כיצד להגן על מערכת האנרגיה הסולארית שלך מפני ברק

ברק הוא גורם שכיח לכשלים במערכות פוטו-וולטאיות (PV) ובמערכות חשמל-רוח.גל מזיק יכול להתרחש מברק שפוגע במרחק רב מהמערכת, או אפילו בין עננים.אבל את רוב נזקי הברק ניתן למנוע.להלן כמה מהטכניקות החסכוניות ביותר המקובלות בדרך כלל על ידי מתקיני מערכות חשמל, בהתבסס על עשרות שנות ניסיון.בצע את העצה הזו, ויש לך סיכוי טוב מאוד להימנע מנזקי ברק למערכת האנרגיה המתחדשת (RE) שלך.

קבל מקורקע

הארקה היא הטכניקה הבסיסית ביותר להגנה מפני נזקי ברק.אתה לא יכול לעצור גל ברק, אבל אתה יכול לתת לו נתיב ישיר לאדמה שעוקף את הציוד היקר שלך, ופורק את הנחשול בבטחה לאדמה.נתיב חשמלי לאדמה יפרוק כל הזמן חשמל סטטי המצטבר במבנה מעל פני הקרקע.לעתים קרובות, זה מונע את משיכה של ברק מלכתחילה.

בולמי ברקים ומגני נחשולי מתח נועדו להגן על ציוד אלקטרוני על ידי בלימת נחשולי מתח חשמלי.עם זאת, מכשירים אלה אינם מהווים תחליף להארקה טובה.הם פועלים רק בשילוב עם הארקה יעילה.מערכת ההארקה היא חלק חשוב מתשתית החיווט שלך.התקן אותו לפני או בזמן שחיווט החשמל מותקן.אחרת, ברגע שהמערכת פועלת, ייתכן שרכיב חשוב זה לעולם לא יסומן ברשימת "המטלות".

שלב ראשון בהארקה הוא בניית נתיב פריקה לאדמה על ידי חיבור (חיבור הדדי) של כל רכיבי המתכת המבניים והמארזים החשמליים, כגון מסגרות מודול PV, מתלים להרכבה ומגדלי מחולל רוח.קוד החשמל הלאומי (NEC), סעיף 250 וסעיף 690.41 עד 690.47 מציינים גדלי חוטים, חומרים וטכניקות תואמי קוד.הימנע מכיפופים חדים בחוטי הארקה - נחשולי זרם גבוהים אינם אוהבים לפנות פינות הדוקות ויכולים לקפוץ בקלות לחיווט סמוך.שימו לב במיוחד לחיבורים של חוטי נחושת לאלמנטים מבניים מאלומיניום (במיוחד למסגרות מודול ה-PV).השתמש במחברים המסומנים "AL/CU" ובמחברי נירוסטה, המפחיתים את הפוטנציאל לקורוזיה.גם חוטי ההארקה של מעגלי DC ו-AC יחוברו למערכת הארקה זו.(עיין במאמרי Code Corner על הארקת מערך PV ב-HP102 ו-HP103 לקבלת עצות נוספות.)

מוטות טחונים

ההיבט החלש ביותר של מתקנים רבים הוא החיבור לאדמה עצמה.אחרי הכל, אתה לא יכול פשוט לחבר חוט לכדור הארץ!במקום זאת, עליך לטמון או לדפוק מוט של מתכת מוליכה ולא קורוזיבית (בדרך כלל נחושת) באדמה, ולוודא שרוב שטח הפנים שלה יוצר קשר עם אדמה מוליכה (כלומר לחה).בדרך זו, כאשר חשמל סטטי או נחשול יורד לאורך הקו, האלקטרונים יכולים להתנקז לאדמה עם התנגדות מינימלית.

באופן דומה לאופן שבו שדה ניקוז מפזר מים, הארקה פועלת לפיזור אלקטרונים.אם צינור ניקוז אינו נשפך כראוי לאדמה, מתרחשים גיבויים.כאשר אלקטרונים חוזרים, הם קופצים את הפער (יוצרים קשת חשמלית) לחיווט החשמל שלך, דרך הציוד שלך, ורק אז לאדמה.

כדי למנוע זאת, התקן מוטות קרקע מצופים נחושת אחד או יותר באורך 8 רגל (2.4 מ'), 5/8 אינץ' (16 מ"מ), רצוי באדמה לחה.מוט בודד בדרך כלל אינו מספיק, במיוחד באדמה יבשה.באזורים שבהם הקרקע מתייבשת במיוחד, התקן מספר מוטות, מרווח אותם לפחות 6 רגל (3 מ') ומחבר אותם יחד עם חוט נחושת חשוף, קבור.גישה חלופית היא לקבור את #6 (13 מ"מ), כפול מס' 8 (8 מ"מ) או חוט נחושת חשוף גדול יותר בתעלה באורך של לפחות 100 רגל (30 מ').(את חוט ההארקה החשוף הנחושת ניתן גם להעביר לאורך תחתית תעלה הנושאת צינורות מים או ביוב, או חוטי חשמל אחרים.) לחלופין, חתוך את חוט ההארקה לשניים ופזר אותו לשני כיוונים.חבר קצה אחד של כל חוט קבור למערכת ההארקה.

נסו לנתב חלק מהמערכת לאזורים רטובים יותר, כמו היכן שמתנקז גג או היכן שיש להשקות צמחים.אם יש מעטפת באר פלדה בקרבת מקום, ניתן להשתמש בה כמוט הארקה (ליצור חיבור חזק ומוברג למארז).

באקלים לח, תחתיות הבטון של מערך מותקן על קרקע או מוט, או מגדל מחולל רוח, או מוטות קרקע עטופים בבטון לא יספקו הארקה אידיאלית.במקומות אלה, בטון בדרך כלל יהיה פחות מוליך מהאדמה הלחה המקיפה את הבסיס.אם זה המקרה, התקן מוט הארקה באדמה ליד הבטון בבסיס מערך, או בבסיס מגדל מחולל הרוח שלך ובכל עוגן תיל, ואז חבר את כולם יחד עם חוט חשוף וקבור.

באקלים יבש או צחיח, לעתים קרובות ההפך הוא הנכון - משטחי בטון עשויים להיות בעלי תכולת לחות גבוהה יותר מהאדמה שמסביב, ומציעות הזדמנות חסכונית להארקה.אם יש להטביע ברזל באורך 20 רגל (או יותר) בבטון, המוט עצמו יכול לשמש כמוט קרקע.(הערה: יש לתכנן זאת לפני יציקת הבטון.) שיטה זו של הארקה נפוצה במקומות יבשים, ומתוארת ב-NEC, סעיף 250.52 (A3), "אלקטרודה עטופה בטון".

אם אינך בטוח בשיטת ההארקה הטובה ביותר עבור מיקומך, דבר עם מפקח החשמל שלך בשלב התכנון של המערכת שלך.אתה לא יכול לקבל יותר מדי הארקה.במקום יבש, השתמש בכל הזדמנות כדי להתקין מוטות הארקה מיותרים, חוט קבור וכו'. כדי למנוע קורוזיה, השתמש רק בחומרה מאושרת ליצירת חיבורים למוטות הארקה.השתמש בבריחי נחושת כדי לחבר חוטי הארקה בצורה מהימנה.

הארקת מעגלי חשמל

עבור חיווט בניין, ה-NEC דורש שצד אחד של מערכת חשמל DC יהיה מחובר - או "לחבר" - לאדמה.גם חלק ה-AC של מערכת כזו חייב להיות מוארק באופן המקובל של כל מערכת המחוברת לרשת.(זה נכון בארצות הברית. במדינות אחרות, מעגלי חשמל לא מוארקים הם הנורמה.) הארקה של מערכת החשמל נדרשת למערכת ביתית מודרנית בארצות הברית.חיוני שה-DC שלילי וה-AC ניטרלי יהיו מחוברים לאדמה בנקודה אחת בלבד במערכות שלהם, ושניהם לאותה נקודה במערכת ההארקה.זה נעשה בלוח החשמל המרכזי.

יצרנים של כמה מערכות חד-שימושיות, עצמאיות (כמו משאבות מים סולאריות ומשחזרי רדיו) ממליצים לא להארקה את מעגל החשמל.עיין בהוראות היצרן להמלצות ספציפיות.

חיווט מערך וטכניקת "זוג מעוות".

חיווט המערך צריך להשתמש באורכים מינימליים של חוט, תחוב לתוך מסגרת המתכת.חוטים חיוביים ושליליים צריכים להיות באורך שווה, ולהפעיל אותם יחד במידת האפשר.זה ימזער אינדוקציה של מתח מופרז בין המוליכים.צינור מתכת (מוארק) מוסיף גם שכבת הגנה.קבור מסלולי חוט חיצוניים ארוכים במקום להעביר אותם מעל הראש.מסלול חוט של 100 רגל (30 מ') או יותר הוא כמו אנטנה - הוא יקבל נחשולים אפילו מברק בעננים.עליות דומות עדיין יכולות להתרחש גם אם החוטים קבורים, אך רוב המתקינים מסכימים שחיווט תמסורת קבור מגביל עוד יותר את האפשרות של נזקי ברק.

אסטרטגיה פשוטה להפחתת הרגישות לנחשולים היא טכניקת ה"זוג המעוות", שעוזרת להשוות ולבטל את כל המתח המושרה בין שני המוליכים או יותר.יכול להיות קשה למצוא כבל חשמל מתאים שכבר מעוות, אז הנה מה לעשות: פרוס זוג חוטי חשמל לאורך האדמה.הכנס מקל בין החוטים, וסובב אותם יחד.כל 30 רגל (10 מ'), החלף את הכיוון.(זה הרבה יותר קל מאשר לנסות לסובב את כל המרחק בכיוון אחד.) לפעמים ניתן להשתמש במקדחה כוח גם כדי לסובב חיווט, בהתאם לגודל החוט.פשוט הצמד את קצוות החיווט לתוך הצ'אק של המקדחה ותן לפעולת המקדחה לסובב את הכבלים יחד.הקפד להפעיל את המקדחה במהירות הנמוכה ביותר האפשרית אם תנסה את הטכניקה הזו.

אין צורך לסובב את חוט ההארקה עם חוטי החשמל.עבור מסלולי קבורה, השתמש בחוט נחושת חשוף;אם אתה משתמש בצינור, העביר את חוט ההארקה מחוץ לצינור.מגע האדמה הנוסף ישפר את הארקת המערכת.

השתמש בכבל זוג מעוות עבור כל כבלי תקשורת או בקרה (לדוגמה, כבל מתג צף לכיבוי מלא של משאבת מים סולארית).חוט מד קטן יותר זה זמין בכבלים מעוותים מראש, מרובים או זוג בודד.אתה גם יכול לרכוש כבל זוג מעוות מסוכך, בעל נייר כסף מתכתי המקיף את החוטים המעוותים, ובדרך כלל גם חוט "ניקוז" נפרד וחשוף.הארק את מגן הכבל וחוט הניקוז בקצה אחד בלבד, כדי למנוע את האפשרות ליצור לולאת הארקה (פחות נתיב ישיר לאדמה) בחיווט.

הגנת ברקים נוספת

בנוסף לאמצעי הארקה נרחבים, מומלצים התקני הגנה מפני נחשולי מתח ומוטות ברקים מיוחדים לאתרים עם כל אחד מהתנאים הבאים:
• מיקום מבודד על קרקע גבוהה באזור ברקים קשים
• אדמה יבשה, סלעית או אדמה בעלת מוליכות גרועה
• חוט נמשך יותר מ-100 רגל (30 מ')

מעצרי ברק

מעצורי ברק (נחשול) מתוכננים לספוג עליות מתח הנגרמות על ידי סערות חשמליות (או כוח חשמל מחוץ למפרט), ולאפשר למעשה לנחשול לעקוף את חיווט החשמל והציוד שלך.יש להתקין מגני נחשולי מתח בשני הקצוות של כל חוט ארוך המחובר לכל חלק של המערכת שלך, כולל קווי AC ממהפך.מעצורים מיוצרים עבור מתחים שונים עבור AC ו-DC כאחד.הקפד להשתמש במעצרים המתאימים ליישום שלך.מתקיני מערכות רבים משתמשים באופן שגרתי בבולמי מתח של דלתא, שהם זולים ומציעים הגנה מסוימת כאשר איום הברקים מתון, אך יחידות אלו אינן רשומות עוד ב-UL.

מעצורי PolyPhaser ו-Transtector הם מוצרים באיכות גבוהה לאתרים מועדים לברק ולהתקנות גדולות יותר.יחידות עמידות אלו מציעות הגנה חזקה ותאימות עם מגוון רחב של מתחי מערכת.לחלק מהמכשירים יש אינדיקטורים להצגת מצבי כשל.

ברקים

"מוטות ברק" הם התקני פריקה סטטית הממוקמים מעל מבנים ומערכים סולאריים-חשמליים, ומחוברים לאדמה.הם נועדו למנוע הצטברות של מטען סטטי ובסופו של דבר יינון של האטמוספירה שמסביב.הם יכולים לסייע במניעת תקיפה, ויכולים לספק נתיב לזרם גבוה מאוד לאדמה אם אכן מתרחשת תקלה.מכשירים מודרניים הם בצורת ספייק, לעתים קרובות עם מספר נקודות.

מוטות תאורה משמשים בדרך כלל רק באתרים שחווים סופות חשמל קיצוניות.אם אתה חושב שהאתר שלך נכנס לקטגוריה זו, שכור קבלן בעל ניסיון בהגנה מפני ברקים.אם מתקין המערכת שלך לא כל כך מוסמך, שקול להתייעץ עם מומחה להגנה מפני ברקים לפני התקנת המערכת.במידת האפשר, בחר מתקין PV מוסמך של מועצת עוסקים בתחום האנרגיה בצפון אמריקה (NABCEP) (ראה Access).למרות שהסמכה זו אינה ספציפית להגנה מפני ברקים, היא יכולה להוות אינדיקציה לרמת הכשירות הכוללת של המתקין.

מחוץ לטווח הראייה, לא מתוך המוח

הרבה עבודת הגנה מפני ברקים קבורה, ולא מהעין.כדי להבטיח שזה יבוצע כהלכה, כתוב את זה בחוזה/ים שלך עם מתקין המערכת, החשמלאי, החופר, האינסטלטור, קודח בארות או כל מי שעושה עבודות עפר שיכילו את מערכת ההארקה שלך.