Ang kidlat ay isang karaniwang sanhi ng mga pagkabigo sa photovoltaic (PV) at wind-electric system.Ang isang nakakapinsalang pag-akyat ay maaaring mangyari mula sa kidlat na tumatama sa malayong distansya mula sa system, o maging sa pagitan ng mga ulap.Ngunit ang karamihan sa pinsala sa kidlat ay maiiwasan.Narito ang ilan sa mga pinaka-epektibong diskarte na karaniwang tinatanggap ng mga installer ng power system, batay sa mga dekada ng karanasan.Sundin ang payong ito, at mayroon kang napakagandang pagkakataon na maiwasan ang pagkasira ng kidlat sa iyong renewable energy (RE) system.
Kumuha ng Grounded
Ang grounding ay ang pinakapangunahing pamamaraan para sa proteksyon laban sa pinsala sa kidlat.Hindi mo mapipigilan ang isang pag-alon ng kidlat, ngunit maaari mo itong bigyan ng direktang daan patungo sa lupa na lumalampas sa iyong mahalagang kagamitan, at ligtas na naglalabas ng pag-akyat sa lupa.Ang isang de-koryenteng daanan patungo sa lupa ay patuloy na magpapalabas ng static na kuryente na naiipon sa isang istraktura sa itaas ng lupa.Kadalasan, pinipigilan nito ang pag-akit ng kidlat sa unang lugar.
Ang mga lightning arrestor at surge protector ay idinisenyo upang protektahan ang mga elektronikong kagamitan sa pamamagitan ng pagsipsip ng mga electrical surges.Gayunpaman, ang mga aparatong ito ay hindi isang kapalit para sa mahusay na saligan.Gumagana lamang ang mga ito kasabay ng epektibong saligan.Ang grounding system ay isang mahalagang bahagi ng iyong imprastraktura ng mga kable.I-install ito bago o habang naka-install ang power wiring.Kung hindi, kapag gumagana na ang system, ang mahalagang bahaging ito ay maaaring hindi na maalis sa listahan ng “gawin”.
Ang unang hakbang sa grounding ay ang paggawa ng discharge path sa ground sa pamamagitan ng pagbubuklod (pag-uugnay) sa lahat ng metal na istrukturang bahagi at mga electrical enclosure, tulad ng PV module frames, mounting racks, at wind generator tower.Ang National Electrical Code (NEC), Artikulo 250 at Artikulo 690.41 hanggang 690.47 ay tumutukoy sa mga sukat ng wire, materyales, at pamamaraan na sumusunod sa code.Iwasan ang matalim na baluktot sa mga wire sa lupa—ang mga high current surges ay hindi gustong pumihit sa mga sulok at madaling tumalon sa kalapit na mga kable.Bigyang-pansin ang mga attachment ng tansong wire sa mga elemento ng istruktura ng aluminyo (lalo na ang mga frame ng PV module).Gumamit ng mga konektor na may label na "AL/CU" at mga hindi kinakalawang na asero na pangkabit, na nagbabawas sa potensyal para sa kaagnasan.Ang mga ground wire ng parehong DC at AC circuit ay ikokonekta rin sa grounding system na ito.(Sumangguni sa mga artikulo sa Code Corner sa PV array grounding sa HP102 at HP103 para sa higit pang payo.)
Ground Rods
Ang pinakamahina na aspeto ng maraming mga pag-install ay ang koneksyon sa lupa mismo.Pagkatapos ng lahat, hindi ka maaaring mag-bolt ng wire sa planeta!Sa halip, dapat mong ibaon o martilyo ang isang baras ng conductive, noncorrosive na metal (karaniwan ay tanso) sa lupa, at tiyaking karamihan sa ibabaw nito ay nakakadikit sa conductive (ibig sabihin ay mamasa-masa) na lupa.Sa ganitong paraan, kapag ang static na kuryente o isang surge ay bumaba sa linya, ang mga electron ay maaaring maubos sa lupa na may kaunting resistensya.
Sa katulad na paraan kung paano nagwawaldas ng tubig ang isang drain field, ang grounding ay kumikilos upang mawala ang mga electron.Kung ang isang drainpipe ay hindi naglalabas nang sapat sa lupa, ang mga backup ay nangyayari.Kapag nag-back up ang mga electron, tumalon sila sa gap (nabubuo ng electrical arc) sa iyong power wiring, sa pamamagitan ng iyong kagamitan, at pagkatapos lamang sa ground.
Upang maiwasan ito, mag-install ng isa o higit pang 8-foot-long (2.4 m), 5/8-inch (16 mm) copper-plated ground rods, mas mabuti sa basang lupa.Ang isang solong pamalo ay karaniwang hindi sapat, lalo na sa tuyong lupa.Sa mga lugar kung saan ang lupa ay tuyong-tuyo, mag-install ng ilang mga baras, na may pagitan ng hindi bababa sa 6 na talampakan (3 m) ang pagitan at ikonekta ang mga ito kasama ng hubad na tansong wire, na ibinaon.Ang isang alternatibong diskarte ay ang ibaon ang #6 (13 mm2), dobleng #8 (8 mm2), o mas malaking bare copper wire sa isang trench na hindi bababa sa 100 talampakan (30 m) ang haba.(Ang hubad na tansong ground wire ay maaari ding patakbuhin sa ilalim ng isang trench na nagdadala ng tubig o mga tubo ng alkantarilya, o iba pang mga kable ng kuryente.) O, putulin ang ground wire sa kalahati at ikalat ito sa dalawang direksyon.Ikonekta ang isang dulo ng bawat nakabaon na wire sa grounding system.
Subukang iruta ang bahagi ng system sa mas basang mga lugar, tulad ng kung saan umaagos ang bubong o kung saan didiligan ang mga halaman.Kung may malapit na steel well-casing, maaari mo itong gamitin bilang ground rod (gumawa ng malakas, bolted na koneksyon sa casing).
Sa mamasa-masa na klima, ang mga kongkretong footer ng isang ground-o pole-mounted array, o wind generator tower, o mga ground rod na nakabalot sa kongkreto ay hindi magbibigay ng perpektong saligan.Sa mga lokasyong ito, ang kongkreto ay karaniwang hindi gaanong conductive kaysa sa mamasa-masa na lupa na nakapalibot sa mga footing.Kung ito ang kaso, mag-install ng ground rod sa lupa sa tabi ng kongkreto sa base ng isang array, o sa base ng iyong wind generator tower at sa bawat guy wire anchor, pagkatapos ay ikonekta ang lahat ng ito kasama ng hubad, nakabaon na wire.
Sa tuyo o tigang na klima, kadalasang kabaligtaran ang nangyayari— ang mga kongkretong footing ay maaaring may mas mataas na moisture content kaysa sa nakapalibot na lupa, at nag-aalok ng matipid na pagkakataon para sa saligan.Kung ang 20-foot-long (o mas matagal) na rebar ay ilalagay sa kongkreto, ang rebar mismo ay magsisilbing ground rod.(Tandaan: Dapat itong planuhin bago ibuhos ang kongkreto.) Ang pamamaraang ito ng saligan ay karaniwan sa mga tuyong lugar, at inilarawan sa NEC, Artikulo 250.52 (A3), "Concrete-Encased Electrode."
Kung hindi ka sigurado sa pinakamahusay na paraan ng saligan para sa iyong lokasyon, makipag-usap sa iyong electrical inspector sa yugto ng disenyo ng iyong system.Hindi ka maaaring magkaroon ng masyadong maraming saligan.Sa isang tuyo na lokasyon, gamitin ang bawat pagkakataon na mag-install ng mga kalabisan na ground rod, nakabaon na wire, atbp. Upang maiwasan ang kaagnasan, gumamit lamang ng aprubadong hardware para sa paggawa ng mga koneksyon sa ground rods.Gumamit ng mga copper split-bolts para mapagkakatiwalaan ang mga ground wire.
Grounding Power Circuits
Para sa pagtatayo ng mga kable, ang NEC ay nangangailangan ng isang bahagi ng isang DC power system na konektado—o “nakatali”—sa lupa.Ang bahagi ng AC ng naturang sistema ay dapat ding naka-ground sa kumbensyonal na paraan ng anumang grid-connected system.(Totoo ito sa Estados Unidos. Sa ibang mga bansa, ang mga ungrounded na circuit ng kuryente ay karaniwan.) Kinakailangan ang grounding ng power system para sa isang modernong sistema ng tahanan sa United States.Mahalaga na ang DC negatibo at ang AC neutral ay nakatali sa ground sa isang punto lamang sa kani-kanilang mga system, at pareho sa parehong punto sa grounding system.Ginagawa ito sa gitnang panel ng kuryente.
Inirerekomenda ng mga producer ng ilang single-purpose, stand-alone system (tulad ng solar water pump at radio repeater) na huwag i-ground ang power circuit.Sumangguni sa mga tagubilin ng tagagawa para sa mga partikular na rekomendasyon.
Array Wiring at Teknikang "Twisted Pair".
Ang mga array wiring ay dapat gumamit ng pinakamababang haba ng wire, na nakalagay sa metal framework.Ang mga positibo at negatibong mga wire ay dapat na magkapareho ang haba, at pinagsama-sama hangga't maaari.Mababawasan nito ang induction ng labis na boltahe sa pagitan ng mga konduktor.Ang metal conduit (grounded) ay nagdaragdag din ng isang layer ng proteksyon.Ibaon ang mahabang panlabas na wire run sa halip na patakbuhin ang mga ito sa itaas.Ang wire run na 100 talampakan(30 m) o higit pa ay parang antena—tatanggap ito ng mga surge kahit na mula sa kidlat sa mga ulap.Ang mga katulad na surge ay maaari pa ring mangyari kahit na ang mga wire ay nakabaon, ngunit karamihan sa mga installer ay sumasang-ayon na ang buried transmission wiring ay higit pang naglilimita sa posibilidad ng pagkasira ng kidlat.
Ang isang simpleng diskarte upang mabawasan ang pagkamaramdamin sa mga surge ay ang "twisted pair" na pamamaraan, na tumutulong sa pagpantay-pantay at pagkansela ng anumang sapilitan na boltahe sa pagitan ng dalawa o higit pang konduktor.Maaaring mahirap makahanap ng angkop na kable ng kuryente na nakapilipit na, kaya narito ang dapat gawin: Maglatag ng isang pares ng mga kable ng kuryente sa lupa.Magpasok ng isang stick sa pagitan ng mga wire, at i-twist ang mga ito nang magkasama.Bawat 30 talampakan (10 m), salitan ang direksyon.(Ito ay mas madali kaysa sa subukang i-twist ang buong distansya sa isang direksyon.) Minsan ay maaaring gamitin ang power drill upang i-twist ang mga kable, depende sa laki ng wire.I-secure lamang ang mga dulo ng mga kable sa chuck ng drill at hayaang i-twist ng drill ang mga cable nang magkasama.Siguraduhing patakbuhin ang drill sa pinakamababang posibleng bilis kung susubukan mo ang diskarteng ito.
Ang ground wire ay hindi kailangang baluktot sa mga power wire.Para sa burial run, gumamit ng hubad na kawad na tanso;kung gumagamit ka ng conduit, patakbuhin ang ground wire sa labas ng conduit.Ang karagdagang pakikipag-ugnayan sa lupa ay magpapahusay sa saligan ng system.
Gumamit ng twisted-pair na cable para sa anumang komunikasyon o control cable (halimbawa, isang float-switch cable para sa full-tank shutoff ng solar water pump).Ang mas maliit na gauge wire na ito ay madaling magagamit sa mga pre-twisted, multiple, o single pair na mga cable.Maaari ka ring bumili ng shielded twisted-pair cable, na may metalikong foil na nakapalibot sa mga twisted wire, at karaniwang isang hiwalay, hubad na "drain" wire din.I-ground ang cable shield at drain wire sa isang dulo lang, para maalis ang posibilidad na lumikha ng ground loop (mas kaunting direktang landas sa ground) sa mga wiring.
Karagdagang Proteksyon sa Kidlat
Bilang karagdagan sa malawak na mga hakbang sa saligan, inirerekomenda ang mga espesyal na kagamitan sa proteksyon ng surge at (posibleng) lightning rod para sa mga site na may alinman sa mga sumusunod na kondisyon:
• Nakahiwalay na lokasyon sa mataas na lugar sa isang matinding lugar ng kidlat
• Tuyo, mabato, o kung hindi man hindi maganda ang conductive na lupa
• Ang wire ay tumatakbo nang mas mahaba sa 100 talampakan (30 m)
Mga Taga-aresto ng Kidlat
Ang mga lightning (surge) arrestor ay idinisenyo upang sumipsip ng mga spike ng boltahe na dulot ng mga de-koryenteng bagyo (o out-of-spec na utility power), at epektibong payagan ang surge na i-bypass ang mga power wiring at iyong kagamitan.Dapat na naka-install ang mga surge protector sa magkabilang dulo ng anumang mahabang wire run na nakakonekta sa anumang bahagi ng iyong system, kabilang ang mga linya ng AC mula sa isang inverter.Ang mga arrestor ay ginawa para sa iba't ibang boltahe para sa parehong AC at DC.Tiyaking gamitin ang naaangkop na mga arrestor para sa iyong aplikasyon.Maraming system installer ang regular na gumagamit ng Delta surge arrestors, na mura at nag-aalok ng ilang proteksyon kung saan ang banta ng kidlat ay katamtaman, ngunit ang mga unit na ito ay hindi na nakalista sa UL.
Ang PolyPhaser at Transtector arrestors ay mga de-kalidad na produkto para sa mga site na madaling kapitan ng kidlat at mas malalaking installation.Ang mga matibay na unit na ito ay nag-aalok ng matatag na proteksyon at pagiging tugma sa iba't ibang uri ng mga boltahe ng system.May mga indicator ang ilang device para magpakita ng mga failure mode.
Mga Pamalo ng Kidlat
Ang "lightning rods" ay mga static discharge device na inilalagay sa itaas ng mga gusali at solar-electric array, at nakakonekta sa lupa.Ang mga ito ay sinadya upang maiwasan ang buildup ng static charge at sa wakas ionization ng nakapalibot na kapaligiran.Makakatulong sila na maiwasan ang isang strike, at maaaring magbigay ng landas para sa napakataas na agos patungo sa lupa kung may naganap na strike.Ang mga modernong device ay hugis spike, kadalasang may maraming puntos.
Ang mga lighting rod ay karaniwang ginagamit lamang sa mga site na nakakaranas ng matinding mga de-koryenteng bagyo.Kung sa tingin mo ay nabibilang ang iyong site sa kategoryang ito, umarkila ng isang kontratista na may karanasan sa proteksyon ng kidlat.Kung ang iyong system installer ay hindi masyadong kwalipikado, isaalang-alang ang pagkonsulta sa isang espesyalista sa proteksyon ng kidlat bago i-install ang system.Kung maaari, pumili ng North American Board of Certified Energy Practitioners (NABCEP) certified PV installer (tingnan ang Access).Bagama't hindi partikular ang certification na ito sa proteksyon ng kidlat, maaari itong maging indikasyon ng antas ng pangkalahatang kakayahan ng installer.
Out of Sight, Not Out of Mind
Maraming gawaing proteksyon sa kidlat ang nakabaon, at hindi nakikita.Upang makatulong na matiyak na ito ay gagawin nang tama, isulat ito sa iyong (mga) kontrata kasama ang iyong system installer, electrician, excavator, tubero, well driller, o sinumang gumagawa ng earthwork na maglalaman ng iyong grounding system.
Oras ng post: Ago-10-2020