Αντικεραυνική προστασία φωτοβολταϊκών εγκαταστάσεων

• Κύριος συγγραφέας: Σουργιάς Λαμπαδαρίου, Γεώργιος
• Άλλοι συγγραφείς: Sourgias Lampadariou, Georgios
• Γλώσσα: Greek
• Έκδοση: 2023
• Θέματα: Αντικεραυνική προστασία; Φωτοβολταϊκές εγκαταστάσεις; Lightning protection; Photovoltaic parks

Στην παρούσα διπλωματική εργασία πραγματοποιείται η μελέτη και ο σχεδιασμός του συστήματος αντικεραυνικής προστασίας σε ένα υπαρκτό φωτοβολταϊκό πάρκο, συγκεκριμένα στην Βιομηχανική Περιοχή του Μελιγαλά Μεσσηνίας. Κατόπιν προσομοιώνεται και παρουσιάζεται σε γραφήματα και πίνακες σύγκρισης η μεταβατική συμπεριφορά του πλέγματος γείωσης του φωτοβολταϊκού πάρκου, με τη χρήση του λογισμικού ATP-EMTP draw, υπό τις διαφορετικές συνθήκες στις οποίες η εγκατάσταση μπορεί να πληγεί από κεραυνό. Ειδικότερα, η διπλωματική εργασία μπορεί να συνοψιστεί ως εξής: Στο 1ο κεφάλαιο γίνεται μια εισαγωγή στις πηγές παραγωγής ενέργειας και στο διαχωρισμό τους σε ανανεώσιμες και μη. Στη συνέχεια παρατίθενται τα είδη ανανεώσιμων πηγών ενέργειας, καθώς και τα πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα έκαστης. Στο 2ο κεφάλαιο μελετάται η τεχνολογία που επιτρέπει την αξιοποίηση της ηλιακής ακτινοβολίας για την παραγωγή ενέργειας. Αφού αναλυθεί ο τρόπος αξιοποίησης των ημιαγώγιμων στοιχείων για την κατασκευή ηλιακών κυττάρων, παρουσιάζεται το φωτοβολταϊκό φαινόμενο και το πως αυτό επιτρέπει τη μετατροπή της ηλιακής ενέργειας σε ηλεκτρική. Τέλος αναφέρονται οι διάφοροι τύποι φωτοβολταϊκών στοιχείων και κατ επέκταση φωτοβολταϊκών εγκαταστάσεων. Στο 3ο κεφάλαιο παρουσιάζεται το φαινόμενο του κεραυνού, δηλαδή ο τρόπος δημιουργίας των κεραυνών, τα στάδια ανάπτυξης τους, τα είδη των κεραυνών και οι παράμετροι που αφορούν το ρεύμα που διοχετεύεται. Γίνεται επίσης λόγος για τις συνέπειες αυτών στις εγκαταστάσεις, τους ανθρώπους και τα ζώα, και τέλος μελετάται η συχνότητα εμφάνισης κεραυνών μιας περιοχής μέσα από μαθηματικούς τύπους και εξειδικευμένους χάρτες κεραυνικής δραστηριότητας. Στο 4ο κεφάλαιο παρουσιάζονται τα κριτήρια σύμφωνα με τα οποία καθορίζεται η αναγκαιότητα εγκατάστασης ενός Συστήματος Αντικεραυνικής Προστασίας. Συγκεκριμένα αναφέρονται οι διαφορετικές στάθμες προστασίας μιας εγκατάστασης, καθώς και οι παράμετροι του κεραυνού ανάλογα με την κάθε στάθμη. Στη συνέχεια περιγράφονται οι Ζώνες Αντικεραυνικής Προστασίας, όπως αυτές διαχωρίζονται σε εξωτερικές και εσωτερικές της εγκατάστασης. Στην παρούσα εργασία αναλύονται σε βάθος τα κατασκευαστικά μέρη της εξωτερικής ζώνης προστασίας, τα οποία αφορούν και το υπό μελέτη φ/β πάρκο της Βι.Πε. Μελιγαλά, ενώ στα εσωτερικά μέρη γίνεται απλή αναφορά. Στο 5ο κεφάλαιο περιγράφονται τα χαρακτηριστικά του υπό μελέτη φωτοβολταϊκού πάρκου και στη συνέχεια με τη χρήση του λογισμικού AutoCAD – Autodesk υπολογίζονται όλες οι απαραίτητες παράμετροι για τον καθορισμό της στάθμης προστασίας της εγκατάστασης. Ακολουθεί ο προσδιορισμός των διαστάσεων του συστήματος γείωσης που πρόκειται να προσομοιωθεί και ο σχεδιασμός, στο AutoCAD, του Συστήματος Αντικεραυνικής Προστασίας του φωτοβολταϊκού πάρκου. Στο 6ο κεφάλαιο περιγράφεται αρχικά το μοντέλο γείωσης που χρησιμοποιήθηκε για το υπό μελέτη φωτοβολταϊκό πάρκο και ύστερα γίνεται υπολογισμός των ηλεκτρικών του χαρακτηριστικών. Ακολούθως, σχεδιάζεται το κυκλωματικό ισοδύναμο του πλέγματος γείωσης με τα παραπάνω υπολογισμένα χαρακτηριστικά, με χρήση του λογισμικού ATP-EMTP draw, και πραγματοποιείται η προσομοίωση. Κατά την προσομοίωση αυτή μελετώνται οι διάφορες περιπτώσεις κεραυνικού πλήγματος, ανάλογα με το σημείο πρόσκρουσης του κεραυνού, ανάλογα με την τοποθέτηση ή μη, ράβδων γείωσης και κατόπιν λαμβάνοντας υπόψιν το φαινόμενο ιονισμού του εδάφους. 5 Παράγονται, με τη χρήση του ATP draw, διαγραμματικές απεικονίσεις των αναπτυσσόμενων τάσεων και ρευμάτων στο πλέγμα γείωσης, και συγκρίνοντας τα αποτελέσματα που προέκυψαν από την προσομοίωση εξάγονται συμπεράσματα αναφορικά με το βέλτιστο σχεδιασμό του Συστήματος Αντικεραυνικής Προστασίας.