Kilat adalah punca biasa kegagalan dalam sistem fotovoltaik (PV) dan elektrik angin.Lonjakan yang merosakkan boleh berlaku daripada kilat yang menyambar jarak jauh dari sistem, atau bahkan di antara awan.Tetapi kebanyakan kerosakan kilat boleh dicegah.Berikut ialah beberapa teknik paling kos efektif yang diterima umum oleh pemasang sistem kuasa, berdasarkan pengalaman berdekad-dekad.Ikuti nasihat ini, dan anda mempunyai peluang yang sangat baik untuk mengelakkan kerosakan kilat pada sistem tenaga boleh diperbaharui (RE) anda.
Dapatkan Grounded
Pembumian adalah teknik paling asas untuk perlindungan daripada kerosakan kilat.Anda tidak boleh menghentikan lonjakan kilat, tetapi anda boleh memberikannya laluan terus ke tanah yang memintas peralatan berharga anda dan melepaskan lonjakan ke bumi dengan selamat.Laluan elektrik ke tanah akan sentiasa mengeluarkan elektrik statik yang terkumpul dalam struktur di atas tanah.Selalunya, ini menghalang tarikan kilat di tempat pertama.
Penangkap kilat dan pelindung lonjakan direka untuk melindungi peralatan elektronik dengan menyerap lonjakan elektrik.Walau bagaimanapun, peranti ini bukan pengganti untuk pembumian yang baik.Mereka berfungsi hanya bersama-sama dengan pembumian yang berkesan.Sistem pembumian adalah bahagian penting dalam infrastruktur pendawaian anda.Pasang sebelum atau semasa pendawaian kuasa dipasang.Jika tidak, sebaik sahaja sistem berfungsi, komponen penting ini mungkin tidak akan disemak pada senarai "untuk dilakukan".
Langkah pertama dalam pembumian ialah membina laluan pelepasan ke tanah dengan mengikat (bersambung) semua komponen struktur logam dan penutup elektrik, seperti bingkai modul PV, rak pelekap, dan menara penjana angin.Kod Elektrik Kebangsaan (NEC), Artikel 250 dan Artikel 690.41 hingga 690.47 menyatakan saiz wayar yang mematuhi kod, bahan dan teknik.Elakkan selekoh tajam dalam wayar tanah—lonjakan arus tinggi tidak suka membelok selekoh ketat dan boleh melompat ke pendawaian berdekatan dengan mudah.Beri perhatian khusus kepada lampiran wayar kuprum ke elemen struktur aluminium (terutamanya bingkai modul PV).Gunakan penyambung berlabel "AL/CU" dan pengikat keluli tahan karat, yang mengurangkan potensi kakisan.Wayar pembumian kedua-dua litar DC dan AC juga akan disambungkan kepada sistem pembumian ini.(Rujuk artikel Sudut Kod mengenai pembumian tatasusunan PV dalam HP102 dan HP103 untuk mendapatkan nasihat lanjut.)
Batang Tanah
Aspek paling lemah dari banyak pemasangan ialah sambungan ke bumi itu sendiri.Lagipun, anda tidak boleh memasang wayar ke planet ini!Sebaliknya, anda mesti menanam atau menukul sebatang batang logam konduktif dan tidak menghakis (biasanya tembaga) ke dalam tanah dan pastikan kebanyakan kawasan permukaannya bersentuhan dengan tanah konduktif (bermaksud lembap).Dengan cara ini, apabila elektrik statik atau lonjakan turun ke bawah garisan, elektron boleh mengalir ke dalam tanah dengan rintangan yang minimum.
Dengan cara yang sama seperti cara medan longkang menghilangkan air, pembumian bertindak untuk menghilangkan elektron.Jika paip longkang tidak menyahcas secukupnya ke dalam tanah, sandaran berlaku.Apabila elektron membuat sandaran, mereka melompat celah (membentuk arka elektrik) ke pendawaian kuasa anda, melalui peralatan anda, dan hanya kemudian ke tanah.
Untuk mengelakkan ini, pasang satu atau lebih batang tanah bersalut kuprum sepanjang 8 kaki (2.4 m), 5/8 inci (16 mm), sebaik-baiknya di tanah lembap.Batang tunggal biasanya tidak mencukupi, terutamanya di tanah kering.Di kawasan di mana tanah menjadi sangat kering, pasang beberapa batang, jarakkannya sekurang-kurangnya 6 kaki (3 m) dan sambungkannya bersama-sama dengan wayar kuprum kosong, ditanam.Pendekatan alternatif ialah menanam #6 (13 mm2), dua kali ganda #8 (8 mm2), atau dawai tembaga kosong yang lebih besar dalam parit sekurang-kurangnya 100 kaki (30 m) panjang.(Dawai tanah kuprum telanjang juga boleh disambungkan di sepanjang bahagian bawah parit yang membawa air atau paip pembetung, atau wayar elektrik lain.) Atau, potong wayar pembumian separuh dan bentangkannya ke dua arah.Sambungkan satu hujung setiap wayar yang tertimbus ke sistem pembumian.
Cuba halakan sebahagian daripada sistem ke kawasan yang lebih lembap, seperti tempat longkang bumbung atau tempat untuk menyiram tumbuhan.Jika terdapat sarung perigi keluli berdekatan, anda boleh menggunakannya sebagai rod tanah (buat sambungan yang kukuh dan berbolted pada selongsong).
Dalam iklim lembap, pengaki konkrit tatasusunan yang dipasang di tanah atau tiang, atau menara penjana angin, atau batang tanah yang disarung dalam konkrit tidak akan memberikan pembumian yang ideal.Di lokasi ini, konkrit biasanya kurang konduktif daripada tanah lembap di sekeliling tapak.Jika ini berlaku, pasangkan rod tanah di bumi di sebelah konkrit di dasar tatasusunan, atau di dasar menara penjana angin anda dan pada setiap sauh wayar lelaki, kemudian sambungkan kesemuanya bersama-sama dengan wayar kosong yang tertimbus.
Dalam iklim kering atau gersang, perkara yang bertentangan selalunya berlaku— tapak konkrit mungkin mempunyai kandungan lembapan yang lebih tinggi daripada tanah di sekelilingnya, dan menawarkan peluang ekonomi untuk pembumian.Jika rebar sepanjang 20 kaki (atau lebih panjang) hendak dibenamkan dalam konkrit, rebar itu sendiri boleh berfungsi sebagai rod tanah.(Nota: Ini mesti dirancang sebelum konkrit dituangkan.) Kaedah pembumian ini adalah biasa di lokasi kering, dan diterangkan dalam NEC, Artikel 250.52 (A3), "Elektrod Bersalut Konkrit."
Jika anda tidak pasti kaedah pembumian terbaik untuk lokasi anda, berbincang dengan pemeriksa elektrik anda semasa fasa reka bentuk sistem anda.Anda tidak boleh mempunyai terlalu banyak asas.Di lokasi yang kering, gunakan setiap peluang untuk memasang rod tanah berlebihan, wayar tertimbus, dsb. Untuk mengelakkan kakisan, gunakan hanya perkakasan yang diluluskan untuk membuat sambungan ke rod tanah.Gunakan bolt belah kuprum untuk menyambung wayar pembumian dengan pasti.
Litar Kuasa Pembumian
Untuk pendawaian bangunan, NEC memerlukan satu sisi sistem kuasa DC untuk disambungkan—atau “terikat”—ke tanah.Bahagian AC bagi sistem sedemikian juga mesti dibumikan mengikut cara konvensional mana-mana sistem yang disambungkan dengan grid.(Ini benar di Amerika Syarikat. Di negara lain, litar kuasa tidak dibumikan adalah perkara biasa.) Membumikan sistem kuasa diperlukan untuk sistem rumah moden di Amerika Syarikat.Adalah penting bahawa negatif DC dan neutral AC diikat ke tanah hanya pada satu titik dalam sistem masing-masing, dan kedua-duanya ke titik yang sama dalam sistem pembumian.Ini dilakukan pada panel kuasa pusat.
Pengeluar beberapa tujuan tunggal, sistem berdiri sendiri (seperti pam air suria dan pengulang radio) mengesyorkan supaya litar kuasa tidak dibumikan.Rujuk kepada arahan pengilang untuk cadangan khusus.
Pendawaian Tatasusunan & Teknik "Twisted Pair".
Pendawaian tatasusunan harus menggunakan panjang minimum wayar, dimasukkan ke dalam rangka kerja logam.Wayar positif dan negatif hendaklah sama panjang, dan disambungkan bersama apabila boleh.Ini akan meminimumkan aruhan voltan yang berlebihan antara konduktor.Saluran logam (dibumikan) juga menambah lapisan perlindungan.Tanam wayar luar yang panjang dan bukannya menjalankannya di atas kepala.Larian wayar sepanjang 100 kaki (30 m) atau lebih adalah seperti antena—ia akan menerima lonjakan walaupun daripada kilat di awan.Lonjakan yang sama masih boleh berlaku walaupun wayar tertimbus, tetapi kebanyakan pemasang bersetuju bahawa pendawaian transmisi terkubur mengehadkan lagi kemungkinan kerosakan kilat.
Strategi mudah untuk mengurangkan kerentanan kepada lonjakan ialah teknik "pasangan berpintal", yang membantu menyamakan dan membatalkan sebarang voltan teraruh antara dua atau lebih konduktor.Sukar untuk mencari kabel kuasa yang sesuai yang sudah dipintal, jadi inilah yang perlu dilakukan: Letakkan sepasang wayar kuasa di sepanjang tanah.Masukkan kayu di antara wayar, dan putar bersama-sama.Setiap 30 kaki (10 m), ganti arah.(Ini lebih mudah daripada cuba memusing keseluruhan jarak ke satu arah.) Gerudi kuasa kadangkala boleh digunakan untuk memutar pendawaian juga, bergantung pada saiz wayar.Hanya kencangkan hujung pendawaian ke dalam chuck gerudi dan biarkan tindakan gerudi memutar kabel bersama-sama.Pastikan anda menjalankan gerudi pada kelajuan yang paling rendah jika anda mencuba teknik ini.
Wayar tanah tidak perlu dipintal dengan wayar kuasa.Untuk larian pengebumian, gunakan dawai tembaga kosong;jika anda menggunakan saluran, jalankan wayar tanah di luar saluran.Sentuhan bumi tambahan akan meningkatkan pembumian sistem.
Gunakan kabel pasangan terpiuh untuk sebarang kabel komunikasi atau kawalan (contohnya, kabel suis apungan untuk penutup tangki penuh pam air solar).Wayar tolok yang lebih kecil ini tersedia dalam kabel pra-dipintal, berbilang atau pasangan tunggal.Anda juga boleh membeli kabel pasangan terpiuh terlindung, yang mempunyai kerajang logam yang mengelilingi wayar berpintal, dan biasanya juga wayar "longkang" kosong yang berasingan.Ground perisai kabel dan wayar longkang pada satu hujung sahaja, untuk menghapuskan kemungkinan mewujudkan gelung pembumian (kurang laluan terus ke tanah) dalam pendawaian.
Perlindungan Kilat Tambahan
Sebagai tambahan kepada langkah pembumian yang meluas, peranti perlindungan lonjakan khusus dan (mungkin) penangkal petir disyorkan untuk tapak dengan mana-mana syarat berikut:
• Lokasi terpencil di tanah tinggi di kawasan kilat yang teruk
• Tanah kering, berbatu atau sebaliknya tidak konduktif
• Kawat berjalan lebih panjang daripada 100 kaki (30 m)
Penangkap Kilat
Penangkap kilat (lonjakan) direka untuk menyerap lonjakan voltan yang disebabkan oleh ribut elektrik (atau kuasa utiliti luar spesifikasi), dan dengan berkesan membenarkan lonjakan memintas pendawaian kuasa dan peralatan anda.Pelindung lonjakan hendaklah dipasang pada kedua-dua hujung mana-mana wayar panjang yang disambungkan ke mana-mana bahagian sistem anda, termasuk talian AC daripada penyongsang.Penangkap dibuat untuk pelbagai voltan untuk AC dan DC.Pastikan anda menggunakan penangkap yang sesuai untuk permohonan anda.Banyak pemasang sistem secara rutin menggunakan penahan lonjakan Delta, yang murah dan menawarkan sedikit perlindungan apabila ancaman kilat adalah sederhana, tetapi unit ini tidak lagi disenaraikan UL.
Penangkap PolyPhaser dan Transtector ialah produk berkualiti tinggi untuk tapak mudah kilat dan pemasangan yang lebih besar.Unit tahan lama ini menawarkan perlindungan dan keserasian yang teguh dengan pelbagai jenis voltan sistem.Sesetengah peranti mempunyai penunjuk untuk memaparkan mod kegagalan.
Penangkal Petir
"Rod petir" ialah peranti nyahcas statik yang diletakkan di atas bangunan dan tatasusunan solar-elektrik, dan disambungkan ke tanah.Ia bertujuan untuk menghalang pembentukan cas statik dan pengionan akhirnya pada atmosfera sekeliling.Mereka boleh membantu menghalang mogok dan boleh menyediakan laluan untuk arus yang sangat tinggi ke tanah jika mogok berlaku.Peranti moden berbentuk spike, selalunya dengan berbilang mata.
Batang lampu biasanya hanya digunakan di tapak yang mengalami ribut elektrik yang melampau.Jika anda fikir tapak anda termasuk dalam kategori ini, ambil kontraktor yang mempunyai pengalaman dalam perlindungan kilat.Jika pemasang sistem anda tidak begitu berkelayakan, pertimbangkan untuk berunding dengan pakar perlindungan kilat sebelum sistem dipasang.Jika boleh, pilih pemasang PV diperakui Lembaga Pengamal Tenaga Bertauliah Amerika Utara (NABCEP) (lihat Akses).Walaupun pensijilan ini tidak khusus untuk perlindungan kilat, ia boleh menjadi petunjuk tahap kecekapan keseluruhan pemasang.
Jauh dari Pandangan, Bukan Hilang Fikiran
Banyak kerja perlindungan kilat terkubur, dan tidak dapat dilihat.Untuk membantu memastikan ia dilakukan dengan betul, tuliskannya ke dalam kontrak anda dengan pemasang sistem, juruelektrik, jengkaut, tukang paip, penggerudi telaga atau sesiapa sahaja yang melakukan kerja tanah yang akan mengandungi sistem pembumian anda.
Masa siaran: 10 Ogos 2020