Güneş Santrallerini Neden Yıldırımdan Korumalıyız?

Güneş yatırımları ülkemizde tüm hızıyla devam etmektedir ve ülkemizin enerji alanında ki gelişimine ciddi katkı sağlanmaktadır. Yıldırımdan Korunma Merkezi olarak da  yatırımların güven içerisinde; uzun yıllar sorunsuz enerji üretebilmeleri için uluslararası standartlar kapsamında aşırı gerilim ve yıldırımdan korunma çalışmaları konusunda yatırımcı ve uygulayıcı partnerlerimizi bilgilendirme çalışıyoruz.

Ülkemizde bir yıl içerisinde 2 milyonun üzerinde yıldırım darbesi düşmektedir.

PV sistemine sahip bir binaya ya da açık arazi de direk panellerin üzerine düşebilecek bir yıldırımın yakıcı ve yanıcı etkisi yadsınamaz. Tüm sistem yangın riskiyle karşı karşıya olduğu gibi elektriksel olarak ta tüm kartlar, haberleşme modülleri, trafolar zarar görebilmektedir. Olası bir yıldırım darbesinde sürdürülebilir enerji üretimi son bulacağı için ciddi bir sorun oluşacaktır.Maddi ve manevi olarak sıkıntılı bir süreç yaşanmaktadır. PV DC ve AC panolar içerisindeki tüm bileşenler ve özellikle yarı iletken elemanlar yanabilmektedir.

BİR PV SİSTEMİNDE NİÇİN YILDIRIMDAN KORUNMA SİSTEMİ KULLANMALIYIZ?

• Yatırımın hedeflenen karşılığını alabilmemiz için ges santrali 20 Yıl sorunsuz çalışması gerekmektedir.
• 20 Yıllık süre içerisinde onarım ve hasar maliyetleri santral ekipmanları için minimum düzeyde olmalıdır.
• Sigorta firmaları tarafından yıldırım darbesine maruz kalmış bir santral diğer yıllarda ciddi prim artışıyla sigortalanmaktadır.
• Bir günlük enerji üretmeme maliyeti tüm yıldırımdan korunma sisteminin maliyetinin çok üzerindedir.Nitekim yıldırım sonucu santralde oluşan çoğu hasar bir günde telafi edilememekte ve zarar çok daha fazla olmaktadır.,
• Yıldırım ve ani aşırı gerilim dalgalanmalarının elektriksel etkisi sonucu tüm sistemlerin zarar görme istatistiği çok fazladır.Günlük hayatta bir endüstriyel tesis için olası darbe riski açık arazide ya da çatıda bulunan bir santral için bir yıl için bu risk %70 daha fazladır.
• Ülkemizde güneş santrallerinin yoğun olarak kurulduğu lokasyonlarda yıldırımlı gün sayısı doğru orantlılı olarak artış göstermektedir.
• Mevcut kurulan santrallerde doğru yapılmayan uygulamalar sonucunda birçok şikayet gelmekte ve çalışır durumda ve teslim edilmiş projelere yeniden yıldırımdan korunma sistem tasarım talepleri gelmektedir.

• IEC 62305 1-2-3-4 Standartı başta olmak üzere tüm ulusal ve uluslararası standartları yıldırımdan korunma konusunda tüm adımları anlatmıştır,uygulanması ve tesisin korunması teknik açıdan zorunludur.
• Yıldırım darbesi 200 kA ve 28000 celcius tepe değerleri sahiptir.Elektriksel ve fiziksel etkisi yadsınamaz.Yağmurlu havalarda gece uykumuzun kaçmaması için doğru sistemleri kurdurmalıyız.
• İş güvenliği önlemleri kapsamında hem santral kurulum aşamasında hem de kurulduktan sonra sahada çalışanların korunması amacıyla da tesiste yıldırımdan korunma sistemi tesis etmek zorundayız.
• Harici bir yıldırımdan korunma sistemi santralin yıldırımın  direk etkilerinden korunması  adına önemlidir. VDE 0185-305 (IEC 62305) Standartında konu çok açık anlatılmaktadır.
• Yapılan istatistikler bir yıldırım darbesinin santralde panel, inverter ve diğer ekipmanların toplamında  30.000 EUR zarar verdiğini göstermektedir.
• Özellikle datalogger gibi hassas sistem elemanları yıldırım karşısında zarar görmekte fakat ufak bir follow current olarak adlandırılan ikincil darbede ana sistemlerde zarar görebilmektedir.
• Yıldırıma kıyasla şebeke kaynaklı darbeler, harmonikler, ani gerilim yükselmeleri özellikle arazi kurulumlarında çok sık yaşanmaktadır. 25nanosaniye de meydana gelen bu darbeler sistemleri devre dışı bırakmakta enerji üretimini sonlandırmaktadır.
• Direk yıldırım düşen bir santralde eğer dış yıldırımdan korunma sistemi doğru tasarlanmadıysa geri dönüşü zor hasarlar oluşmakta tüm kablo sistemi ve panel sistemi değişebilmektedir.
• Tesisin 2km uzağında meydana gelen darbeler direnç farklılığında dolayı tesisimize yönelebilmektedir.

SOLAR SİSTEMLERDE YILDIRIMDA KORUNMA KONUSUNDA ÖNEM ARZ EDEN STANDARTLAR

Dış Yıldırımdan Korunma Sistemi

• VDE 0185-305-3  (IEC 62305-3): Yapılarda Yıldırımdan Korunma Standartı

Ek 5-Phovoltaic Sistemlerde Yıldırımdan Korunma

-İlgili Standartta konu nettir. Pasif Yakalama Uçları ile yuvarlanan küre ya da koruma açısı yöntemiyle tesisi koruma altına almalıyız. Standart kesinlikle solar sistemler için paratoneri önermemektedir. Yıldırım düşecekse devreye giren pasif yakalama ucu sistemlerinin tasarımı anlatılmaktadır. Tesisin özellinde yapılacak risk analizi ve projelendirme sonucunda sistem koruması tasarlanmalıdır. Her tesis bir değildir ve doğru korunma önlemi için risk analizi önemlidir.

İç Yıldırımdan Korunma (AG Parafudr Sistemleri)

• VDE 0185-305-4  (IEC 62305-3): Elektrik ve Elektronik Sistemlerin yıldırımın elektiksel etkisinden korunması

AC ve DC hatlarda Type 1 AG Parafudr mutlaka kullanmalıyız.Parafudrların spark gap özellikte olması ve lokasyon bilgisine göre risk analizi sonucu seçilmsi önemlidir.

• Ani Aşırı Gerilim Darbelerine karşı Santralin Korunması

• VDE 0100-443 (2007): Ani aşırı gerilim ve yıldırım darbelerine karşı korunma anlatılmakta,ayrıca bulut üzeri oluşacak darbelerdeki manyetik alandan korunma açıklanmaktadır.
• VDE 0100-534 (2009): Surge Protection sistemlerin seçimi,koordinasyonu ve dizaynı açıklamaktadır.

Standartlar kapsamında Tip 2 ve Tip 3 ürünlerle enerji, data ve haberleşme modülleri pv santralinde koruma altına alınmalıdır. Ayrıca tesiste bulunan kamera ve led sistemleri de bu ürünlerle koruma altına alınmalıdır.

Fotovoltaik: VDE 0100-712:2006 (IEC 60364-7-712:2002): Fotovoltaik sistemlerin korunma gereksinimlere ilgili standartlarda vurgulanmaktadır.

• Koruma önlemlerinin yanında tesiste topraklama ve eşpotansiyel sistemde büyük önem arz etmektedir.
• Dc Hatların yıldırım darbesinin indüksiyon akımlarından etkisinin azaltılması için AG Parafudr kullanımı yanında büyük iletken döngülerinden kaçınılmalı,ekranlı kablolar kullanılmalıdır.
• İnverter DC girişinde doğrudan terminal kutularında, inverter AC çıkışında Tip 1+2 AG Parafudr kullanmalıyız.
• Dış Yıldırımdan Korunma sistem tasarımında harici topraklamanın ardından spark gap sönümleyici parafudrlar ile eşpotansiyele alma uygulamasını yapmalıyız.
• Yıldırım iletken sistemi ve yakalama uçları ile kablolar arasında s koruma mesafesini sağlamalıyız.
• Paneller arasında geçişleri izoleli yıldırım taşıma sistemleri ile yapmalıyız.Özellikle çatı uygulamalarında bu konu son derece önemlidir,İnişler izoleli yıldırım iletkeni ile yapılmalıdır.
• Parafudr bağlantılarında kablo kesitlerine dikkat etmeliyiz.Yıldırıma karşı koruyan ürünlerde 16mm2 kesitli kablo tercih etmeliyiz.