Wie verursacht Blitzschlag Schäden?
Schäden an Solarmodulen
PV-Solarmodule sind der wertvollste und wichtigste Teil der photovoltaischen Energieerzeugungsausrüstung, da sie die Quelle des erzeugten Stroms darstellen. Sonnenlicht wird durch die Umwandlung seiner Strahlungsenergie in Strom umgewandelt. Da Solarmodule auf offenen Flächen montiert sind, sind sie extrem anfällig für Blitzeinschläge, was zum Ausfall des gesamten Systems führen kann.
Schäden am Solar-Laderegler
Ein Solar-Laderegler schützt die Batterie vor Überladung und Tiefentladung, indem er den Arbeitszustand der Batterie steuert. Solar-Laderegler können durch Blitzschlag oder Überspannung beschädigt werden, was dazu führt, dass das Ladesystem weiter lädt, das Entladesystem aber ebenfalls lädt, oder dass das Ladesystem nicht mehr laden kann, während das Entladesystem ständig entlädt. Im besten Fall kann die Ausrüstung nicht genutzt werden, im schlimmsten Fall wird die Batterie zerstört, was das gesamte System beschädigt und zu Personenschäden führen kann.
Schäden an Batterien
Zur Speicherung von elektrischer Energie bei solar-photovoltaischen Anlagen werden typischerweise Blei-Säure-Batterien, Nickel-Hydrid-Batterien, Nickel-Cadmium-Batterien oder Lithium-Batterien verwendet. Bei Blitzeinschlägen kann Überspannung die Batterie beschädigen, ihre Lebensdauer verkürzen oder sogar zum Explodieren der Batterie führen, was eine größere Sicherheitsgefahr darstellt.
Schäden am Wechselrichter
Der Wechselrichter in der solar-photovoltaischen Energieerzeugung wandelt Gleichstrom in Wechselstrom um. Ein Wechselrichter , der beschädigt ist, kann keine Spannung vom Nutzer oder der Last annehmen oder die Spannung nicht umwandeln. Das Solarmodul erzeugt dann Gleichspannung, die direkt von der Last genutzt wird. Solarmodule können durch zu hohe Spannung durchbrennen.
Blitzschutz für Solaranlagen
Die derzeit gängigen Methoden zur Erdung elektrischer Geräte sind am effektivsten und am weitesten verbreitet. Die Erdung umfasst vier Aspekte: Ausrüstung, Erdungskörper, Zuleitung und Erde. Die Erdung eines elektrischen Systems ist für den Blitzschutz unerlässlich.
Einige der gängigen Erdungsmethoden sind:
Gemeinsame Erdung
Der Erdungskörper wird zuerst in einem 30 cm breiten Loch platziert, auf dessen Boden Salz gestreut wird. Die Erdungskörper werden mit PVC-Rohren abgedeckt, die Zwischenräume mit Erde gefüllt und verdichtet, anschließend mit Kies bedeckt und bewässert, um die Erdung zu verstärken. Auf dieselbe Weise werden weitere Erdungskörper in einem gleichschenkligen Dreieck angeordnet und mit 1,5 cm dicken Kupferdrähten innerhalb des Photovoltaikfeldes verbunden.
Die Metallgeräte, Blitzschutzvorrichtungen und Wechselrichter aller Photovoltaik-Anlagen können so direkt mit dem Erdungssystem verbunden werden. Die Erdung dient als Schutz- und Neutralleiter. Bei einem Blitzeinschlag fungiert sie als Blitzschutz-Erdungseinrichtung.
Einpunkt-Erdung
Obwohl die Masten in einem Photovoltaikfeld relativ fest stehen, werden sie aufgrund der geografischen Lage oft vom Blitz getroffen. Um diese Masten zu schützen, muss eine separate Blitzschutzeinrichtung installiert werden.
Kombinierte Erdung
Kombinierte Erdungsvorrichtungen verbinden mehrere Erdungskörper und bieten Blitzschutz. In Bezug auf den Blitzschutz kann diese Anordnung ringförmig, quadratisch, radial usw. sein. Der Abstand zwischen zwei Erdungskörpern sollte mindestens 3 m betragen, um gegenseitige Abschirmungseffekte bei ringförmiger Anordnung zu vermeiden. Die Erdungskörper müssen an ihren oberen Enden mit feuerverzinktem Winkelstahl verstärkt sein, und der Abstand zum Boden darf weniger als 1 Meter betragen.
