ارت نیروگاه های خورشیدی
پنل های خورشیدی یکی از محبوب ترین راه های تولید برق پاک است. همه جا از پشت بام خانه های شهری‘گرفته تا مزارع خورشیدی در دل بیابان ردپای این تکنولوژی سبز دیده می شود. اما در کنار تمام مزایای اقتصادی و زیست محیطی که سیستم های خورشیدی دارند، یک نکته مهم یعنی ایمنی برق از طریق اجرای درست ارت مجازی نباید نادیده گرفته شود. اگر جریان های ناخواسته مانند صاعقه یا برق ساکن راهی برای تخلیه نداشته باشند، ممکن است به تجهیزات آسیب بزنند یا حتی باعث خطر برای افراد شوند. این موضوع به ویژه در سیستم های خورشیدی که اغلب در ارتفاع نصب می شوند و تجهیزات حساسی مثل اینورتر دارند، اهمیت بیشتری پیدا می کند. در این میان، سیستم ارت الکتریکی (EDS) که توسط شرکت سانا صنعت کنزا طراحی و ثبت شده، یک راهکار نوآورانه برای حل این مشکل است. این سیستم بدون نیاز به حفاری یا استفاده از خاک مرطوب می تواند یک مسیر مطمئن برای تخلیه جریان های اضافی ایجاد کند. با کمک EDS، چالش های رایج سیستم های ارت سنتی از بین می روند و امنیت پروژه های خورشیدی به شکل قابل توجهی افزایش پیدا می کند.
ارت چیست و چرا در سیستم های خورشیدی اهمیت زیادی دارد؟
ارت بخشی از مدار برق است که برای انتقال جریان های ناخواسته مثل صاعقه، نشتی برق یا نویز به زمین استفاده می شود. این کار باعث می شود تجهیزات آسیب نبینند و امنیت افراد حفظ شود. در سیستم های خورشیدی، ارت اهمیت بیشتری دارد چون شرایط نصب و نوع تجهیزات در این سیستم ها خاص تر است:
نصب در ارتفاع
پنل های خورشیدی معمولا روی پشت بام یا سازه های بلند نصب می شوند. به همین دلیل احتمال برخورد صاعقه به آن ها بیشتر است. اگر این انرژی تخلیه نشود، می تواند خطرناک باشد.
تجهیزات حساس
سیستم های خورشیدی شامل وسایل دقیقی مثل اینورتر و MPPT هستند که نسبت به نوسان های برق خیلی حساس اند. اگر ارت نباشد یا درست کار نکند، ممکن است این تجهیزات خراب شوند.
برق ساکن روی پنل ها
تابش آفتاب یا جریان هوا می تواند باعث جمع شدن برق ساکن روی سطح پنل ها شود. اگر این بار تخلیه نشود، ممکن است باعث جرقه یا اختلال در کار سیستم شود.
نویز و اختلال فرکانسی
گاهی اوقات نویزهای الکتریکی و فرکانس های بالا روی کار تجهیزات تاثیر منفی می گذارند. ارت مناسب کمک می کند این نویزها به زمین منتقل شوند و مشکلی ایجاد نکنند.
محافظت از جان انسان ها
یکی از مهم ترین دلایل استفاده از ارت، جلوگیری از برق گرفتگی است. وقتی جریان های ناخواسته به جای اینکه به بدن انسان منتقل شوند به زمین بروند، امنیت افراد حفظ می شود.
بنابراین داشتن ارت خوب و درست در سیستم خورشیدی فقط یک گزینه نیست، بلکه یک ضرورت است. با اجرای ارت استاندارد، هم تجهیزات سالم می مانند و هم امنیت افراد تضمین می شود.
پیشنهاد مطالعه: لزوم بکارگیری سیستم ارت
الزامات و استانداردهای ارت در نیروگاه های خورشیدی
برای اجرای ایمن و صحیح سیستم ارت در پروژه های خورشیدی باید به استانداردهای بین المللی و ملی توجه شود. این استانداردها مشخص می کنند که چه ویژگی هایی باید برای حفاظت از تجهیزات و ایمنی افراد رعایت شود.
استانداردهای بین المللی
چند مرجع مهم جهانی برای طراحی و اجرای سیستم ارت در پروژه های خورشیدی وجود دارد، از جمله:
- استاندارد IEEE 80: این استاندارد به طور ویژه برای طراحی سیستم های زمین در ایستگاه های برق و نیروگاه ها استفاده می شود. شامل محاسبه ولتاژ گام، ولتاژ تماس و مقاومت زمین است.
- استاندارد IEC 60364-5-54: در این استاندارد به روش های اتصال زمین، مواد مورد استفاده و نحوه نصب سیستم ارت پرداخته شده است.
- استاندارد NEC (National Electrical Code) به ویژه در نسخه 2020، بخش هایی را به سیستم های خورشیدی اختصاص داده و الزاماتی برای ارت این سیستم ها تعریف کرده است.
استانداردهای ملی ایران
در ایران، اجرای سیستم های ارت باید مطابق با دستورالعمل های زیر باشد:
- مقررات ملی ساختمان، مبحث سیزدهم (تاسیسات برقی)
- دستورالعمل های سازمان انرژی های تجدیدپذیر (ساتبا)
- استاندارد ISIRI مربوط به سیستم های زمین و حفاظت در برابر صاعقه
این استانداردها خطوط کلی برای طراحی ارت، انتخاب مصالح، نحوه اجرا و نحوه اندازه گیری مقاومت زمین را تعیین می کنند.
الزامات عددی مقاومت زمین
یکی از معیارهای مهم در سیستم های ارت، مقاومت الکتریکی زمین است. این مقدار باید به اندازه ای کم باشد که جریان های خطرناک بتوانند به راحتی تخلیه شوند. در بیشتر پروژه های خورشیدی، مقاومت زمین باید:
- کمتر از ۲ اهم باشد، به ویژه در محل هایی که تجهیزات حساس وجود دارد یا احتمال صاعقه بالاست.
- در برخی شرایط خاص مانند خاک های خشک یا سنگی، رسیدن به این عدد ممکن است سخت باشد و باید از روش های کمکی مانند افزایش تعداد الکترود، به کارگیری مواد بهبوددهنده زمین (مثل بنتونیت یا ژل های رسانا) یا استفاده از سیستم ارت الکتریکی استفاده شود.
پیشنهاد بررسی: دستگاه استابلایزر
چالش های ارت سنتی در پروژه های خورشیدی
در خیلی از پروژه های خورشیدی، به خصوص در جاهایی مثل بام خانه ها یا مناطق بیابانی، اجرای چاه ارت به روش سنتی با دردسرهای زیادی همراه است. گاهی حتی رسیدن به مقاومت مناسب، مثل زیر ۲ اهم، غیر ممکن یا خیلی سخت می شود. مهم ترین مشکلات روش سنتی ارت در این پروژه ها شامل موارد زیر است:
- هزینه بالای حفاری: برای ساخت چاه ارت باید زمین را تا عمق زیادی حفاری کرد، که این کار هم زمان بر است و هم هزینه زیادی دارد. مخصوصا در پروژه هایی که روی پشت بام اجرا می شوند یا جایی برای حفاری نیست.
- کیفیت نامناسب خاک: در جاهایی که خاک شنی، خشک یا سنگی است، جریان برق به راحتی از طریق زمین منتقل نمی شود و این باعث می شود چاه ارت کارایی خوبی نداشته باشد.
- استفاده از مواد شیمیایی: برای بهتر شدن کارایی چاه ارت، گاهی از موادی مثل نمک یا بنتونیت استفاده می شود. این مواد ممکن است برای محیط زیست مضر باشند و در بلندمدت به تجهیزات آسیب بزنند.
- دشواری نگهداری: چاه ارت باید هر سال بررسی و تست شود تا مطمئن باشیم درست کار می کند. این کار هم وقت گیر است و هم پرهزینه.
- به همین خاطر خیلی از شرکت ها به دنبال راه حل های جدید و مطمئن تری هستند که بدون نیاز به حفاری یا مواد شیمیایی، بتوانند ایمنی سیستم خورشیدی را تضمین کنند.
پیشنهاد مطالعه: مقایسه چاه ارت و دستگاه ارت الکترونیکی
راهکار علمی و ثبت شده ایرانی: ارت الکتریکی با دستگاه EDS
ارت الکتریکی یک روش جدید و علمی برای ایجاد اتصال به زمین است که با روش سنتی چاه ارت تفاوت زیادی دارد. برخلاف روش های قدیمی که نیاز به حفاری عمیق، استفاده از مواد شیمیایی و زمین مرطوب دارند، ارت الکتریکی با استفاده از یک دستگاه خاص و بدون دردسر، همان کار را با دقت بیشتر انجام می دهد. شرکت سانا صنعت با استفاده از دانش مهندسی برق و رعایت استانداردهای ایمنی روز دنیا دستگاهی به نام EDS طراحی کرده که توانسته به طور رسمی در سازمان ثبت اختراعات کشور به ثبت برسد. این دستگاه بدون نیاز به حفاری یا شرایط خاص زمین، ارتی موثر و قابل اعتماد ایجاد می کند.
ویژگی های مهم ارت الکتریکی EDS
- تخلیه ایمن و سریع جریان های نشتی و الکتریسیته ساکن
- ایجاد ارت مجازی بدون نیاز به چاه یا خاک مرطوب
- حذف نویزهای فرکانس بالا از اینورتر و دیگر تجهیزات حساس
- مناسب برای پروژه هایی مانند نیروگاه های خورشیدی، پشت بام ها، سوله ها و خانه های ویلایی
- نصب آسان، سریع و بدون نیاز به تجهیزات سنگین
- بدون استفاده از مواد شیمیایی، کاملا ایمن برای کاربر و محیط زیست
- پشتیبانی کامل فنی توسط تیم مهندسی شرکت سانا صنعت
این راهکار نوآورانه به ویژه برای پروژه های خورشیدی که با محدودیت های خاک و فضا مواجه هستند، یک گزینه کاربردی و قابل اطمینان به شمار می رود.
کاربردها و پروژه های مناسب برای استفاده از سیستم EDS
سیستم ارت الکتریکی (EDS) به عنوان یک راهکار نوآورانه در بسیاری از پروژه های خورشیدی و الکتریکی که اجرای ارت سنتی در آن ها با چالش روبرو است، قابل استفاده است. این سیستم به دلیل طراحی خاص و عدم نیاز به حفاری یا خاک مرطوب در شرایط مختلف آب و هوایی و فیزیکی کاربرد گسترده ای دارد. مهم ترین کاربردهای این سیستم عبارتند از:
پروژه های شهری با محدودیت حفاری
در بسیاری از ساختمان های شهری، امکان حفر چاه ارت وجود ندارد یا با محدودیت شدید مواجه است، مثلاً در پشت بام ها، پارکینگ ها، یا فضاهای اشغال شده. در این شرایط سیستم EDS بدون نیاز به حفاری، یک راه حل کاملاً مناسب و ایمن برای ارت فراهم می کند.
مزارع خورشیدی در مناطق خشک و بیابانی
در زمین های شنی، سنگی یا خشک، رسانایی الکتریکی خاک بسیار پایین است و دستیابی به مقاومت زمین زیر ۲ اهم با روش های سنتی دشوار و پرهزینه است. دستگاه EDS می تواند بدون وابستگی به نوع خاک، عملکرد پایداری ارائه دهد و از تجهیزات در برابر صاعقه، نشتی جریان و الکتریسیته ساکن محافظت کند.
نیروگاه های خورشیدی روستایی یا مناطق دورافتاده
در پروژه های روستایی یا مناطقی که زیرساخت های حفاری، مصالح و نیروی متخصص در دسترس نیست، استفاده از ارت الکتریکی به دلیل نصب آسان، کم هزینه و ایمن بودن، بسیار مقرون به صرفه و کاربردی است.
خانه های ویلایی، سوله ها و پروژه های کوچک
در پروژه هایی با فضای محدود یا نیاز به ارت سریع و کم هزینه مانند ویلاها، سوله های صنعتی کوچک یا خانه های هوشمند، سیستم EDS به راحتی نصب می شود و ایمنی تجهیزات و ساکنین را تضمین می کند.
پیشنهاد مطالعه: ارت دکل مخابراتی
نکات مهم در نصب و نگهداری ارت تجهیزات خورشیدی
استفاده از سیستم های ارت الکتریکی مثل EDS نیازمند رعایت اصول فنی برای تضمین عملکرد مناسب و ایمنی کامل تجهیزات است. در ادامه مهم ترین توصیه های نصب، نحوه بررسی عملکرد و نکات نگهداری این سیستم ها را توضیح می دهیم:
توصیه های فنی برای نصب صحیح
- محل نصب را با دقت انتخاب کنید: دستگاه ارت الکتریکی باید در نزدیک ترین نقطه به تجهیزات حساس (مثل اینورتر یا تابلو برق اصلی) نصب شود تا مسیر جریان های نشتی کوتاه باشد.
- اتصالات را محکم و با استاندارد انجام دهید: از کابل های مسی استاندارد (معمولاً با سطح مقطع ۶ تا ۲۵ میلیمتر مربع) استفاده کنید و اتصالات را با ترمینال و بست های مقاوم به خوردگی محکم کنید.
- جلوگیری از تماس با اجسام رسانا: دستگاه نباید با فلزات دیگر یا بدنه سیستم به صورت مستقیم در تماس باشد مگر در طراحی خاص سیستم.
- نصب در فضای خشک و دور از رطوبت مستقیم: در صورت نصب در فضای باز از جعبه یا کاور مناسب برای حفاظت مکانیکی استفاده شود.
نحوه تست عملکرد ارت الکتریکی
برخلاف چاه ارت سنتی که مقاومت زمین آن به اهم سنج وابسته است، عملکرد ارت الکتریکی با پارامترهای دیگری ارزیابی می شود. اما برای اطمینان از عملکرد مناسب، این تست ها را توصیه می کنیم:
بررسی پیوستگی (Continuity): با استفاده از مولتی متر یا ارت تستر، پیوستگی کامل بین تجهیزات الکتریکی و سیستم ارت را چک کنید.
تست تخلیه الکتریسیته ساکن: با ابزارهای مخصوص (مثل دستگاه تخلیه بار)، اطمینان حاصل کنید که بار ساکن در سطح پنل ها یا بدنه دستگاه ها به خوبی تخلیه می شود.
نظارت بر عملکرد در زمان رعد و برق یا بارهای ناگهانی: عملکرد سیستم را در شرایط ناپایدار شبکه یا وقوع صاعقه بررسی و ثبت کنید.
نکات ایمنی و نگهداری دوره ای ارت پنل های خورشیدی
بازرسی چشمی ماهیانه: وضعیت کابل ها، بست ها و بدنه دستگاه را بررسی کنید. خوردگی، پارگی کابل یا شل بودن اتصالات باید فوراً رفع شود.
تست عملکرد دوره ای هر ۶ ماه یکبار: صحت عملکرد سیستم را با تست های ساده بالا بررسی کنید.
تمیزکاری سطح دستگاه: در مناطق گرد و خاکی یا صنعتی، دستگاه باید تمیز نگه داشته شود تا عملکرد آن دچار اختلال نشود.
ثبت گزارش نگهداری: تمامی بررسی ها و عملیات انجام شده را در یک دفترچه یا نرم افزار ثبت کنید تا وضعیت سیستم همیشه قابل ردیابی باشد.
پیشنهاد مطالعه: نحوه بستن سه سیم به دوشاخه صنعتی
کلام آخر
اهمیت ارت در عملکرد ایمن و پایدار پنل های خورشیدی نمی توان نادیده گرفت. ارت صحیح به عنوان یک خط دفاع اصلی، نه تنها از آسیب به تجهیزات الکتریکی جلوگیری می کند بلکه نقش حیاتی در محافظت از جان افراد و افزایش طول عمر سیستم های خورشیدی ایفا می کند. چالش های روش سنتی مانند هزینه بالای حفاری، مشکلات مربوط به انواع خاک و نگهداری پرهزینه، اجرای ارت را برای بسیاری از پروژه ها به یک کار دشوار و زمان بر تبدیل کرده است. در مقابل سیستم های نوآورانه مانند ارت الکتریکی EDS که توسط شرکت سانا صنعت طراحی و ثبت اختراع شده، بدون نیاز به حفاری یا استفاده از مواد شیمیایی، عملکردی کارآمد، سریع و مقرون به صرفه ارائه می دهند. ما از همه مهندسین برق، کارفرمایان و مجریان پروژه های خورشیدی دعوت می کنیم تا در جهت افزایش ایمنی و بهینه سازی عملکرد سیستم های خورشیدی از راهکارهای مدرن مانند EDS بهره بگیرند. انتخاب این راهکار نوین نه تنها باعث کاهش هزینه ها و افزایش دوام سیستم می شود، بلکه شاهد گامی مهم در تضمین آینده ای پاک، امن و پایدار خواهیم بود.
بدون دیدگاه