Protezione contro le sovratensioni elettriche
Durante il funzionamento degli impianti di illuminazione fotovoltaici, le sovratensioni elettriche rappresentano una potenziale minaccia che non può essere ignorata. Possono avere origine non solo da fulmini diretti o indotti, ma anche da operazioni della rete elettrica o da azioni di commutazione interne al sistema. Che si tratti di un piccolo sistema di illuminazione fotovoltaica da 12/24 V o di un impianto di illuminazione fotovoltaica su larga scala, sono necessarie ragionevoli misure di protezione dalle sovratensioni elettriche.
Rischi di sovratensione elettrica e contromisure per piccoli sistemi di illuminazione fotovoltaica da 12/24 V
Sebbene questi sistemi siano di piccole dimensioni e abbiano budget limitati, sono comunque esposti a rischi. Alte tensioni istantanee generate da fulmini o altri fattori possono penetrare attraverso i pannelli o le linee fotovoltaiche, danneggiando componenti sensibili come regolatori di carica, batterie o lampade.
Rafforzare la messa a terra
Rafforzare la messa a terra è fondamentale:
- Assicurarsi che i componenti metallici come le staffe dei pannelli fotovoltaici, i pali delle lampade e gli involucri delle apparecchiature siano collegati in modo affidabile al dispositivo di messa a terra.
- Una buona messa a terra può fornire un percorso di scarica per l'energia di picco e costituisce la pietra angolare della protezione.
Ottimizzazione del cablaggio
Ottimizzazione del cablaggio per ridurre i rischi:
- Le linee elettriche e le linee di segnale dovrebbero essere posate separatamente e il cablaggio parallelo a lunga distanza dovrebbe essere evitato per ridurre l'induzione elettromagnetica.
- Per le linee principali, si può prendere in considerazione l'infilatura attraverso tubi metallici e la messa a terra su entrambe le estremità, sfruttando il loro effetto schermante.
Utilizzo della protezione integrata
Utilizzando la protezione integrata delle apparecchiature:
- Quando si acquistano componenti principali come controller e inverter, è possibile scegliere preferibilmente prodotti con funzioni di base di soppressione delle sovratensioni integrate.
Protezione contro le sovratensioni elettriche per sistemi di illuminazione fotovoltaica su larga scala
Per i sistemi di grandi dimensioni, di alto valore o situati in aree soggette a fulmini, l'installazione di dispositivi di protezione da sovratensione (SPD) dedicati è una misura fondamentale necessaria.
Strategia di protezione gerarchica
Adottare una strategia di protezione gerarchica:
- Installare SPD appropriati sui nodi chiave come l'estremità di uscita dell'array fotovoltaico, l'armadio di distribuzione DC, il lato dell'inverter e il lato di uscita AC, indebolendo gradualmente l'energia di picco strato dopo strato.
Selezione e installazione corrette
Selezione e installazione corrette:
- Quando si seleziona un SPD, assicurarsi che i suoi parametri elettrici (come la massima tensione operativa continua, il livello di protezione della tensione) siano adatti al sistema.
- La posizione di installazione dovrebbe essere il più vicino possibile all'apparecchiatura protetta e garantire che il percorso di messa a terra sia breve e diritto per ottenere una scarica di energia rapida ed efficace.
Collegamento equipotenziale
Realizzazione del collegamento equipotenziale:
- Collegare le estremità di terra di tutte le apparecchiature, tubi e canali metallici, cavi di terra SPD, ecc. alla stessa griglia di terra per evitare danni secondari causati da differenze di potenziale.
Strategie globali di protezione e gestione
La protezione contro le sovratensioni elettriche è un progetto sistematico e la manutenzione e la gestione dopo l'installazione sono altrettanto importanti.
Ispezione e manutenzione regolari
Ispezione e manutenzione regolari:
- Controllare regolarmente se la resistenza di terra soddisfa ancora lo standard, controllare lo stato di indicazione di guasto dell'SPD (se presente) e sostituire tempestivamente i moduli di protezione attivati o invecchiati.
- Allo stesso tempo, ispezionare le linee per eventuali danni o invecchiamento.
Monitoraggio e allerta precoce
Combinare monitoraggio e allerta precoce:
- Per strutture importanti, si può prendere in considerazione l'installazione di registratori di eventi di sovratensione elettrica per aiutare ad analizzare i rischi.
- Durante la stagione dei fulmini, prestare attenzione agli avvisi meteorologici e sviluppare piani di risposta alle emergenze (come l'interruzione dei carichi non centrali quando necessario), che rappresentano anche efficaci misure di protezione proattiva.
Conclusione
In sintesi, la protezione contro le sovratensioni elettriche dovrebbe seguire il principio secondo cui "la protezione di base è essenziale, viene aggiunta una protezione speciale per i sistemi chiave e una manutenzione regolare ne garantisce l'efficacia". I sistemi su piccola scala possono migliorare la loro resilienza attraverso una messa a terra e un cablaggio solidi; I sistemi importanti e su larga scala dovrebbero costruire una rete di protezione SPD multi-livello dalla scarica di corrente esterna alla protezione interna, integrata da una gestione continua del funzionamento e della manutenzione, in modo da garantire il funzionamento stabile a lungo termine dei sistemi di illuminazione fotovoltaici sotto varie minacce di sovratensioni elettriche.