Photovoltaikanlagen: Sicherheit gegen Blitzschlag in der Solarenergiebranche

Photovoltaikanlagen: Sicherheit gegen Blitzschlag in der Solarenergiebranche

Die Investitionen in erneuerbare Energien sind in den letzten zehn Jahren exponentiell gestiegen, angetrieben durch das ökologische Bewusstsein für den Klimawandel. Unter den verschiedenen sauberen Energiequellen ist die Photovoltaik diejenige, die Jahr für Jahr am stärksten wächst. Um die hohen Investitionen, die ein Solarpark erfordert, zu schützen, verfügt Aplicaciones Tecnológicas S.A. über ein Portfolio an intelligenten Lösungen zum Schutz vor elektrischen Unwettern, deren Auswirkungen ein ernsthaftes Risiko für den Betrieb von Solaranlagen darstellen.

Der Solarenergiesektor ist ein strategischer Industriezweig und spielt eine entscheidende Rolle bei der Energiewende, eine Rolle, die in den kommenden Jahren noch zunehmen dürfte. Die Photovoltaik ist derzeit die weltweit am häufigsten installierte Energiequelle sowohl unter den erneuerbaren als auch unter den nicht-erneuerbaren Energieträgern und wird nach Angaben von IRENA im Jahr 2020 mit insgesamt 843.086 MW weltweit 40 % der neuen globalen Kapazität ausmachen [1].

Wie jede Freiflächenanlage sind auch Solaranlagen sehr empfindlich gegenüber Unwettern, insbesondere gegenüber Blitzeinschlägen. Schlägt ein Blitz direkt in ein Solarmodul ein, kann er dieses erheblich beschädigen. Darüber hinaus kann er das elektrische System überlasten und elektronische Komponenten wie Laderegler und Wechselrichter beschädigen oder einen Temperaturanstieg auf der Oberfläche des Solarmoduls verursachen, was zu Rissen oder Brüchen im Glas und in den Solarzellen führen kann.

Der Aufbau und die Inbetriebnahme eines Photovoltaik-Parks erfordern eine erhebliche Investition, die sich erst nach Jahren auszahlt. Die Komponenten von Solarmodulen reagieren besonders empfindlich auf jede Art von Energieverlust. Anlagen mit einer Leistung von 100 MW oder mehr können direkt an das Stromnetz angeschlossen sein, so dass die Auswirkungen eines Blitzeinschlags die Anlage und das Netz beeinträchtigen können.

Aplicaciones Tecnológicas S.A. verfügt über ein Portfolio an technologisch fortschrittlichen Lösungen für Blitzschutz- und Erdungssysteme. Diese Lösungen sind für den integralen Schutz von Solarparks konzipiert, um die Sicherheit zu verbessern, die Betriebseffizienz zu optimieren und die durch Blitzeinschläge verursachten Kosten so weit wie möglich zu reduzieren.

Photovoltaikanlagen: Präventiver Schutz

ATSTORM® ist ein intelligentes Gewitterfrühwarnsystem, das dazu dient, vorübergehende Präventivmaßnahmen zu aktivieren und zu deaktivieren, um die Risiken eines möglichen Blitzschlags zu minimieren. Das ATSTORM®-Gewittererkennungssystem ist eine durch IoT-Technologien unterstützte Lösung, die auf der Bewertung der Bedingungen eines zu schützenden Gebiets und einer Vielzahl von Daten basiert, die die Expertenalgorithmen unterstützen.

ATSTORM® verwendet eine doppelte Sensortechnologie, um zuverlässige und objektive Stoppwarnungen zu liefern. Einerseits messen die Sensoren das lokale elektrostatische Feld, um vor der Entstehung eines Sturms in dem Gebiet zu warnen. Darüber hinaus umfasst es elektromagnetische Feldsensoren, die den Erfassungsbereich für herannahende aktive Gewitter erweitern.

Die gesammelten Daten werden an die Cloud weitergeleitet, wo Expertenalgorithmen die Bedingungen eines sich bildenden Gewitters oder eines herannahenden Gewitters in dem Gebiet genau und präzise bestimmen. Die verarbeiteten Informationen werden in Form von Warnungen an den Nutzer gesendet, so dass genügend Zeit bleibt, um vorbeugende Maßnahmen einzuleiten.

Externer Schutz in Photovoltaikanlagen: PDC-Blitzstromableiter und intelligenter Blitzzähler für Status- und Ableitungsinformationen in Echtzeit

Der intelligente Blitzableiter DAT CONTROLER® REMOTE ist ein Gerät mit Selbstdiagnose seines Kopfes und Kommunikation über IoT (Internet of Things) des Ergebnisses, um den korrekten Betrieb der Anlage aus der Ferne zu überwachen. Der DAT CONTROLER® REMOTE ermöglicht eine tägliche Selbstprüfung des Blitzableiters, ohne dass dieser demontiert werden muss oder Hilfsmittel zum Anheben verwendet werden müssen.

Die Ergebnisse der autonomen Prüfung werden über M2M-Kommunikation an ein Empfangsgerät (Mobiltelefon, Tablet, Computer) gesendet. Diese Informationen können auf dem Webportal zusammen mit anderen kundenspezifischen Benachrichtigungen abgerufen werden, was eine korrekte vorbeugende Wartung und eine Kostenreduzierung im Zusammenhang mit einer verspäteten Reparatur einer Komponente ermöglicht.

Jeder Blitzeinschlag und seine Auswirkungen auf Blitzschutzsysteme, von der Fangeinrichtung bis zur Erdung, sind unterschiedlich. Daher ist es wichtig, die detaillierten Informationen zu jeder Entladung zu kennen, um Inspektionen vorhersehen und kritische Reparaturen durchführen zu können, damit das System weiterhin effizient arbeiten kann.

SMART LIGHTNING LOGGER überwacht kontinuierlich die elektrische Aktivität in den Ableitungen eines Blitzschutzsystems, in dem er installiert ist. Wenn eine Entladung stattfindet, sammelt das Gerät die folgenden Informationen:

Amplitude

Polarität

Dauer

Ladung

Spezifische Energie

Datum und Uhrzeit

Alle diese Daten werden an die AT-CLOUD gesendet, wo sie von Expertenalgorithmen verarbeitet werden, um Echtzeitwarnungen über die CONNECT-Plattform zu liefern. So kann die Dringlichkeit bestimmt und im Schadensfall eine frühzeitige Reparatur geplant werden.

Überspannungen - Spezifische Überspannungsschutzgeräte für Photovoltaikanlagen

Elektromagnetische Felder, die durch Blitze verursacht werden, können die Leitungen und damit die Anlagen beeinträchtigen, selbst wenn ein Blitzschutzsystem vorhanden ist, das den direkten Einschlag abfängt.

Blitzeinschläge verursachen transiente Überspannungen, die Geräte beschädigen können. Der Überspannungsschutz für Photovoltaikanlagen wird für jede Anlage maßgeschneidert, um einen maximalen Schutz für die Photovoltaikzellen und alle anderen in sie integrierten Elemente zu gewährleisten.

Für den Überspannungsschutz verwendete Komponenten:

Überspannungsschutzgerät - Serie ATPV

Maßgeschneidertes Schutzgehäuse für Photovoltaikanlagen mit den geeignetsten Schutzvorrichtungen für die Photovoltaikzellen und Wechselrichter jeder Anlage.

Überspannungsschutz - Serie ATVOLT

Schutz für DC-Versorgungsleitungen in Modulen mit koordiniertem Schutz für ein Leitungspaar. Kann einem Spitzenstrom von 20 kA pro Pol mit einer 8/20 μs-Welle und einer Restspannung von weniger als dem Doppelten der Nennspannung standhalten.

Überspannungsschutzgerät - Serie ATSUB

Einphasiger Schutz, der Strömen von mehreren zehn Kiloampere mit einer 8/20-μs-Welle und Restspannungen zwischen 1 und 2 kV standhält. Verschiedene Modelle verfügbar.

Überspannungsschutzgerät - Serie ATSHOCK

Einphasiger Schutz, der einem Spitzenstrom von 50 kA pro Pol und einer Welle von 10/350 μs mit einer Restspannung unter 4 kV standhält.

Überspannungsableiter - Serie ATCOVER

Überspannungsschutz sowohl im Gleichtakt- als auch im Gegentaktbetrieb. Kann einem Spitzenstrom von 30kA pro Pol und einer Welle von 8/20 μs mit einer Restspannung von unter 900V standhalten. Mit optischer Warnung und Anschluss für Fernwarnung.

Wenn Sie mehr über die sicherheitsrelevanten und kostensparenden Vorteile unserer Geräte für den Solarenergiesektor erfahren möchten, kontaktieren Sie uns bitte über diesen Link.

Sie können auch an einem unserer Webinare zum Thema Sicherheit bei Blitzschlag in der PV-Industrie teilnehmen, indem Sie auf diesen Link klicken.

Referenzen

[1] Tabelle Solarenergie 2011-2021. Internationale Agentur für erneuerbare Energien (IRENA)