黃昕羽（長沙市南雅中學(xué)，長沙 410129）

太陽能光伏發(fā)電站防雷技術(shù)

黃昕羽
（長沙市南雅中學(xué)，長沙 410129）

本文主要介紹了直擊雷、雷擊電磁脈沖和與地面接觸三種防雷技術(shù)，以期為太陽能光伏發(fā)電保駕護(hù)航。

太陽能；光伏發(fā)電站；防雷技術(shù)

作為一種可再生的新能源，太陽能開始深入到人們生活與工作中。太陽能光伏發(fā)電符合當(dāng)今的綠色環(huán)保理念，符合我國走可持續(xù)化發(fā)展的戰(zhàn)略方針。受多種因素的限制與影響，當(dāng)前我國國內(nèi)沒有一個(gè)完全獨(dú)立的防雷技術(shù)來確保太陽能的光伏發(fā)電工作。雷電在我們?nèi)粘Ｉ钪胁⒉簧僖?，其危害力不容小覷，雷電發(fā)生時(shí)會釋放強(qiáng)大的電流，產(chǎn)生極高的電壓，給人們的生命財(cái)產(chǎn)帶來威脅。在日常生活中要把握防雷電的關(guān)鍵點(diǎn)，才能盡可能的降低自身在雷雨天氣的危險(xiǎn)度。建筑是固定的，不會隨人們變動位置，如何保護(hù)好建筑，做好建筑的安全防范工作是避雷工作者設(shè)置避雷裝置的出發(fā)點(diǎn)與落腳點(diǎn)。自太陽能光伏發(fā)電站在我國問世以來，已大量的投入發(fā)電工作中。在整個(gè)太陽能發(fā)電工作的過程中，直流輸出電流占相當(dāng)大的比例，光伏發(fā)電站作為一個(gè)獨(dú)立的發(fā)電系統(tǒng)，由于其本身就存在相當(dāng)大的電流，在遭遇雷電天氣時(shí)將會產(chǎn)生極大的風(fēng)險(xiǎn)，因此防雷技術(shù)對太陽能光伏發(fā)電來講必不可少。

1　太陽能光伏發(fā)電簡介

太陽能以其清潔、方便、可再生的優(yōu)勢迅速融入到居民的生產(chǎn)與生活中。太陽能發(fā)電近年來取得了一定的研究成效，在一些偏遠(yuǎn)地區(qū)，太陽能成為人類生產(chǎn)與生活所必不可少的“必需品”。太陽能電池板在太陽的照射中產(chǎn)生能量，即“電流”，且是直流電。大量的太陽能電池將收集來的直流電通過一系列的調(diào)節(jié)，即串聯(lián)、并聯(lián)后沿固定的“軌道”匯集到一起被送到逆變器，再經(jīng)逆變器的工作后把產(chǎn)生的直流電轉(zhuǎn)化成交流電在送到電網(wǎng)。太陽能光伏發(fā)電采用了最新的科技研發(fā)成果，太陽能電池板是整個(gè)發(fā)電體系的核心，是整個(gè)發(fā)電體系中最不可少的一部分，它是發(fā)電系統(tǒng)的源頭。由于其產(chǎn)生電流的特殊性，我國還沒有完善的防雷設(shè)備來為其發(fā)電保駕護(hù)航。研究人員對太陽能光伏電類型還沒有清楚地劃分出來，有些研究學(xué)者認(rèn)為太陽能發(fā)電屬于工業(yè)的范疇，但用普通建筑的防雷技術(shù)難以為其安全保駕護(hù)航。太陽能板的列陣即發(fā)電房的高度比其他發(fā)電站要低，但其占地面積大，而且太陽能的周圍都是由金屬構(gòu)建的，容易遭受雷擊。如果把太陽能光伏發(fā)電劃分到電力系統(tǒng)的范疇內(nèi)時(shí)，按照傳統(tǒng)的電力系統(tǒng)的防雷方式對太陽能光伏發(fā)電站設(shè)計(jì)時(shí)也存在不合理之處，不符合我國的法律條文對光伏發(fā)電站的經(jīng)濟(jì)要求。

2　雷電本身固有的特征

雷電對建筑物及人身的生命財(cái)產(chǎn)威脅極大。雷電本身可產(chǎn)生強(qiáng)大的破壞力，對建筑物的破壞主要分為3種：第一種方式為雷電可直接擊中物體，使物體產(chǎn)生高溫，部分金屬化合物在高溫下產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)發(fā)生爆炸。第二種方式表現(xiàn)為雷電產(chǎn)生的電流具有梯度的特點(diǎn)，雷電產(chǎn)生后產(chǎn)生強(qiáng)大的磁場，使得周圍一些金屬建筑物在感受到電流后升溫，具有潛在的引發(fā)火災(zāi)的危險(xiǎn)。第三種方式體現(xiàn)為雷電擊打在金屬管上，雷電所產(chǎn)生的高壓電隨金屬管道傳到家中的電線上，造成家中電器設(shè)備的損害。雷電所產(chǎn)生的危害很難衡量，做好雷電防范工作屬于安全保障的重中之重。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，我國每年都會因雷電造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失，每年都有雷電災(zāi)害事件，給人們的生命財(cái)產(chǎn)安全造成威脅。

3　防雷的安全工作

太陽能光伏發(fā)電投入大，太陽能電池陣列越大，才能發(fā)揮更大的電力，一般大型太陽能發(fā)電設(shè)備周邊都是用鋁合金組成的和其他的鋼材組成，大量的金屬材料在雷雨天氣、露天的環(huán)境下容易遭受雷電的襲擊。在我國，太陽能光伏發(fā)電站多在一些雷暴雨天氣頻發(fā)區(qū)，被雷擊中的幾率相對來講比較大。雷電容易通過太陽能板周圍的金屬形成感應(yīng)過電壓，太陽能板的完整性在雷電天氣不易保持。針對這種狀況，采取合理有效的保護(hù)措施，是做好防雷工作的保障。一般情況下，可以采取如下的措施：

3.1直擊雷防護(hù)

直擊雷防護(hù)是做好防雷工作的有效途徑之一。它主要利用避雷針、帶、線，這是一種聯(lián)系性比較強(qiáng)的主動防雷措施。在傳統(tǒng)避雷針上安裝主動觸發(fā)雷電的系統(tǒng)，相當(dāng)于主動觸電，通過吸引雷電的方式來加強(qiáng)對避雷針的保護(hù)力度。這種主動引電方式一定程度上來講可以減少安裝避雷針的數(shù)量。

3.2防雷擊電磁脈沖

從一定程度上來講，累計(jì)電磁脈沖不如直擊雷多產(chǎn)生的危害性大，但是發(fā)生率相對來說比較高。防雷擊電磁脈沖的有效途徑是在太陽能電池陣列的直流輸入線路中裝置避雷針來保護(hù)光伏電流系統(tǒng)。

3.3與地面接觸

與地面接觸從一定程度上來講可以把電流引到大地上，做好接地工作是確保防雷工作的有效途徑之一，它關(guān)系到整個(gè)防雷工作的成敗與否。在確保整個(gè)接地工作順利進(jìn)行的同時(shí)要保障人員的安全，制定合理的布局來完成接地工作。

4結(jié)語

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，太陽能光伏發(fā)電的應(yīng)用越來越廣泛，采取合理有效的安全防雷工作是確保太陽能光伏系統(tǒng)順利發(fā)電的保障。近年來通過科學(xué)技術(shù)的不斷革新，我國對太陽能光伏發(fā)電的防雷工作越來越完善。本文主要介紹了直擊雷、雷擊電磁脈沖和與地面接觸三種防雷技術(shù)，以期為太陽能光伏發(fā)電保駕護(hù)航。

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Lightning Protection Technology for Solar Photovoltaic Power Station

HUANG Xin-yu
（Nanya Middle School of Chang sha，Chang sha 410129，China）

This paper mainly introduces the lightning，lightning electromagnetic pulse and contact with the ground three lightning protection technology，in order tosolar photovoltaic power generation escort.

Solar energy；PVpower generation；Lightningprotection technology

TM862

A

1674-8646（2015）08-0029-01

2015-05-23