Classificação de corrente atmosférica
Normalmente, o período de retorno do investimento de um dispositivo de geração de energia fotovoltaica é de 20 anos. Durante o período de retorno, deve-se garantir que o dispositivo não seja danificado, a fim de gerar benefícios estáveis de energia verde. Este artigo discute o projeto de proteção contra raios de dispositivos de geração de energia fotovoltaica de média escala. Primeiro entenda a natureza da corrente do raio para escolher um dispositivo de proteção contra raios razoável (protetor contra surtos).
Os tipos de corrente elétrica podem ser divididos aproximadamente em três categorias:
Um tipo é o raio direto que entra diretamente no edifício, conforme mostrado na Figura 2-1;
A segunda é a indução eletrostática (ou indução eletromagnética) que ocorre próximo ao edifício, chamada de raio de indução, conforme mostrado na Figura 2-2;
A terceira é a entrada de ondas de raios provenientes da fiação da instalação do gerador fotovoltaico, de natureza semelhante à primeira categoria.
As três correntes atmosféricas acima mencionadas causarão danos aos edifícios de suporte para geração de energia fotovoltaica, equipamentos de geração de energia fotovoltaica e equipamentos eletrônicos adicionais para instalações fotovoltaicas. Causa sobrecorrente e sobretensão, portanto é necessária proteção adicional.
Figura 2-1 Raio direto que entra diretamente em um edifício Figura 2-2 Raio indutivo próximo a um edifício
As diferentes formas de onda de descargas atmosféricas diretas são discutidas abaixo:
Quedas diretas de raios entrando diretamente no pára-raios do usuário ou invadindo diretamente a partir da linha de distribuição principal do usuário
Neste caso, a amplitude do pulso da corrente do raio é extremamente grande, então seu dano também é grande, e há
Pode danificar o isolamento do equipamento do usuário e queimar o equipamento, mas a frequência desses relâmpagos diretos não é alta. Por esta razão, a IEC (Comissão Eletrotécnica Internacional) estipula que a forma de onda das descargas atmosféricas diretas deve ser de 10 μs para o tempo de chegada da cabeça da onda e 350 μs para o tempo que se estende até a cauda da onda (a alta amplitude do raio onda atual decai para metade). A forma de onda padrão determinada pelas estatísticas da IEC (International Electrotechnical Commission) é 10/350μs.
Raios de indução eletromagnética gerados perto do usuário
O campo magnético gerado pela corrente do raio é acoplado à parte do circuito do equipamento para gerar sobretensão devido à indução eletromagnética. A corrente que flui é chamada de corrente induzida por raio, e o dano causado por esse tipo de corrente induzida é de apenas cerca de 1/10 em comparação com a descarga direta de um raio devido à sua pequena energia. Mesmo assim, não deve ser subestimado devido à sua alta frequência de ocorrência e ampla gama de influência. A forma de onda da corrente induzida pelo raio é diferente daquela da descarga atmosférica direta, que é definida como 8/20μs. A diferença entre esta forma de onda e o raio direto é que o tempo de chegada da altura da onda é próximo, mas a atenuação é relativamente rápida, apenas 20μs.
Dispositivo de geração de energia fotovoltaica atingido por raio
Se o dispositivo de geração de energia fotovoltaica for atingido por um raio como um todo, ele deverá ser considerado em duas partes.
Uma é a parte do equipamento terminal (retificador, inversor, transformador, etc.),
A segunda é a parte atual do conjunto de células fotovoltaicas front-end,
O equipamento final é o que apresenta menos danos devido à baixa energia da corrente do raio. Geralmente, a forma de onda de sobretensão é definida como 1,2/50μs e a forma de onda de sobrecorrente é definida como 8/20μs.
