Как защитить солнечные батареи от молний и перенапряжения сети?

Над установкой собственной солнечной мини-электростанции задумывается все больше людей. Местом расположения фотоэлектрических модулей обычно становится крыша дома или приусадебный участок. А поскольку резкие скачки напряжения могут привести к выходу солнечной батареи из строя,  системе понадобится надежная защита от гроз и высоковольтных атмосферных разрядов.

Опасность удара молнии

Существует два варианта воздействия на солнечные панели и вспомогательное оборудование этого стихийного бедствия.

1. Прямой удар молнии.

Местом удара грозового разряда может стать громоотвод заземленной кровли здания либо подведенная к дому линия электропередач.

В первом случае напряжение солнечной батареи скачкообразно повысится из-за того, что часть заряда распространится по проложенным внутри дома кабелям. Во втором высокие токи попадут на фотоэлектрические элементы непосредственно через провода ЛЭП.

Оба варианта, если не защитить оборудование дополнительными средствами защиты, очень опасны Худшим сценарием является возгорание проводки, которое грозит потерей не только дорогостоящей гелио системы, но и возникновением пожара в самом доме.

2. Непрямой удар молнии.

Не стоит думать, что при попадании сверхмощного разряда в землю или стоящее поблизости дерево защита солнечных батарей не нужна. Наведенное электромагнитное поле при подобных обстоятельствах вызывает скачки напряжения в радиусе десятков, а иногда и сотен метров. Элементы СЭС из строя, возможно, и не выйдут. Но опасность для всего чувствительного электрооборудования в доме будет высокой.

Обеспечиваем многоуровневую защиту

Первый «уровень обороны» - само заземление. Оно позволит не допустить прямого удара молнии непосредственно в панели. Для этого понадобятся:

• металлические стержни-приемники;
• провода-токоотводы;
• устройства заземления.

Каждый стержень необходимо размещать не ближе полуметра от фотоэлектрических модулей. Если это невозможно, внешняя система защиты солнечных батарей от молний выводится напрямую на раму с одной стороны. Желательно – максимально близко к токоотводу. Это гарантирует отвод высокого напряжения от рабочей части панели.

Второй уровень – монтаж УЗИП (устройств защиты от импульсных напряжений). Такие приборы принято разделять на три категории.

1. Первая – защищает непосредственно от удара молнии. В обязательном порядке монтируется в ВРУ (вводно-распределительные устройства) при строительстве многоэтажных домов и промышленных зданий. Аналогичное решение потребуется и для частного дома или дачи.
   
2. Вторая – монтируется во внутренний распределительный щит. Гарантирует защиту от напряжения не только самих солнечных батарей, но и других чувствительных элементов СЭС – прежде всего инвертора и контроллера. 
3. Третья – содержит предохранители и/или выключатели, защищая потребляющие ток устройства прямо на входе.

Важно! При выборе устройства УЗИП для защиты системы панелей, его напряжение подбирается как сумма всех напряжений холостого хода объединенных модулей Uoc з запасом на 20%. Иначе говоря, для системы из 10 батарей на 24V каждая Вам понадобится УЗИП не менее, чем на  (10 * 24) + 20% = 288 вольт.

Кроме того, специалисты рекомендуют монтировать в распределительный щит УЗИП комбинированного типа. Это позволит не допустить импульсного скачка напряжения не только с внешней, но и с внутренней стороны сети.

Заключение

В данной статье мы рассмотрели защиту солнечных батарей и вспомогательного оборудования лишь для стандартного варианта СЭС и потребляющих энергию электроприборов. Для разветвленных схем, с дополнительными устройствами, могут понадобиться более сложные, индивидуальные решения. Монтаж подобной многоуровневой системы защиты целесообразно доверять только профессионалам.

Отнестись к обустройству такого комплекса защитного оборудования следует со всей серьезностью. Только его наличие, правильный подбор и размещение всех элементов гарантирует безопасность функционирования Вашей солнечной электростанции.