容易受到破壞。雷電作用在光伏組件上輕則會造成組件PN結(jié)間擊穿和防倒流二極管擊穿,從而導(dǎo)致無法發(fā)電;重則會將控制器或者是逆變器、控制器到直流負載、逆變器到電源分配電盤以及配電盤到交流負載等的供電線路上產(chǎn)生浪涌電壓,損壞外圍的電氣設(shè)備。所以為了延長光伏供電系統(tǒng)的使用壽命,提高安全使用性能,減少損失,優(yōu)化光伏發(fā)電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計及研究新型的光伏發(fā)電系統(tǒng)用防雷器對于光伏行業(yè)的發(fā)展有著十分重要的意義。