* Изображение создано нейросетью
В 2025 году специалисты из Ирана разработали проект молниезащиты и заземления для солнечной электростанции мощностью 40 МВт. Задача осложнялась тем, что молниеприёмники должны защищать панели и оборудование, но не создавать при этом заметного затенения модулей — иначе станция теряет часть выработки.
Крупные солнечные электростанции занимают значительную открытую территорию и включают большое количество панелей, металлических опор, кабельных линий, инверторов и другого электротехнического оборудования. Прямой удар молнии и возникающие при нём перенапряжения могут привести к повреждению оборудования и простою станции.
Рассматриваемая электростанция имеет длину около 1420 м и ширину 500 м. Оценка риска проводилась по стандарту IEC 62305-2 в программе PVLPS. По результатам расчёта для объекта был выбран IV класс молниезащиты.
Конструкция молниезащиты
Далее специалисты сравнили несколько вариантов устройства молниезащиты, включая активную и пассивную системы. В условиях рассматриваемой площадки применение активных молниеприёмников потребовало бы установки достаточно высоких опор, которые создавали бы дополнительное затенение панелей. Поэтому для проекта была выбрана пассивная неизолированная система молниезащиты.
По расчёту для станции требуется 1375 стержневых молниеприёмников, выступающих на 1,5 м над панелями. Расстояние между ними составляет преимущественно 20 м и не превышает 25 м. Для отвода тока предусмотрено использование металлических конструкций солнечных панелей, сечение которых оказалось достаточным для выполнения функции естественных токоотводов. При этом необходимо обеспечить электрическую непрерывность соединений конструкций.
Вариант отдельно стоящего молниеприёмника
Вариант с молниеприёмником, установленным на опоре солнечной панели
Авторы отмечают, что увеличение высоты молниеприёмников позволяет уменьшить их необходимое количество. Однако при выборе параметров системы нужно одновременно учитывать уровень защиты, возможное затенение панелей, стоимость реализации и влияние решения на выработку станции.
Заземляющее устройство
Для расчёта заземления использовалась программа ETAP. Среднее удельное сопротивление грунта на глубине одного метра составило около 890 Ом·м. Для объекта было выбрано кольцевое заземляющее устройство типа B с электродами из горячеоцинкованной стали.
Расчётное сопротивление заземляющего устройства составило 0,215 Ом, а полученные напряжения прикосновения и шага не превысили допустимых значений. По оценке авторов, применение оцинкованных электродов вместо медных позволяет снизить стоимость реализации системы.
Схема заземления солнечной электростанции
В исследовании также рассмотрены уравнивание потенциалов металлических конструкций, заземление трансформаторных подстанций и ограждения электростанции. Таким образом, молниезащита крупного фотоэлектрического объекта не ограничивается установкой молниеприёмников, а проектируется совместно с заземлением и системой уравнивания потенциалов.
Представленное решение не является универсальным: для расчёта молниезащиты и заземления вашего объекта обратитесь в Технический центр ZANDZ.
Источник: M. Parhamfar, R. Naderi, I. Sadeghkhani, Risk assessment, lightning protection, and earthing system design for photovoltaic power plants: A case study of utility-scale solar farm in Iran, https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2667113125000117
Смотрите также:
