كيف يسبب البرق الضرر؟
الأضرار التي تلحق بالألواح الشمسية
تُعد الألواح الشمسية الكهروضوئية الجزء الأكثر قيمة وأهمية في معدات توليد الطاقة الكهروضوئية لأنها توفر مصدر الكهرباء المولدة. يتحول ضوء الشمس إلى كهرباء من خلال تحويل طاقته الإشعاعية. وبما أن الألواح الشمسية مركبة في الحقول المفتوحة، فهي عرضة بشدة للبرق، مما يؤدي إلى فشل النظام ككل.
الأضرار التي تلحق بوحدة التحكم في شحن الطاقة الشمسية
تحمي وحدة التحكم في شحن الطاقة الشمسية البطارية من الشحن الزائد والتفريغ الزائد من خلال التحكم في حالة عمل البطارية. يمكن أن تتعرض وحدات التحكم في الشحن لأضرار بسبب البرق أو الجهد الزائد، مما يؤدي إلى نظام شحن يستمر في الشحن، أو نظام تفريغ يستمر في الشحن عند تلفه، أو نظام شحن لا يستطيع الشحن بينما يكون نظام التفريغ دائمًا في حالة تفريغ. في أفضل الحالات لا يمكن استخدام المعدات، أو تتلف البطارية، مما يضر النظام بأكمله ويسبب إصابات في أسوأ الحالات.
الأضرار التي تلحق بالبطاريات
لتخزين الطاقة الكهربائية باستخدام أجهزة الطاقة الشمسية الكهروضوئية، تُستخدم عادة بطاريات الرصاص الحمضية، أو بطاريات النيكل هيدريد، أو بطاريات النيكل كادميوم، أو بطاريات الليثيوم. في حالة ضربات البرق، يمكن أن يتسبب الجهد الزائد في تلف البطارية، وتقليل عمرها الافتراضي، أو حتى انفجار البطارية، مما يشكل تهديدًا أكبر للسلامة.
الأضرار التي تلحق بالعواكس
من معدات توليد الطاقة الشمسية الكهروضوئية، يمكن للعواكس تحويل التيار المستمر إلى تيار متردد. العواكس التالفة لا يمكنها استقبال جهد الإدخال من حمل المستخدم أو لا تستطيع عكس الجهد. ستولد الألواح الشمسية جهد تيار مستمر يُستخدم مباشرة من قبل الحمل. ستتعرض الألواح الشمسية للحرق إذا كان جهدها مرتفعًا جدًا.
حماية أنظمة الطاقة الشمسية من البرق
تُعد الطرق الحالية لتوصيل المعدات الكهربائية بالأرض الأكثر فعالية وشيوعًا. هناك أربعة جوانب للتأريض: المعدات، الجسم، سلك الإدخال، والأرض. تأريض النظام الكهربائي ضروري لحماية من البرق.
بعض طرق التأريض الشائعة تشمل:
التأريض الشائع
يجب أولاً وضع جسم التأريض في قاع حفرة بقطر 30 سم ثم يتم رش الملح في القاع. باستخدام أنابيب PVC لتغطية أجسام التأريض، يتم ملء الفراغات بالتربة وضغطها، ثم إضافة الحصى وبعدها ريها لتعزيز التأريض. بنفس الطريقة، يتم تأريض أجسام التأريض الأخرى بترتيب مثلث متساوي الساقين وربطها بأسلاك نحاسية بقطر 1.5 سم داخل حقل الطاقة الكهروضوئية.
يمكن توصيل المعدات المعدنية، وأجهزة الحماية من البرق، والعواكس لجميع معدات محطة الطاقة الكهروضوئية مباشرة بنظام التأريض. يمكن أن يعمل التأريض ببساطة كحماية أرضية وخط محايد. عند حدوث البرق، يعمل كجهاز تأريض للحماية من البرق.
التأريض بنقطة واحدة
على الرغم من ثبات مواقع الأعمدة في حقل الطاقة الكهروضوئية، إلا أنها غالبًا ما تتعرض للبرق بسبب تأثير البيئة الجغرافية. لحماية هذه الأعمدة، يجب تركيب جهاز حماية من البرق بشكل منفصل.
التأريض المركب
توفر أجهزة التأريض التي تجمع بين أجسام التأريض حماية من البرق. من حيث الحماية من البرق، يمكن أن يكون هذا الترتيب على شكل حلقة، مربع، شعاعي، إلخ. يجب ألا تقل المسافة الفعلية بين جسمين تأريض عن 3 أمتار لتجنب تأثير التظليل المتبادل لأجسام التأريض عند ترتيبها في حلقة. يجب أن تحتوي أجسام التأريض على زوايا فولاذية مجلفنة معززة في نهاياتها العلوية، ويجب أن تكون المسافات من الأرض أقل من متر واحد.
