Warum sollten wir Solarkraftwerke vor Blitzschlag schützen?

Solaranlageninvestitionen schreiten in unserem Land mit voller Geschwindigkeit voran und tragen erheblich zur Entwicklung unseres Energiesektors bei. Als Blitzschutz-Zentrum informieren wir unsere Investoren und Implementierungspartner über Überspannungs- und Blitzschutzmaßnahmen nach internationalen Standards, um sicherzustellen, dass die Investitionen über viele Jahre hinweg sicher und zuverlässig Energie erzeugen können.

In unserem Land treten jährlich mehr als 2 Millionen Blitzeinschläge auf.

Die brennenden und entzündlichen Auswirkungen eines direkten Blitzeinschlags auf ein PV-Systemgebäude oder auf Panels im Freien können nicht ignoriert werden. Alle Systeme sind einem Brandrisiko ausgesetzt, und sämtliche elektrische Komponenten, einschließlich Karten, Kommunikationsmodule und Transformatoren, können beschädigt werden. Bei einem Blitzeinschlag würde die nachhaltige Energieproduktion gestoppt, was ernsthafte Probleme und finanzielle sowie emotionale Belastungen zur Folge hätte. Alle Komponenten in PV-DC- und AC-Panels, insbesondere Halbleiter, können zerstört werden.

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Karte der Gewittertage in der Türkei

Warum sollten wir ein Blitzschutzsystem in einem PV-System verwenden?

• Um die erwartete Rendite zu erzielen, muss die PV-Anlage 20 Jahre zuverlässig arbeiten.
• Während dieser 20 Jahre sollten Reparatur- und Schadenskosten für die Anlagenausrüstung minimal sein.
• Versicherungsgesellschaften erhöhen die Prämien für eine Anlage, die einem Blitz ausgesetzt war, in den folgenden Jahren erheblich.
• Die Kosten für den Ausfall der Energieproduktion an nur einem Tag übersteigen die Kosten des gesamten Blitzschutzsystems. Die meisten durch Blitz verursachten Schäden können nicht an einem Tag behoben werden, was den Gesamtschaden erhöht.
• Die elektrischen Auswirkungen von Blitzen und plötzlichen Überspannungsspitzen führen zu einer hohen Wahrscheinlichkeit von Systemschäden. Das tägliche Risiko für eine Industrieanlage steigt um 70 %, wenn sich die PV-Anlage auf einem Freifeld oder einem Dach befindet.
• An Standorten mit hoher PV-Dichte steigt die Anzahl der Gewittertage proportional.
• Fehlerhaft implementierte Schutzmaßnahmen in bestehenden Anlagen führen zu Beschwerden und Anfragen zur Neugestaltung des Blitzschutzsystems für betriebsbereite Projekte.

Globale Blitzkarte. Die Türkei liegt in einem Hochrisikogebiet

• Die IEC 62305 1-2-3-4-Normen und andere nationale und internationale Standards definieren alle Schritte zum Blitzschutz. Die Umsetzung ist technisch zwingend erforderlich.
• Ein Blitzschlag kann 200 kA und 28.000°C Spitzenwerte erreichen. Seine elektrischen und physikalischen Auswirkungen dürfen nicht ignoriert werden. Korrekte Systeme müssen installiert werden, um Unfälle bei Gewittern zu verhindern.
• Zum Arbeitsschutz muss ein Blitzschutzsystem sowohl während des Baus als auch im Betrieb installiert werden, um das Personal zu schützen.
• Ein externes Blitzschutzsystem ist entscheidend, um die Anlage vor direkten Einschlägen zu schützen. Die Norm VDE 0185-305 (IEC 62305) erklärt dies eindeutig.
• Statistiken zeigen, dass ein Blitzschlag Schäden in Höhe von bis zu 30.000 EUR an Panels, Wechselrichtern und anderer Ausrüstung verursachen kann.
• Empfindliche Systeme wie Datenlogger können durch Blitze beschädigt werden, und sekundäre Nachfolgeströme können auch Hauptsysteme beeinträchtigen.
• Im Vergleich zu Blitzen treten netzbedingte Überspannungen, Harmonische und plötzliche Spannungsspitzen häufig bei Freifeldinstallationen auf. Ereignisse, die innerhalb von 25 Nanosekunden auftreten, können Systeme deaktivieren und die Energieproduktion stoppen.
• Wenn ein externes Blitzschutzsystem bei direktem Einschlag nicht ordnungsgemäß ausgelegt ist, kann es zu schwerwiegenden irreversiblen Schäden kommen, die möglicherweise einen Austausch von Verkabelung und Panels erfordern.
• Einschläge im Umkreis von 2 km können aufgrund von Widerstandsunterschieden auf die Anlage gerichtet werden.

Schutz von PV-Anlagen mit passiven Blitzableitern

Wichtige Normen für den Blitzschutz in Solarsystemen

Externes Blitzschutzsystem

• VDE 0185-305-3 (IEC 62305-3): Norm für Blitzschutz in Gebäuden

Für photovoltaische Systeme sollte der Schutz mit passiven Fangstangen unter Verwendung der Rollkugel- oder Schutzwinkelmethode erfolgen. Die Norm empfiehlt für Solarsysteme keine herkömmlichen Blitzableiter. Der Schutz sollte anhand einer standortspezifischen Risikoanalyse und Projektplanung ausgelegt werden.

Interner Blitzschutz (AG Überspannungsschutzsysteme)

• VDE 0185-305-4 (IEC 62305-4): Schutz von elektrischen und elektronischen Systemen vor den elektrischen Auswirkungen von Blitzen

Typ 1 AG Überspannungsschutzgeräte müssen auf AC- und DC-Leitungen verwendet werden. Überspannungsschutzgeräte sollten über Funkenstrecken verfügen und anhand der standortspezifischen Risikoanalyse ausgewählt werden.

• Schutz gegen plötzliche Überspannungsspitzen

• VDE 0100-443 (2007): Erklärt den Schutz gegen Überspannungen und Blitzstöße, einschließlich der magnetischen Auswirkungen von Blitzentladungen in Wolken.
• VDE 0100-534 (2009): Erklärt Auswahl, Koordination und Design von Überspannungsschutzsystemen.

Typ-2- und Typ-3-Produkte sollten zum Schutz von Energie-, Daten- und Kommunikationsmodulen in PV-Anlagen verwendet werden. Kameras und LED-Systeme vor Ort sollten ebenfalls mit diesen Geräten geschützt werden.

Erdung von PV-Anlagen erfordert Fachwissen und Erfahrung

Photovoltaik: VDE 0100-712:2006 (IEC 60364-7-712:2002): Die Normen betonen die Schutzanforderungen für photovoltaische Systeme.

• Zusätzlich zu den Schutzmaßnahmen sind Erdung und Potentialausgleich vor Ort von großer Bedeutung.
• AG Überspannungsschutzgeräte sollten verwendet werden, um induzierte Ströme auf DC-Leitungen zu reduzieren, große Leiterschleifen zu vermeiden und abgeschirmte Kabel zu verwenden.
• Typ 1+2 AG Überspannungsschutzgeräte sollten an den DC-Eingängen und AC-Ausgängen von Wechselrichtern installiert werden.
• Nach der externen Erdung sollte im externen Blitzschutzdesign ein Funkenstrecken-Suppressor für den Potentialausgleich verwendet werden.
• Die erforderliche Schutzdistanz zwischen Blitzleitern, Fangstangen und Kabeln muss eingehalten werden.
• Panelübergänge sollten mit isolierten Blitzleitern durchgeführt werden, insbesondere bei Dachinstallationen; isolierte Leiter sollten für Ableitungen verwendet werden.
• Bei den Kabelquerschnitten in den Überspannungsschutzanschlüssen ist auf ausreichende Dimensionierung zu achten; 16 mm² Kabel werden empfohlen.

Als Blitzschutz-Zentrum informieren wir weiterhin Investoren und EPC-Unternehmen, um nachhaltige Investitionen zu gewährleisten. Yılkomer bietet Projektplanung, Risikoanalyse, Produktauswahl und -design, Implementierung und Berichterstattung für Solarsysteme. Viele Anlagen wurden mit 20-jährigen korrosionsbeständigen Produkten geschützt. Sie können uns jederzeit unter info@yilkomer.com kontaktieren.