Petir adalah penyebab umum kegagalan dalam sistem fotovoltaik (PV) dan angin-listrik.Lonjakan yang merusak dapat terjadi dari petir yang menyambar jarak jauh dari sistem, atau bahkan di antara awan.Tetapi sebagian besar kerusakan petir dapat dicegah.Berikut adalah beberapa teknik yang paling hemat biaya yang diterima secara umum oleh pemasang sistem tenaga, berdasarkan pengalaman puluhan tahun.Ikuti saran ini, dan Anda memiliki kesempatan yang sangat baik untuk menghindari kerusakan petir pada sistem energi terbarukan (RE) Anda.
Beralaslah
Grounding adalah teknik yang paling mendasar untuk perlindungan terhadap kerusakan petir.Anda tidak dapat menghentikan gelombang petir, tetapi Anda dapat memberikannya jalur langsung ke tanah yang melewati peralatan berharga Anda, dan dengan aman melepaskan gelombang tersebut ke bumi.Jalur listrik ke tanah akan secara konstan melepaskan listrik statis yang terakumulasi dalam struktur di atas tanah.Seringkali, ini mencegah daya tarik petir sejak awal.
Penangkal petir dan pelindung lonjakan dirancang untuk melindungi peralatan elektronik dengan menyerap lonjakan listrik.Namun, perangkat ini bukan pengganti pentanahan yang baik.Mereka berfungsi hanya dalam hubungannya dengan pentanahan yang efektif.Sistem pentanahan adalah bagian penting dari infrastruktur perkabelan Anda.Pasang sebelum atau saat kabel daya dipasang.Jika tidak, setelah sistem bekerja, komponen penting ini mungkin tidak akan pernah dicentang pada daftar “yang harus dilakukan”.
Langkah pertama dalam pentanahan adalah membangun jalur pelepasan ke pentanahan dengan mengikat (menghubungkan) semua komponen struktural logam dan selungkup listrik, seperti rangka modul PV, rak pemasangan, dan menara generator angin.Kode Kelistrikan Nasional (NEC), Pasal 250 dan Pasal 690.41 hingga 690.47 menentukan ukuran, bahan, dan teknik kawat yang sesuai dengan kode.Hindari belokan tajam pada kabel arde—lonjakan arus tinggi tidak suka berbelok tajam dan dapat dengan mudah melompat ke kabel terdekat.Berikan perhatian khusus pada sambungan kawat tembaga ke elemen struktural aluminium (khususnya rangka modul PV).Gunakan konektor berlabel “AL/CU” dan pengencang stainless steel, yang mengurangi potensi korosi.Kabel ground dari rangkaian DC dan AC juga akan dihubungkan ke sistem grounding ini.(Lihat artikel Pojok Kode tentang pentanahan larik PV di HP102 dan HP103 untuk saran lebih lanjut.)
Batang Tanah
Aspek terlemah dari banyak instalasi adalah koneksi ke bumi itu sendiri.Lagi pula, Anda tidak bisa begitu saja memasang kawat ke planet ini!Sebaliknya, Anda harus mengubur atau memalu sebatang logam konduktif dan tidak korosif (umumnya tembaga) ke dalam tanah, dan memastikan sebagian besar luas permukaannya bersentuhan dengan tanah konduktif (artinya lembab).Dengan cara ini, ketika listrik statis atau gelombang datang, elektron dapat mengalir ke tanah dengan hambatan minimal.
Dengan cara yang mirip dengan bagaimana medan pembuangan menghilangkan air, pentanahan berfungsi untuk menghilangkan elektron.Jika pipa pembuangan tidak mengalir dengan baik ke tanah, cadangan akan terjadi.Saat elektron kembali, mereka melompati celah (membentuk busur listrik) ke kabel daya Anda, melalui peralatan Anda, dan baru kemudian ke ground.
Untuk mencegah hal ini, pasang satu atau lebih batang arde berlapis tembaga sepanjang 8 kaki (2,4 m), 5/8 inci (16 mm), sebaiknya di tanah yang lembap.Batang tunggal biasanya tidak cukup, terutama di tanah kering.Di area di mana tanah menjadi sangat kering, pasang beberapa batang, beri jarak setidaknya 6 kaki (3 m) satu sama lain dan sambungkan bersama dengan kawat tembaga telanjang, terkubur.Pendekatan alternatif adalah dengan mengubur #6 (13 mm2), ganda #8 (8 mm2), atau kawat tembaga telanjang yang lebih besar di parit yang panjangnya setidaknya 100 kaki (30 m).(Kabel arde tembaga telanjang juga dapat dipasang di sepanjang dasar parit yang mengalirkan air atau pipa selokan, atau kabel listrik lainnya.) Atau, potong kabel arde menjadi dua dan sebarkan ke dua arah.Hubungkan satu ujung dari setiap kabel yang terkubur ke sistem pentanahan.
Cobalah untuk mengarahkan sebagian sistem ke area yang lebih basah, seperti di mana atap mengalir atau di mana tanaman akan disiram.Jika ada selubung sumur baja di dekatnya, Anda dapat menggunakannya sebagai batang arde (buat sambungan baut yang kuat ke selubung).
Di iklim lembap, pijakan kaki beton dari rangkaian yang dipasang di tanah atau tiang, atau menara generator angin, atau batang pentanahan yang dibungkus beton tidak akan memberikan pentanahan yang ideal.Di lokasi ini, beton biasanya kurang konduktif daripada tanah lembab yang mengelilingi pondasi.Jika demikian, pasang batang arde di tanah di sebelah beton di dasar larik, atau di dasar menara generator angin Anda dan di setiap jangkar kawat pria, lalu sambungkan semuanya dengan kawat telanjang yang terkubur.
Di iklim kering atau gersang, yang sering terjadi justru sebaliknya—pijakan beton mungkin memiliki kadar air yang lebih tinggi daripada tanah di sekitarnya, dan menawarkan peluang ekonomis untuk pembumian.Jika tulangan sepanjang 20 kaki (atau lebih) akan tertanam dalam beton, tulangan itu sendiri dapat berfungsi sebagai batang pentanahan.(Catatan: Ini harus direncanakan sebelum beton dituang.) Metode pembumian ini umum dilakukan di lokasi kering, dan dijelaskan dalam NEC, Pasal 250.52 (A3), “Elektroda Terbungkus Beton.”
Jika Anda tidak yakin tentang metode pengardean terbaik untuk lokasi Anda, bicarakan dengan inspektur kelistrikan Anda selama fase desain sistem Anda.Anda tidak dapat memiliki terlalu banyak landasan.Di lokasi yang kering, gunakan setiap kesempatan untuk memasang batang arde redundan, kabel terkubur, dll. Untuk menghindari korosi, gunakan hanya perangkat keras yang disetujui untuk membuat sambungan ke batang arde.Gunakan baut split tembaga untuk menyambung kabel arde dengan andal.
Sirkuit Daya Pembumian
Untuk perkabelan gedung, NEC memerlukan satu sisi sistem daya DC untuk dihubungkan—atau “diikat”—ke ground.Porsi AC dari sistem semacam itu juga harus dibumikan dengan cara konvensional dari setiap sistem yang terhubung ke jaringan.(Hal ini berlaku di Amerika Serikat. Di negara lain, sirkuit listrik ungrounded adalah norma.) Mengardekan sistem daya diperlukan untuk sistem rumah modern di Amerika Serikat.Adalah penting bahwa negatif DC dan netral AC terikat ke ground hanya pada satu titik dalam sistemnya masing-masing, dan keduanya ke titik yang sama dalam sistem pentanahan.Ini dilakukan di panel daya pusat.
Produsen dari beberapa sistem tujuan tunggal yang berdiri sendiri (seperti pompa air tenaga surya dan repeater radio) merekomendasikan untuk tidak membumikan sirkuit daya.Lihat petunjuk produsen untuk rekomendasi khusus.
Teknik Kabel Array & “Twisted Pair”.
Pengkabelan susunan harus menggunakan kawat dengan panjang minimum, terselip di kerangka logam.Kabel positif dan negatif harus memiliki panjang yang sama, dan dipasang bersamaan jika memungkinkan.Ini akan meminimalkan induksi tegangan berlebih di antara konduktor.Saluran logam (grounded) juga menambah lapisan perlindungan.Kubur kawat luar yang panjang alih-alih menjalankannya di atas kepala.Kabel sepanjang 100 kaki (30 m) atau lebih seperti antena—ia akan menerima gelombang bahkan dari petir di awan.Lonjakan serupa masih dapat terjadi meskipun kabel terkubur, tetapi sebagian besar penginstal setuju bahwa kabel transmisi yang terkubur semakin membatasi kemungkinan kerusakan akibat petir.
Strategi sederhana untuk mengurangi kerentanan terhadap lonjakan adalah teknik "twisted pair", yang membantu menyamakan dan menghilangkan tegangan induksi antara dua atau lebih konduktor.Sulit untuk menemukan kabel daya yang cocok yang sudah terpilin, jadi inilah yang harus dilakukan: Letakkan sepasang kabel daya di sepanjang tanah.Masukkan tongkat di antara kabel, dan putar menjadi satu.Setiap 30 kaki (10 m), berganti arah.(Ini jauh lebih mudah daripada mencoba memutar seluruh jarak dalam satu arah.) Bor listrik kadang-kadang dapat digunakan untuk memutar kabel juga, tergantung pada ukuran kabelnya.Cukup kencangkan ujung kabel ke chuck bor dan biarkan aksi bor memutar kabel menjadi satu.Pastikan untuk menjalankan bor dengan kecepatan serendah mungkin jika Anda mencoba teknik ini.
Kabel arde tidak perlu dipelintir dengan kabel daya.Untuk penguburan, gunakan kabel tembaga telanjang;jika Anda menggunakan saluran, jalankan kabel arde di luar saluran.Kontak pembumian tambahan akan meningkatkan pentanahan sistem.
Gunakan kabel pasangan berpilin untuk komunikasi atau kabel kontrol apa pun (misalnya, kabel sakelar apung untuk mematikan tangki pompa air tenaga surya secara penuh).Kawat pengukur yang lebih kecil ini sudah tersedia dalam kabel pre-twisted, multiple, atau single pair.Anda juga dapat membeli kabel twisted-pair berpelindung, yang memiliki foil metalik yang mengelilingi kabel yang dipilin, dan biasanya juga kabel "pembuangan" telanjang yang terpisah.Groundkan pelindung kabel dan tiriskan kabel pada satu ujung saja, untuk menghilangkan kemungkinan membuat loop arde (jalur yang kurang langsung ke arde) di kabel.
Perlindungan Petir Tambahan
Selain tindakan pembumian ekstensif, perangkat pelindung lonjakan arus khusus dan (mungkin) penangkal petir direkomendasikan untuk lokasi dengan salah satu dari kondisi berikut:
• Lokasi terisolasi di dataran tinggi di area petir yang parah
• Tanah yang kering, berbatu, atau kurang konduktif
• Kabel membentang lebih dari 100 kaki (30 m)
Penangkal Petir
Penangkal petir (gelombang) dirancang untuk menyerap lonjakan tegangan yang disebabkan oleh badai listrik (atau daya listrik yang tidak sesuai spesifikasi), dan secara efektif memungkinkan lonjakan melewati kabel daya dan peralatan Anda.Pelindung gelombang harus dipasang di kedua ujung kabel panjang yang terhubung ke bagian mana pun dari sistem Anda, termasuk saluran AC dari inverter.Arrestor dibuat untuk berbagai voltase untuk AC dan DC.Pastikan untuk menggunakan penahan yang sesuai untuk aplikasi Anda.Banyak penginstal sistem secara rutin menggunakan penahan gelombang Delta, yang tidak mahal dan menawarkan perlindungan di mana ancaman petir sedang, tetapi unit ini tidak lagi terdaftar di UL.
Penahan PolyPhaser dan Transtector adalah produk berkualitas tinggi untuk lokasi yang rawan petir dan instalasi yang lebih besar.Unit yang tahan lama ini menawarkan perlindungan dan kompatibilitas yang kuat dengan berbagai voltase sistem.Beberapa perangkat memiliki indikator untuk menampilkan mode kegagalan.
Penangkal Petir
"Penangkal petir" adalah perangkat pelepasan listrik statis yang ditempatkan di atas bangunan dan rangkaian listrik tenaga surya, dan terhubung ke ground.Mereka dimaksudkan untuk mencegah penumpukan muatan statis dan akhirnya ionisasi atmosfer sekitarnya.Mereka dapat membantu mencegah pemogokan, dan dapat menyediakan jalur untuk arus yang sangat tinggi ke ground jika pemogokan memang terjadi.Perangkat modern berbentuk paku, seringkali dengan banyak titik.
Batang penerangan biasanya hanya digunakan di lokasi yang mengalami badai listrik ekstrem.Jika menurut Anda situs Anda termasuk dalam kategori ini, pekerjakan kontraktor yang berpengalaman dalam proteksi petir.Jika penginstal sistem Anda tidak memenuhi syarat, pertimbangkan untuk berkonsultasi dengan spesialis proteksi petir sebelum sistem diinstal.Jika memungkinkan, pilih pemasang PV bersertifikasi North American Board of Certified Energy Practitioners (NABCEP) (lihat Akses).Meskipun sertifikasi ini tidak khusus untuk proteksi petir, ini bisa menjadi indikasi tingkat kompetensi keseluruhan pemasang.
Jauh dari Pandangan, Bukan Lewat Pikiran
Banyak pekerjaan proteksi petir terkubur, dan tidak terlihat.Untuk membantu memastikan bahwa pekerjaan dilakukan dengan benar, tuliskan dalam kontrak Anda dengan pemasang sistem, teknisi listrik, ekskavator, tukang ledeng, pembor sumur, atau siapa saja yang melakukan pekerjaan tanah yang akan berisi sistem pentanahan Anda.
Waktu posting: Agustus-10-2020