Clasificación de corrientes de rayo
Normalmente, el periodo de recuperación de la inversión de un dispositivo de generación de energía fotovoltaica es de 20 años. Durante el período de recuperación de la inversión, se debe garantizar que el dispositivo no sufra daños para generar beneficios estables de energía verde. Este artículo analiza el diseño de protección contra rayos de dispositivos de generación de energía fotovoltaica de mediana escala. Primero, comprenda la naturaleza de la corriente del rayo para poder elegir un dispositivo de protección contra rayos razonable (protector contra sobretensiones).
Los tipos de corrientes de rayo se pueden dividir a grandes rasgos en tres categorías:
Un tipo es el rayo directo que ingresa directamente al edificio, como se muestra en la Figura 2-1;
El segundo es la inducción electrostática (o inducción electromagnética) que ocurre cerca del edificio, que se llama rayo de inducción, como se muestra en la Figura 2-2;
El tercero es la entrada de ondas de rayo desde el cableado de la instalación del generador fotovoltaico, de naturaleza similar a la primera categoría.
Las tres corrientes de rayo anteriores causarán daños a los edificios de soporte para la generación de energía fotovoltaica, a los equipos de generación de energía fotovoltaica y a los equipos electrónicos adicionales para las instalaciones fotovoltaicas. Causa sobrecorriente y sobretensión, por lo que se requiere protección adicional.
Figura 2-1 Rayo directo que ingresa directamente a un edificio Figura 2-2 Rayo inductivo cerca de un edificio
Las diferentes formas de onda de la caída directa de un rayo se analizan a continuación:
Caídas directas de rayos que ingresan directamente desde el pararrayos del usuario o se intruyen directamente desde la línea de distribución principal del usuario.
En este caso, la amplitud del pulso de la corriente del rayo es extremadamente grande, por lo que su daño también es grande y hay
Puede dañar el aislamiento del equipo del usuario y quemar el equipo, pero la frecuencia de tales rayos directos no es alta. Por este motivo, la IEC (Comisión Electrotécnica Internacional) estipula que la forma de onda de la caída directa del rayo debe ser de 10 μs para el tiempo de llegada de la cabeza de onda y de 350 μs para el tiempo que se extiende hasta la cola de onda (la gran amplitud del rayo). la onda actual decae a la mitad). La forma de onda estándar determinada por las estadísticas de IEC (Comisión Electrotécnica Internacional) es 10/350μs.
Rayos de inducción electromagnética generados cerca del usuario.
El campo magnético generado por la corriente del rayo se acopla con la parte del bucle del circuito en el equipo para generar sobretensión debido a la inducción electromagnética. La corriente que fluye se llama corriente de rayo inducida y el daño causado por este tipo de corriente inducida es sólo aproximadamente 1/10 en comparación con el impacto directo de un rayo debido a su pequeña energía. Aun así, no debe subestimarse debido a su alta frecuencia de aparición y amplio rango de influencia. La forma de onda de la corriente inducida del rayo es diferente de la del rayo directo, que se establece en 8/20 μs. La diferencia entre esta forma de onda y el impacto directo del rayo es que el tiempo de llegada de la altura de la onda es cercano, pero la atenuación es relativamente rápida, solo 20 μs.
Dispositivo de generación de energía fotovoltaica alcanzado por un rayo
Si el dispositivo de generación de energía fotovoltaica es alcanzado por un rayo en su totalidad, se debe considerar en dos partes.
Una es la parte del equipo terminal (rectificador, inversor, transformador, etc.),
La segunda es la parte actual del conjunto de células fotovoltaicas frontales,
El equipo al final sufre el menor daño debido a la baja energía de la corriente del rayo. Generalmente, la forma de onda de sobretensión se establece en 1,2/50 μs y la forma de onda de sobrecorriente se establece en 8/20 μs.
