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隨著科學(xué)技術(shù)水平的日益進(jìn)步，人類(lèi)對(duì)能源的需求量越來(lái)越大。但是，能源與環(huán)境問(wèn)題始終是擺在人類(lèi)面前最具挑戰(zhàn)性的難題。近些年，太陽(yáng)能、風(fēng)能、水能、地?zé)崮艿仍偕茉窗l(fā)展迅速，成為可持續(xù)發(fā)展的新途徑。我國(guó)太陽(yáng)能資源十分豐富，據(jù)統(tǒng)計(jì)，國(guó)內(nèi)太陽(yáng)能電池產(chǎn)量年平均增長(zhǎng)率達(dá)40%以上，成為國(guó)家高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)之一。

然而，由于太陽(yáng)能光伏發(fā)電設(shè)備大多裝設(shè)在地處空曠、偏僻的野外環(huán)境，很容易受到雷電侵襲，造成設(shè)備損壞或者停電故障，甚至對(duì)人身安全構(gòu)成威脅。因此，對(duì)太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)采取相關(guān)雷電防護(hù)措施變得十分重要。


1.太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)介紹

光伏發(fā)電系統(tǒng)可分為獨(dú)立式和并網(wǎng)式兩種。

獨(dú)立光伏發(fā)電系統(tǒng)主要由太陽(yáng)能電池組件、控制器、蓄電池組成，若要轉(zhuǎn)化為交流負(fù)載供電，還需要配置交流逆變器，其供電穩(wěn)定性較差；

并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)包括太陽(yáng)能電池陣列、DC/DC變換器、DC/AC逆變器、交流負(fù)載、變壓器等部件，該系統(tǒng)具有較強(qiáng)的靈活性，能夠?qū)⑻?yáng)能電池陣列輸出的直流電轉(zhuǎn)化為與電網(wǎng)電壓同幅、同頻、同相的交流電，實(shí)現(xiàn)向電網(wǎng)輸送電能。


2.雷電對(duì)光伏發(fā)電系統(tǒng)的侵襲方式

雷電發(fā)生時(shí)產(chǎn)生的雷電流是主要的破壞源，其危害有直接雷擊、感應(yīng)雷擊和由架空線引導(dǎo)的侵入雷。我國(guó)雷電災(zāi)害頻繁，給人們的生命財(cái)產(chǎn)安全帶來(lái)巨大損失，為保護(hù)光伏發(fā)電系統(tǒng)安全，防雷舉措也應(yīng)從源頭入手。

（1）直擊雷：直擊雷的電壓峰值通常可達(dá)幾萬(wàn)伏甚至幾百萬(wàn)伏，電流峰值可達(dá)幾十kA乃至幾百kA，短時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的巨大能量使其極具破壞性。直擊雷對(duì)光伏發(fā)電系統(tǒng)的破壞體現(xiàn)在：雷電直接擊中太陽(yáng)能光伏發(fā)電陣列電池板或支架、輸電線路以及擊中太陽(yáng)能電池板周?chē)虝r(shí)間溫度過(guò)高引發(fā)線路熔化故障。


（2）感應(yīng)雷：雷暴天氣時(shí)，會(huì)在附近的導(dǎo)體產(chǎn)生靜電感應(yīng)雷和電磁感應(yīng)雷，從而產(chǎn)生過(guò)電壓，當(dāng)電壓超過(guò)電子器件的耐壓值很多時(shí)，電子元器件就會(huì)被擊穿或燒毀。光伏發(fā)電系統(tǒng)受感應(yīng)雷侵襲途徑主要是通過(guò)交流輸出供電線路侵入光伏微電子設(shè)備以及電池板及支架上的靜電過(guò)電壓。

（3）接地體入侵：雷擊光伏電站造成地電位反擊，雷電反擊的電壓由兩部分組成，一部分是雷電流瞬時(shí)值的電阻壓降，另一部分是雷電流在電感上的壓降，與雷電流的陡度有關(guān)。為防止反擊的發(fā)生，通常采取防雷設(shè)置與建筑物金屬體間相隔一定距離，使得間隙閃絡(luò)電壓大于反擊電壓。

3.光伏發(fā)電系統(tǒng)的雷電防護(hù)措施

同為（TOWE）科技自2001年成立以來(lái)，21年始終專(zhuān)注雷電防護(hù)領(lǐng)域，具有21年專(zhuān)業(yè)防雷設(shè)計(jì)與施工經(jīng)驗(yàn)，設(shè)有國(guó)內(nèi)領(lǐng)先的雷電防護(hù)實(shí)驗(yàn)室，獲得國(guó)家氣象局頒發(fā)的專(zhuān)業(yè)設(shè)計(jì)、施工甲級(jí)資質(zhì)，是國(guó)內(nèi)防雷行業(yè)技術(shù)領(lǐng)先型企業(yè)。同為（TOWE）科技防雷產(chǎn)品主要有電源電涌保護(hù)器、信號(hào)電涌保護(hù)器、工業(yè)控制及風(fēng)電光伏電涌保護(hù)器、避雷針和地接系統(tǒng)產(chǎn)品等，多年來(lái)，同為（TOWE）科技防雷產(chǎn)品與服務(wù)受到權(quán)威認(rèn)證機(jī)構(gòu)高度認(rèn)可，是北京市首批氣象系統(tǒng)專(zhuān)業(yè)雷電防護(hù)裝置檢測(cè)資質(zhì)企業(yè)，擁有CMA資質(zhì)認(rèn)證、ISO9001質(zhì)量管理體系認(rèn)證等多項(xiàng)認(rèn)證證書(shū)，在能源電力行業(yè)服務(wù)過(guò)的客戶(hù)有安徽電力、華能新能源山西風(fēng)力發(fā)電有限公司、國(guó)奧新能源、天津電力局等眾多大型企業(yè)。

（1）直擊雷防護(hù)

太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)直擊雷防護(hù)原理是通過(guò)避雷裝置引導(dǎo)雷電對(duì)其放電，讓雷電流迅速流入大地，從而保護(hù)設(shè)備安全。首先，應(yīng)在光伏發(fā)電系統(tǒng)易受雷擊的部位安裝避雷針、避雷帶或避雷網(wǎng)，將雷電流引入地下，從而保護(hù)光伏電站設(shè)備、機(jī)房以及附近低壓配電線路的安全。同為（TOWE）科技避雷針產(chǎn)品采用304優(yōu)質(zhì)不銹鋼，具有結(jié)構(gòu)堅(jiān)固、抗銹蝕、便于維護(hù)的特點(diǎn)，螺紋連接方式方便安裝。

接地保護(hù)：為了將雷電流從接閃裝置引入到地下，因此需要在建筑內(nèi)安裝引下線和接地裝置，值得注意的是，在敷設(shè)時(shí)應(yīng)盡可能放置在人或物較少接觸的地方，避免造成跨步電壓危害。同為（TOWE）接地棒選用優(yōu)質(zhì)紫銅材料，360°鍍銅層，鍍銅厚度≥0.25mm，鍍層表面平滑、光澤統(tǒng)一，并且不易氧化。

（2）感應(yīng)雷防護(hù)

為防止雷擊時(shí)電磁脈沖產(chǎn)生的過(guò)電壓、過(guò)電流對(duì)光伏發(fā)電設(shè)備的損害，應(yīng)在光伏發(fā)電系統(tǒng)安裝多級(jí)浪涌保護(hù)器進(jìn)行相應(yīng)保護(hù)，如：在太陽(yáng)能電池板輸出到控制器線路處安裝Ⅰ級(jí)電源浪涌保護(hù)器；在控制器、蓄電池、逆變器等價(jià)格昂貴的設(shè)備內(nèi)安裝Ⅱ級(jí)電涌保護(hù)器；如果逆變器中海油另外一些重要的負(fù)載設(shè)備，還應(yīng)在逆變器輸出端安裝Ⅲ級(jí)浪涌保護(hù)器。

同為（TOWE）多級(jí)光伏浪涌保護(hù)器專(zhuān)門(mén)針對(duì)PV系統(tǒng)電涌保護(hù)設(shè)計(jì)，有通流量25kA、40kA、80kA三種等級(jí)的多級(jí)電源電涌保護(hù)器模塊，也有內(nèi)置保護(hù)6路或12路保護(hù)系統(tǒng)的太陽(yáng)能光伏防雷匯流箱，可應(yīng)用于不同電壓的光伏發(fā)電系統(tǒng)。同為（TOWE）光伏浪涌保護(hù)器采用PC阻燃外殼，內(nèi)置優(yōu)質(zhì)防浪涌芯片，具有通流大、殘壓低、響應(yīng)快、無(wú)續(xù)流的優(yōu)勢(shì)，同時(shí)堅(jiān)固耐用，適用于光伏發(fā)電系統(tǒng)中各種復(fù)雜的內(nèi)外環(huán)境。

等電位連接：將太陽(yáng)能電池組件四周邊框、金屬框架、導(dǎo)線屏蔽層以及建筑內(nèi)部鋼筋進(jìn)行等地位連接，引入電站的直流輸入線和引出機(jī)房的交流輸出線都通過(guò)電壓保護(hù)器進(jìn)行等電位連接，并將所有等電位連接的接地網(wǎng)用電氣連接方法進(jìn)行可靠互連，實(shí)現(xiàn)整個(gè)太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)成為一個(gè)等電位。

在我國(guó)廣闊的土地上，有著豐富的太陽(yáng)能資源，開(kāi)發(fā)潛能巨大，隨著我國(guó)太陽(yáng)能光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，為各行各業(yè)生產(chǎn)制造帶來(lái)寶貴的清潔能源，而采用科學(xué)的防雷措施是保證整個(gè)光伏發(fā)電系統(tǒng)安全運(yùn)行的必要保障。 

原標(biāo)題：太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)的防雷設(shè)計(jì)