Solar Protection Systems: Surge Protective Devices (SPD) & Lightning Protection Guide

كيفية حماية المحطات الشمسية من الصواعق والارتفاع الفجائي للجهد (SPD): حماية كارتة الإنفرتر والألواح

💡 في المقالات السابقة اتعلمنا أصول التركيب الميكانيكي والكهربائي، وقياسات الأعطال بالآفو، وكمان الفحص الحراري للوقاية من الـ Hotspots. في هذا المقال هنكمل المنظومة بـ "خط الدفاع الأخير": إزاي تحمي المحطة والإنفرتر من الاحتراق المباشر بسبب ضربات الصواعق والجهود العالية الفجائية (Overvoltage Transients)؟

مهما كان تركيبك هندسي ممتاز والألواح سليمة، التفريغ البرقي أو ارتفاع الجهد المفاجئ في شبكة الكهرباء قد يصل به الحال في نهاية المطاف بحرق كارتة الإنفرتر الأساسية في ثوانٍ معدودة.

أن حماية المنظومة يعتمد على اختيار وتوصيل أجهزة الـ Surge Protective Devices (SPD) وشبكة الصواعق بشكل صحيح.

1. أجهزة حماية الجهد العالي (DC & AC SPD)

جهاز الـ SPD وظيفته إنه بيشتغل كـ "مفتاح سريع جداً" بيفتح في أجزاء من المايكروثانية لما الجهد يزيد عن المسموح، ويسرب التيار العالي للأرضي مباشرة قبل ما يوصل للإنفرتر.

• جانب التيار المستمر (DC SPD): بيتركب في لوحة التجميع (Combiner Box) قبل دخول الاسترنجات للإنفرتر، ولابد إنه يتناسب مع أقصى جهد للمحطة (1000V DC أو 1500V DC).
• جانب التيار المتردد (AC SPD): بيتركب على خروج الإنفرتر باتجاه لوحة التوزيع الرئيسية للحماية من الارتفاعات الفجائية الجاية من شبكة الكهرباء العامة.
• فحص كارتريج الحماية (Cartridge Inspection): أجهزة الـ SPD الجيدة بيبقى فيها مؤشر حالة (أخضر = شغال / أحمر = محترق ووجب استبداله فوراً بعد أي ضربة جهد).

شكل (1): توصيل قواطع الحماية وأجهزة الـ SPD لحماية دخل الإنفرتر

2. أنواع الـ SPD وكيف تختار النوع المناسب لمحطتك؟

اختيار نوع الـ Surge Arrester بيعتمد على وجود مانعة صواعق (Lightning Rod) في الموقع من عدمه:

نوع الـ SPD	التطبيق والمكان المناسب	طبيعة الحماية
Type 1 (Class I)	المباني المزودة بـ مانعة صواعق خارجية (Lightning Protection System)	يتحمل الضربات المباشرة الصريحة للصواعق (10/350 μs)
Type 2 (Class II)	المحطات العادية المسكونة بدون مانعة صواعق مباشرة	يحمي من الجهود العالية الحثية والمفاجئة (8/20 μs)
Type 1+2 Combined	المحطات الأرضية الكبيرة والأسطح المفتوحة المعرضة للخطر	دمج بين الحماية من الصواعق والجهود الحثية معاً

3. القواعد الذهبية لتوصيل كابلات الحماية والتأريض

جهاز الـ SPD مش هيشتغل بكفاءة لو طريقة التوصيل والكابلات غلط! اتبع التعليمات الميدانية دي:

1. قاعدة الـ 50 سم (50cm Rule): إجمالي طول السلك من القاطع إلى الـ SPD ومنه إلى بارة التأريض يجب ألا يتجاوز 50 سم، لأن طول السلك بيزود المقاومة ويقلل سرعة تفريغ الصاعقة.
2. مساحة مقطع كابل التأريض: كابل تأريض الـ DC SPD يجب ألا يقل عن 6mm² (ويفضل 16mm² للنظم الكبيرة) ومربوط مباشرة ببارة التجميع الأرضية.
3. مسافة الفصل بين مانعة الصواعق والألواح (Separation Distance): لو فيه صارية مانعة صواعق، لازم تبعد مسافة أمان (لا تقل عن 50-80 سم) عن شاسيه الألواح لتجنب الشرارة القفازة (Side Flashing).

تنبيه ميداني للمهندسين: الـ SPD بدون شبكة تأريض حقيقية ومقاومة أقل من 5 أوم ملوش أي قيمة عملياً! الطاقة الكهربائية الناتجة عن الصاعقة محتاجة مسار سهل ومباشر للهروب للأرض، وإلا هترتد وتدمر أقرب كارتة إلكترونية.

خلاصة السلسلة الميدانية

المنظومة الشمسية المتكاملة هي منظومة تجمع بين: تركيب ميكانيكي قوي، توصيلات كهربائية واختبارات آفو دقيقة، صيانة وقائية وفحص حراري دوري، وحماية متكاملة من الصواعق والجهود الفجائية (SPD). بالتزامك بهذه القواعد الميدانية، بتضمن تشغيل آمن ومستقر لمحطتك طوال عمرها الافتراضي.

Edit This Article