光伏系统防雷设计

摘要：随着新能源的快速发展，太阳能发电应用范围越来越广泛。本文通过对雷电分析确定了其对光伏发电系统造成的影响及危害，介绍了一种新型的光伏发电系统用防雷器，更合理的保护光伏发电电源系统。

0 引言

随着人们环境保护意识的增强和太阳能光伏技术的发展，太阳能光伏并网发电系统的数量、规模和应用规模都在不断扩大，为确保太阳能光伏并网发电系统安全可靠运行，太阳能光伏并网发电系统的防雷设计也越来越受重视。太阳能光伏并网发电系统的防雷与一般电器的防雷既有区别又有联系，因此要根据太阳能光伏并网发电系统的特点来合理设计可靠的防雷方案。

1、雷电的影响分析

雷电是一种在大气中的放电的自然现象，它对大地的静电感应，使地面或建筑物表面形成异性电荷，当电荷积聚到一定程度时，不同电荷云团之间，或云与大地之间的电场强度可以击穿空气，开始游离放电，称之为“先导放电”。云对地的先导放电是云向地面跳跃式逐渐发展的，当到达安装在地面或者其他建筑物上的光伏发电系统时以及其他建筑物时，便会产生由地面向云团的逆导主放电。在主放电阶段里，由于异性电荷的剧烈中和，会出现很大的雷电流，并随之发生强烈的闪电和巨响，这就形成雷电。光伏电池板大多都是安装在室外屋顶或是空旷的地方，所以雷电很可能直接击中光伏电池板。

如果没有采取等电位连接和钳位措施而且避雷针引下线与导线、金属管道或电器设备的工作地线间的距离小于安全间距，雷击发生时，导线感应雷电流，或者雷击建筑物导致地电位抬高，都会使设备的电源线、信号线和接地线之间存在电位差，如果电位差超过设备的耐受能力，则该设备必然被击坏。

就光伏发电系统组成而言，晶体硅半导体材料是由PN结组成，光伏组件上安装有整流防倒流二极管等，在正常工作条件下，PN结能够承受包括静电感应电在内的高电压冲击，但是对于在雷电等高电场条件下工作就非常容易受到破坏。雷电作用在光伏组件上轻则会造成组件PN结间击穿和防倒流二极管击穿，从而导致无法发电；重则会将控制器或者是逆变器、控制器到直流负载、逆变器到电源分配电盘以及配电盘到交流负载等的供电线路上产生浪涌电压，损坏外围的电气设备。所以为了延长光伏供电系统的使用寿命，提高安全使用性能，减少损失，优化光伏发电系统的结构设计及研究新型的光伏发电系统用防雷器对于光伏行业的发展有着十分重要的意义。

责任编辑：solar_robot