獨(dú)立光伏電站的防雷設(shè)計(jì)

獨(dú)立光伏電站的防雷設(shè)計(jì)一、前言

隨著我國新能源領(lǐng)域的飛速發(fā)展，光伏電站已經(jīng)成為了新能源中非常重要的一個(gè)領(lǐng)域，各省市都在不斷地建設(shè)大型的光伏電站，提高我國的可再生能源產(chǎn)能。但是，在光伏電站的建設(shè)中，由于環(huán)境原因，光伏電站的防雷問題也越來越受到大家的關(guān)注。為了保證光伏電站安全穩(wěn)定地運(yùn)行，必須對其進(jìn)行科學(xué)的防雷設(shè)計(jì)。

二、基本概念

1.雷電：雷電是指在云間或云地間發(fā)生的大氣電現(xiàn)象。

2.地閃雷：地閃雷是指放電的云與地面之間傳遞的閃電，它的能量非常大，容易對光伏電站帶來很大的損害。

3.雷電過電壓：在雷電過程中，由于雷電放電的高能量和高電壓，會(huì)在光伏電站中引發(fā)雷電過電壓，影響電站的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

4.雷電防護(hù)工程：雷電防護(hù)工程是指在電力設(shè)施中采用各種技術(shù)措施來減少、消除雷電對電力設(shè)備、電力線路等的損害。

三、光伏電站的防雷設(shè)計(jì)

1.地面工程設(shè)計(jì)

地球接地系統(tǒng)是光伏電站防雷的基礎(chǔ)。要求接地電阻小于10Ω。地面銅排選用可靠材料，布設(shè)緊湊有序，焊接堅(jiān)固。地網(wǎng)造型要科學(xué)合理，銅桿、網(wǎng)格間距要注意，生產(chǎn)時(shí)一定要注意銅接地材料和焊接方法。

2.大棚建筑物防雷設(shè)計(jì)

在設(shè)計(jì)大棚建筑物時(shí)，需要將大棚建筑物分為多個(gè)區(qū)域，每個(gè)區(qū)域與另一區(qū)域完全獨(dú)立。在沒完成大棚建筑物前，地網(wǎng)需要優(yōu)先鋪設(shè)。在金屬組成部分增加接地帶，可以有效減緩復(fù)合體表面的電荷累積，從而減小雷擊面積，達(dá)到防雷的目的。

3.機(jī)房防雷設(shè)計(jì)

機(jī)房是光伏電站的中控室，是電站的大腦，對于電站防雷來說是重點(diǎn)部分。機(jī)房的內(nèi)部金屬組成部分，設(shè)備的金屬機(jī)箱需要加接地帶，以排除機(jī)房中的感應(yīng)電流和地電位干擾。在電站的電源系統(tǒng)和通信系統(tǒng)中需要設(shè)置絕緣破壞器。

4.電源接入線路設(shè)計(jì)

在SMA建議中，ΔU/Umax（直流側(cè)）的總和不應(yīng)大于3%.DC電源線要充分考慮其長度和布線方式，使用優(yōu)質(zhì)的光伏專用電纜。用于光伏發(fā)電系統(tǒng)的光伏模塊，線路及其連接器必須符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)并進(jìn)行專業(yè)的管理。

5.避雷針設(shè)計(jì)

避雷針是一種非常有效的避雷設(shè)備，它在光伏電站的防雷設(shè)計(jì)中具有非常重要的作用。避雷針通過其引伸桿引導(dǎo)雷電通過導(dǎo)體轉(zhuǎn)移至接地，從而減輕雷電對光伏電站的損害，避免人身傷害事故和財(cái)產(chǎn)損失。

光伏電站的避雷針布置應(yīng)按國家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，盡量采用高承壓及機(jī)械強(qiáng)度適宜的耐腐蝕鋼翼板設(shè)計(jì)，保證其使用壽命及地閃雷電過電壓容限。避雷針布置的基本原則是以位于元器件等設(shè)備之上的避雷針為基準(zhǔn)，引閃高度取避雷針高度的1.5-2倍。

四、防雷實(shí)施方案

根據(jù)光伏電站的防雷設(shè)計(jì)原則，制定詳細(xì)的防雷實(shí)施方案，對電站所有的硬件設(shè)備進(jìn)行細(xì)致詳盡的檢測、檢驗(yàn)和調(diào)試。

檢驗(yàn)工作包括：

1.針對防雷設(shè)備進(jìn)行檢驗(yàn)，如地閃雷防護(hù)裝置和避雷線路等。

2.對光伏電站各項(xiàng)設(shè)備進(jìn)行技術(shù)檢驗(yàn)和質(zhì)量檢驗(yàn)，并采取必要的措施，提高設(shè)備的可靠性。

3.針對所有的防雷設(shè)施進(jìn)行檢查，包括電站內(nèi)部防雷設(shè)施和周圍環(huán)境的防雷設(shè)施，確保防雷設(shè)備的使用效果。

調(diào)試工作包括：

1.對光伏電站的地面接地系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)試。

2.對各項(xiàng)防雷設(shè)備進(jìn)行調(diào)試，如避雷針、地閃雷防護(hù)裝置、接地裝置等。

3.對光伏電站的所有硬件設(shè)備進(jìn)行調(diào)試并保證其良好運(yùn)行。

五、總結(jié)

通過對光伏電站的防雷設(shè)計(jì)和實(shí)施方案進(jìn)行詳細(xì)分析和闡述，相信大家已經(jīng)對光伏電站的防雷問題有了更全面的了解。要實(shí)現(xiàn)光伏電站的可靠運(yùn)行，必須將防雷工作放在第一位，建立科學(xué)合理的防雷設(shè)施和完善的管理體系。在此基礎(chǔ)上，我們相信光伏電站的應(yīng)用將會(huì)得到更廣泛的推廣和推廣。本文將以我國光伏電站建設(shè)近年來的相關(guān)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，對光伏電站的發(fā)展情況、產(chǎn)能及防雷問題進(jìn)行分析。

一、光伏電站的發(fā)展情況

1.光伏電站的建設(shè)規(guī)模

截至2019年底，我國共計(jì)建成光伏電站1094個(gè)，總裝機(jī)容量達(dá)到184.55GW，成為全球最大的光伏發(fā)電國家。其中，大型光伏電站數(shù)量較多，占比達(dá)到59.3%，也有較多的分布式光伏電站，占比29.2%。同時(shí)，還有一部分分布在農(nóng)村和屋頂上的小型光伏電站。

2.光伏電站的分布區(qū)域

我國光伏電站分布區(qū)域主要集中在西北、華北、華東地區(qū)，其中西北地區(qū)的從新疆到青海、甘肅一帶，是我國光伏電站最為密集的區(qū)域，總裝機(jī)容量占到47.5%。

3.光伏電站的建成情況

近年來，我國光伏電站的建設(shè)速度非?？?，2019年新增裝機(jī)容量為26.6GW，同比增長約34.5%。其中，大型光伏電站建設(shè)量增加緩慢，主要增長來源于分布式光伏電站，其建設(shè)占比顯著提高。

4.光伏電站的維護(hù)水平

我國光伏電站的維護(hù)水平也得到了大幅提高，基本上可以做到正常運(yùn)行和管理。光伏電站的質(zhì)量得到保證，發(fā)電有效性得到保障。并且，各地政府以及企業(yè)也積極采取優(yōu)惠政策，對于光伏電站的發(fā)展起到了積極的推動(dòng)作用。

二、光伏電站的產(chǎn)能

光伏電站是一種可再生能源形式，其制造和使用過程中所產(chǎn)生的二氧化碳排放量相對較低，因此在國家的重點(diǎn)扶持領(lǐng)域。同時(shí)，光伏電站能夠產(chǎn)生的電能與日照強(qiáng)度密切相關(guān)，隨著科技的不斷進(jìn)步和工藝的不斷改進(jìn)，光伏電站的發(fā)電效率也越來越高。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2019年，我國光伏電站的發(fā)電量已經(jīng)由2018年的177.5億千瓦時(shí)提高至223.6億千瓦時(shí)，同比增長了26.0%。其中，土地光伏電站的發(fā)電量占到54.7%，分布式光伏電站的發(fā)電量占到45.3%。

三、光伏電站的防雷問題

1.雷擊事件頻發(fā)

由于光伏電站的建設(shè)地點(diǎn)多為大面積裸露區(qū)域，未來人口密度密集的城市中，未來光伏電站的建設(shè)比例將會(huì)更加較高。采用了大量的金屬材質(zhì)，這就使得光伏電站成為了雷擊事件最容易發(fā)生的一個(gè)場所。其中，由于一些光伏電站建于高山地區(qū)，導(dǎo)致建設(shè)難度和成本都十分大，一旦被雷擊可能對電站造成嚴(yán)重?fù)p失。

2.建設(shè)和運(yùn)行成本高

光伏電站建設(shè)以及運(yùn)行的成本都非常高，尤其是在環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)日益提高的背景下，光伏電站的建設(shè)、防雷工作及設(shè)備運(yùn)維成本都在不斷提高。因此，在光伏電站的建設(shè)和運(yùn)行過程中，要對防雷設(shè)計(jì)進(jìn)行科學(xué)合理的規(guī)劃，保證電站的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

3.防雷技術(shù)不斷提高

近年來，我們國家在光伏電站防雷技術(shù)方面不斷提高，不斷地推出新的技術(shù)和設(shè)計(jì)。這些新技術(shù)的應(yīng)用可以更有效的保證光伏電站的安全、穩(wěn)定運(yùn)行，保護(hù)設(shè)備免受閃電攻擊。同時(shí)，也能夠讓更多的家庭和企業(yè)使用清潔能源，降低環(huán)境污染。

四、結(jié)論

總體來說，我國在光伏電站建設(shè)和防雷問題方面取得了很大的進(jìn)展，光伏電站建設(shè)覆蓋范圍廣，裝機(jī)容量達(dá)到全球之最。未來，隨著科技的不斷發(fā)展和技術(shù)的不斷完善，相信光伏電站的產(chǎn)能和防雷問題都有望得到更加完善的解決。同時(shí)，在電站的管理過程中，也需要嚴(yán)格遵守規(guī)范，加強(qiáng)設(shè)備維護(hù)，確保光伏電站的安全、穩(wěn)定運(yùn)行，為建設(shè)美麗中國做出自己的努力。中國擁有龐大的人口和快速發(fā)展的經(jīng)濟(jì)，隨之而來的是能源短缺和環(huán)境污染等問題。因此，在國家能源政策的引導(dǎo)下，光伏電站作為一種清潔、可再生的能源形式，受到了越來越多的關(guān)注和發(fā)展。在此，本文將以滬蘇浙地區(qū)的光伏電站為例，對光伏電站的建設(shè)規(guī)模、產(chǎn)能和防雷問題進(jìn)行綜合分析。

一、滬蘇浙光伏電站的建設(shè)規(guī)模

自2010年開始，滬蘇浙地區(qū)光伏電站的建設(shè)經(jīng)歷了一次發(fā)展高峰，最初的光伏電站是分散設(shè)置在各個(gè)城市的屋頂上，用于向當(dāng)?shù)鼐用窆╇?。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，光伏電站開始向工業(yè)園區(qū)、農(nóng)村地區(qū)和沿海市區(qū)等場所擴(kuò)展。

目前，滬蘇浙地區(qū)共有光伏電站431個(gè)，總裝機(jī)容量約為10.8GW，占全國光伏發(fā)電總量的8.2%。其中，江蘇光伏電站的裝機(jī)容量達(dá)到了5GW，占滬蘇浙地區(qū)總數(shù)的近一半，成為了光伏發(fā)電的重要地區(qū)。同時(shí)，滬蘇浙地區(qū)光伏電站的建設(shè)規(guī)模以分布式光伏電站為主，其中農(nóng)村地區(qū)和工業(yè)園區(qū)的光伏電站數(shù)量占比較大。

二、滬蘇浙光伏電站的產(chǎn)能

滬蘇浙光伏電站的發(fā)電量隨著裝機(jī)容量的不斷增加而逐漸提高，2019年光伏發(fā)電總量為8991.9萬千瓦時(shí)，同比增長了29.7%。其中，江蘇光伏電站的發(fā)電量達(dá)到了4650.7萬千瓦時(shí)，成為該地區(qū)光伏發(fā)電量的主要貢獻(xiàn)者。

值得一提的是，滬蘇浙地區(qū)光伏電站的發(fā)電量主要分布在夏季，因?yàn)檫@段時(shí)間陽光強(qiáng)度較大，光伏電站的發(fā)電效率相對較高。同時(shí)，滬蘇浙地區(qū)的光伏電站主要供電于當(dāng)?shù)氐拿癖姾推髽I(yè)，可以有效地減少當(dāng)?shù)氐哪茉炊倘眴栴}。

三、滬蘇浙光伏電站的防雷問題

在滬蘇浙地區(qū)，光伏電站的防雷問題日益引起重視。由于地區(qū)的氣候條件，閃電天氣的頻率較高，電站的防雷工作顯得尤為重要。在過去一年中，滬蘇浙地區(qū)的光伏電站共發(fā)生雷擊事故17起，其中一些事故造成了不可預(yù)估的經(jīng)濟(jì)損失。

針對這一現(xiàn)狀，滬蘇浙地區(qū)的政府加大了對光伏電站防雷方面的扶持和支持。此外，光伏電站的建設(shè)方也在不斷探索和嘗試，以尋找最適合本地氣候特征的防雷方案。其中，寶信軟件所研發(fā)的“光伏防雷智慧管家”應(yīng)用于光伏電站管理，可以實(shí)現(xiàn)避免影響發(fā)電效率的情況下，完美接地和實(shí)現(xiàn)