首先，雷電會對光伏電站造成哪些危害呢?
1、對太陽電池組件的危害。太陽電池板是太陽能發(fā)電系統(tǒng)中的核心部分，也是太陽能發(fā)電系統(tǒng)中價值最高的部分。其作用是將太陽的輻射能量轉(zhuǎn)換為電能，或送往蓄電池中存儲起來，或推動負載工作。但其所在位置極易遭受具有強大的脈沖電流、熾熱的高溫、猛烈的電動力的直擊雷的沖擊而導(dǎo)致整個系統(tǒng)癱瘓。
2、對光伏控制器的危害。光伏控制器的作用是控制整個系統(tǒng)的工作狀態(tài)，并對蓄電池起到過充電保護、過放電保護的作用。當系統(tǒng)遭受到雷擊或是過電壓損壞時會出現(xiàn)以下情況。
(1)充電系統(tǒng)一直充電，放電系統(tǒng)無放電，導(dǎo)致蓄電池一直處于充電狀態(tài)，充電過飽輕則縮短蓄電池使用壽命、容量降低，重則導(dǎo)致蓄電池爆炸，造成對整個系統(tǒng)的損壞和人員傷亡。
(2)充電系統(tǒng)無充電，放電系統(tǒng)一直處于放電狀態(tài)，蓄電池?zé)o法將電能儲存起來，導(dǎo)致用戶在有太陽光時設(shè)備可正常工作，無太陽光或光線不強時設(shè)備無法工作。
3、對蓄電池的危害。太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)一般采用鉛酸蓄電池，小微型系統(tǒng)中，也可用鎳氫電池、鎳鎘電池或鋰電池。其作用是在有光照時將太陽電池板所發(fā)出的電能儲存起來，到需要的時候再釋放出來。當系統(tǒng)遭受到雷擊時過電壓入侵到蓄電池時輕則損害蓄電池、縮短電池的使用壽命，重則導(dǎo)致電池爆炸，引起嚴重的系統(tǒng)故障和人員傷亡。
4、對逆變器的危害。太陽能的直接輸出電壓要轉(zhuǎn)變?yōu)閍c 220v/ac 380v為電器提供電能，需要將太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)所發(fā)出的直流電能轉(zhuǎn)換成交流電能，因此需要使用dc-ac逆變器。如果逆變器損壞將會出現(xiàn)以下情況。
(1)用戶負載無電壓輸入，用電設(shè)備無法工作。
(2)逆變器無法將電壓逆變，導(dǎo)致太陽電池板上的直流電壓直接供負載使用，如果太陽電池板電壓過高將直接燒毀用電設(shè)備。
那么，光伏電站如何預(yù)防雷電?
在現(xiàn)階段防雷措施中，最為有效也是最為廣泛的方法就是把電氣設(shè)備金屬部件與大地相連。接地系統(tǒng)由四部分組成：即接地設(shè)備、接地體、引入線和大地。良好接地是防雷措施成功的重要基礎(chǔ)。主要的接地方式有以下三種：
1、共體接地
接地體具體安裝過程是在地上挖一個直徑約30cm的洞，并且在洞底鋪設(shè)一些食鹽，再將接地體放入其中。使用PVC管罩住接地體，然后把接地體周圍的空隙使用泥土進行填滿并壓實。最后在上面放上碎石子進行澆水加固。使用同樣的方法將其他接地體接地。形成等腰三角形的布局，再使用35mm的銅線連接。形成光伏電場內(nèi)部的一個接地體。
這種接地可以使光伏發(fā)電場所有的金屬部件有效接地。這種方法還不需要埋設(shè)很多個接地體就可以解決接地問題。而且還有效地把電阻值控制在4n以內(nèi)。光伏電場中所有設(shè)備的金屬殼、避雷裝置以及電池板的金屬架、逆變器等眾多設(shè)備都能直接連在同一個接地體上。在沒有雷擊現(xiàn)象發(fā)生時可以單純作為接地保護和零線。一旦發(fā)生雷擊時就可以當作防雷接地裝置使用。
2、單體接地
一些區(qū)域內(nèi)由于地理環(huán)境的影響。光伏電場內(nèi)部的電桿經(jīng)常會遭受到雷擊。并且雷擊的位置相對固定，不會發(fā)生移動。針對這些特殊的電桿，要單獨安裝避雷裝置。埋設(shè)相應(yīng)的接地體，就可以有效防止雷擊現(xiàn)象的發(fā)生，接地體通常會使用長度約2m的鍍鋅角鋼或扁鋼。
3、組合接地
組合接地由多個接地體組成。通常以環(huán)形或方形放射狀以及其他形式進行安裝布局。接地體成環(huán)形布置時，要保證環(huán)線不能有開口，這是為了降低相互屏蔽作用。兩個相鄰接地體之間的實際具體不能小于3m。接地體的上端要使用鍍鋅的角鋼加固，距離地面要小于1m。
防雷擊電磁脈沖雷
擊電磁脈沖沒有直擊雷強烈，但是發(fā)生概率卻非常高，目前常采用的防護措施主要有等電位連接、屏蔽和加裝電涌保護器。為了減小不同金屬物之間的電位差和故障電壓危害，太陽能電池板的四周鋁合金邊框和金屬支架，控制器、匯流箱、逆變器的金屬外殼，金屬管(槽)線纜的金屬屏蔽層及避雷帶等應(yīng)根據(jù)GB50057的規(guī)定采取良好的等電位連接措施。
為減少電磁干擾，太陽能電池板的入戶線路應(yīng)以合適的路徑敷設(shè)并做好線路屏蔽。線纜應(yīng)選用有金屬屏蔽層的電纜并穿金屬管敷設(shè)。在防雷區(qū)界面處電纜金屬屏蔽層及金屬管(金屬管應(yīng)兩端接地)應(yīng)做等電位連接并接地。入戶線路和防雷連接線需分開敷設(shè)，保持最小平行間距1m，最小交叉間距0.3m。為了防止雷擊電磁脈沖產(chǎn)生的過電壓及過電流經(jīng)入戶線路侵入損壞室內(nèi)的光伏發(fā)電設(shè)備，對光伏發(fā)電系統(tǒng)的線纜應(yīng)加裝多級防浪涌保護裝置進行防雷保護。
首先，應(yīng)該在太陽能電池方陣的直流輸入線路安裝直流避雷器，根據(jù)線路長度和工作電壓選用標稱放電電流≥10kA適配的SPD該浪涌保護器內(nèi)部應(yīng)包括差模濾波器，以幫助消除線路上傳導(dǎo)的電磁干擾，在光伏電站的交流輸出供電線路上安裝交流避雷器。
其次，由于控制器和逆變器均為價格昂貴的設(shè)備，應(yīng)在控制器和逆變器內(nèi)安裝第2級的電源浪涌保護器，使其具有防雷保護功能。如果逆變器輸出到一些較重要的負載設(shè)備，還應(yīng)該在逆變器輸出端安裝第3級電源浪涌保護器。電源系統(tǒng)和電子系統(tǒng)安裝多級SPD時還需考慮多級匹配問題。
雷電會對建筑物及電氣設(shè)備造成嚴重破壞。在獨立光伏電站的防雷設(shè)計中。應(yīng)當選擇合理的設(shè)計方案，采取有效的措施。做好獨立光伏電站的防雷設(shè)計。防止直擊雷、感應(yīng)雷、雷電波對獨立光伏電站設(shè)備的破壞，這樣才能保證獨立光伏電站長期穩(wěn)定、安全、可靠地運行，為用戶提供優(yōu)質(zhì)的電能。
