雷電流の分類

雷電流の分類

通常、太陽光発電装置の投資回収期間は20年です。投資回収期間中、安定したグリーン エネルギーのメリットを生み出すためには、デバイスが損傷していないことを確認する必要があります。本稿では、中規模太陽光発電装置の避雷設計について解説します。適切な雷保護装置 (サージ保護装置) を選択するには、まず雷電流の性質を理解してください。

雷電流の種類は大きく次の 3 つに分類されます。

1 つは、図 2-1 に示すように、建物に直接侵入する直撃雷です。

2 つ目は、図 2-2 に示すように、建物の近くで発生する静電誘導 (または電磁誘導) で、誘導雷と呼ばれます。

3つ目は太陽光発電設置配線からの雷波の侵入で、1つ目と同様の性質を持っています。

上記の 3 つの雷電流は、太陽光発電用支持建物、太陽光発電設備、太陽光発電設備用追加電子機器に損傷を与える可能性があります。過電流と過電圧を引き起こすため、追加の保護が必要です。

図 2-1 建物に直接侵入する直接雷 図 2-2 建物付近の誘導雷

直撃雷のさまざまな波形については、以下で説明します。

ユーザーの避雷針から直接侵入する、またはユーザーの幹線配電線から直接侵入する直撃雷

この場合、雷電流パルスの振幅が非常に大きいため、その被害も大きく、

お客様の機器の絶縁が損傷し、機器が焼損する可能性がありますが、直撃雷の発生頻度は高くありません。このため、IEC（国際電気標準会議）では直撃雷の波形を波頭到達時間10μs、波尾（雷の振幅が大きい）までの到達時間350μsと定めています。電流波は半分に減衰します)。 IEC（国際電気標準会議）の統計により定められた標準波形は10/350μsです。

使用者の近くで発生する電磁誘導雷

雷電流により発生した磁界が機器内の回路のループ部分と結合し、電磁誘導により過電圧が発生します。この流れる電流を誘導雷電流と呼びますが、この誘導電流はエネルギーが小さいため、被害は直撃雷に比べて1/10程度ですみます。それでも、発生頻度が高く、影響範囲が広いため、過小評価すべきではありません。誘導雷電流の波形は直撃雷の波形とは異なり、8/20μsに設定されています。この波形と直撃雷の違いは、波高の到達時間が近いにもかかわらず、減衰がわずか20μsと比較的速いことです。

太陽光発電装置に落雷

太陽光発電装置全体に落雷があった場合、２つに分けて考える必要があります。

一つは端末機器部分（整流器、インバーター、変圧器など）、

2 つ目は、フロントエンド太陽電池アレイの現在の部分です。

雷電流のエネルギーが低いため、末端の機器へのダメージが最も少なくなります。一般的に過電圧波形は1.2/50μs、過電流波形は8/20μsに設定されます。