Petir merupakan penyebab umum kegagalan sistem fotovoltaik (PV) dan tenaga angin. Lonjakan yang merusak dapat terjadi akibat petir yang menyambar dari jarak yang jauh dari sistem, atau bahkan di antara awan. Namun, sebagian besar kerusakan akibat petir dapat dicegah. Berikut ini adalah beberapa teknik paling hemat biaya yang secara umum diterima oleh para pemasang sistem tenaga, berdasarkan pengalaman selama puluhan tahun. Ikuti saran ini, dan Anda memiliki peluang yang sangat baik untuk menghindari kerusakan akibat petir pada sistem energi terbarukan (ET) Anda.
Dapatkan Grounded
Pembumian merupakan teknik paling mendasar untuk perlindungan terhadap kerusakan akibat petir. Anda tidak dapat menghentikan lonjakan petir, tetapi Anda dapat memberinya jalur langsung ke tanah yang melewati peralatan berharga Anda, dan melepaskan lonjakan tersebut ke bumi dengan aman. Jalur listrik ke tanah akan terus-menerus melepaskan listrik statis yang terkumpul di bangunan di atas tanah. Sering kali, hal ini mencegah tarikan petir sejak awal.
Penangkal petir dan pelindung lonjakan arus dirancang untuk melindungi peralatan elektronik dengan menyerap lonjakan arus listrik. Namun, perangkat ini bukan pengganti pentanahan yang baik. Perangkat ini hanya berfungsi jika ditanahkan dengan efektif. Sistem pentanahan merupakan bagian penting dari infrastruktur kabel Anda. Pasang sistem ini sebelum atau saat kabel listrik 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 pembuangan ke tanah dengan mengikat (menghubungkan) semua komponen struktur logam dan penutup listrik, seperti rangka modul PV, rak pemasangan, dan menara generator angin. National Electrical Code (NEC), Pasal 250 dan Pasal 690.41 hingga 690.47 menetapkan ukuran, bahan, dan teknik kabel yang sesuai dengan kode. Hindari tikungan tajam pada kabel pentanahan—lonjakan arus tinggi tidak suka berbelok di sudut sempit dan dapat dengan mudah melompat ke kabel di dekatnya. Berikan perhatian khusus pada pemasangan kabel tembaga ke elemen struktur aluminium (terutama rangka modul PV). Gunakan konektor berlabel "AL/CU" dan pengencang baja tahan karat, yang mengurangi potensi korosi. Kabel pentanahan dari sirkuit DC dan AC juga akan dihubungkan ke sistem pentanahan ini. (Lihat artikel Code Corner tentang pentanahan susunan 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 kabel ke planet ini! Sebaliknya, Anda harus mengubur atau memaku batang logam konduktif dan non-korosif (umumnya tembaga) ke dalam tanah, dan memastikan sebagian besar permukaannya menyentuh tanah konduktif (yang berarti lembap). Dengan cara ini, ketika listrik statis atau lonjakan listrik mengalir melalui kabel, elektron dapat mengalir ke dalam tanah dengan resistansi minimal.
Dengan cara yang sama seperti bagaimana saluran pembuangan membuang air, pentanahan berfungsi untuk membuang elektron. Jika pipa pembuangan tidak mengeluarkan air secara memadai ke dalam tanah, terjadi penumpukan. Ketika elektron menumpuk, elektron tersebut melompati celah (membentuk busur listrik) ke kabel listrik, melalui peralatan, dan baru kemudian ke tanah.
Untuk mencegah hal ini, pasang satu atau lebih batang pentanahan berlapis tembaga sepanjang 8 kaki (2,4 m), 5/8 inci (16 mm), sebaiknya di tanah yang lembap. Satu batang biasanya tidak cukup, terutama di tanah yang kering. Di area yang tanahnya sangat kering, pasang beberapa batang, beri jarak setidaknya 6 kaki (3 m) dan sambungkan dengan kabel tembaga polos, dikubur. Pendekatan alternatif adalah mengubur kabel tembaga polos #6 (13 mm2), dobel #8 (8 mm2), atau yang lebih besar di parit sepanjang setidaknya 100 kaki (30 m). (Kabel pentanahan tembaga polos juga dapat dijalankan di sepanjang dasar parit yang membawa pipa air atau saluran pembuangan, atau kabel listrik lainnya.) Atau, potong kabel pentanahan menjadi dua dan sebarkan ke dua arah. Hubungkan salah satu ujung setiap kabel yang terkubur ke sistem pentanahan.
Cobalah untuk mengarahkan sebagian sistem ke area yang lebih basah, seperti tempat pembuangan air dari atap atau tempat tanaman akan disiram. Jika ada casing sumur baja di dekatnya, Anda dapat menggunakannya sebagai batang pentanahan (buat sambungan baut yang kuat ke casing).
Di daerah beriklim lembap, pondasi beton dari susunan tiang atau tiang yang terpasang di tanah, atau menara generator angin, atau batang pentanahan yang terbungkus dalam beton tidak akan memberikan pentanahan yang ideal. Di lokasi ini, beton biasanya kurang konduktif dibandingkan tanah lembap di sekeliling pondasi. Jika demikian halnya, pasang batang pentanahan di tanah di samping beton di dasar susunan tiang, atau di dasar menara generator angin dan di setiap jangkar kabel penyangga, lalu sambungkan semuanya dengan kabel telanjang yang terkubur.
Di daerah beriklim kering atau gersang, yang terjadi justru sebaliknya— pondasi beton mungkin memiliki kadar air yang lebih tinggi daripada tanah di sekitarnya, dan menawarkan peluang ekonomis untuk pentanahan. Jika tulangan beton sepanjang 20 kaki (atau lebih) akan ditanam di beton, tulangan beton itu sendiri dapat berfungsi sebagai batang pentanahan. (Catatan: Ini harus direncanakan sebelum beton dituang.) Metode pentanahan ini umum di lokasi kering, dan dijelaskan dalam NEC, Pasal 250.52 (A3), “Elektroda Berbungkus Beton.”
Jika Anda tidak yakin dengan metode pentanahan terbaik untuk lokasi Anda, bicarakan dengan inspektur listrik Anda selama fase desain sistem Anda. Anda tidak boleh memiliki terlalu banyak pentanahan. Di lokasi yang kering, gunakan setiap kesempatan untuk memasang batang pentanahan yang berlebih, kabel yang terkubur, dll. Untuk menghindari korosi, gunakan hanya perangkat keras yang disetujui untuk membuat sambungan ke batang pentanahan. Gunakan baut tembaga split untuk menyambung kabel pentanahan dengan andal.
Sirkuit Daya Pembumian
Untuk pemasangan kabel gedung, NEC mengharuskan satu sisi sistem daya DC dihubungkan—atau “diikat”—ke tanah. Bagian AC dari sistem tersebut juga harus ditanahkan dengan cara konvensional seperti sistem yang terhubung ke jaringan. (Hal ini berlaku di Amerika Serikat. Di negara lain, sirkuit daya yang tidak ditanahkan adalah norma.) Membumikan sistem daya diperlukan untuk sistem rumah modern di Amerika Serikat. Sangat penting bahwa DC negatif dan AC netral diikat ke tanah hanya pada satu titik di sistem masing-masing, dan keduanya ke titik yang sama dalam sistem pentanahan. Hal ini dilakukan di panel daya pusat.
Produsen beberapa sistem tunggal dan mandiri (seperti pompa air tenaga surya dan repeater radio) menyarankan untuk tidak membumikan sirkuit daya. Lihat petunjuk produsen untuk rekomendasi khusus.
Pengkabelan Array & Teknik “Twisted Pair”
Kabel array harus menggunakan panjang kabel minimum, yang diselipkan ke rangka logam. Kabel positif dan negatif harus memiliki panjang yang sama, dan disambungkan bersama-sama jika memungkinkan. Ini akan meminimalkan induksi tegangan yang berlebihan di antara konduktor. Konduit logam (yang diarde) juga menambahkan lapisan perlindungan. Tanam kabel luar yang panjang alih-alih meletakkannya di atas kepala. Kabel yang panjangnya 100 kaki (30 m) atau lebih seperti antena—kabel akan menerima lonjakan bahkan dari petir di awan. Lonjakan serupa masih dapat terjadi meskipun kabel dikubur, tetapi sebagian besar pemasang setuju bahwa kabel transmisi yang dikubur lebih membatasi kemungkinan kerusakan akibat petir.
Strategi sederhana untuk mengurangi kerentanan terhadap lonjakan adalah teknik "pasangan terpilin", yang membantu menyamakan dan membatalkan tegangan yang diinduksi antara dua atau lebih konduktor. Mungkin sulit untuk menemukan kabel daya yang sesuai yang sudah terpilin, jadi berikut ini yang harus dilakukan: Letakkan sepasang kabel daya di sepanjang tanah. Masukkan tongkat di antara kabel, dan pilin menjadi satu. Setiap 30 kaki (10 m), ganti arahnya. (Ini jauh lebih mudah daripada mencoba memutar seluruh jarak ke satu arah.) Bor listrik terkadang dapat digunakan untuk memutar kabel juga, tergantung pada ukuran kabel. Cukup kencangkan ujung kabel ke chuck bor dan biarkan aksi bor memutar kabel menjadi satu. Pastikan untuk menjalankan bor pada kecepatan serendah mungkin jika Anda mencoba teknik ini.
Kabel ground tidak perlu dililitkan dengan kabel listrik. Untuk jalur penguburan, gunakan kabel tembaga polos; jika Anda menggunakan saluran, letakkan kabel ground di luar saluran. Kontak tanah tambahan akan meningkatkan pentanahan sistem.
Gunakan kabel twisted-pair untuk semua kabel komunikasi atau kontrol (misalnya, kabel float-switch untuk mematikan pompa air tenaga surya saat tangki penuh). Kabel dengan ukuran yang lebih kecil ini tersedia dalam bentuk kabel yang sudah dipilin, kabel berpasangan, atau kabel tunggal. Anda juga dapat membeli kabel twisted-pair berpelindung, yang memiliki lapisan logam yang mengelilingi kabel yang dipilin, dan biasanya juga kabel "drainase" yang terpisah dan polos. Hubungkan pelindung kabel dan kabel drain pada satu ujung saja, untuk menghilangkan kemungkinan terbentuknya loop ground (jalur yang kurang langsung ke ground) pada kabel.
Perlindungan Petir Tambahan
Selain tindakan pentanahan yang ekstensif, perangkat proteksi lonjakan arus khusus dan (mungkin) penangkal petir direkomendasikan untuk lokasi dengan salah satu kondisi berikut:
• Lokasi terisolasi di dataran tinggi di area yang rawan petir
• Tanah kering, berbatu, atau tanah dengan konduktivitas listrik yang buruk
• Kabel memiliki panjang lebih dari 100 kaki (30 m)
Penangkal Petir
Penangkal petir (lonjakan) dirancang untuk menyerap lonjakan tegangan yang disebabkan oleh badai listrik (atau daya listrik yang tidak sesuai spesifikasi), dan secara efektif memungkinkan lonjakan melewati kabel listrik dan peralatan Anda. Pelindung lonjakan harus dipasang di kedua ujung kabel panjang yang terhubung ke bagian mana pun dari sistem Anda, termasuk saluran AC dari inverter. Penangkal dibuat untuk berbagai tegangan baik untuk AC maupun DC. Pastikan untuk menggunakan penangkal yang sesuai untuk aplikasi Anda. Banyak pemasang sistem secara rutin menggunakan penangkal lonjakan Delta, yang murah dan menawarkan perlindungan di tempat dengan ancaman petir sedang, tetapi unit ini tidak lagi terdaftar di UL.
Penangkal petir PolyPhaser dan Transtector merupakan produk berkualitas tinggi untuk lokasi yang rawan petir dan instalasi yang lebih besar. Unit yang tahan lama ini menawarkan perlindungan yang kuat dan kompatibilitas dengan berbagai macam tegangan sistem. Beberapa perangkat memiliki indikator untuk menampilkan mode kegagalan.
Penangkal Petir
"Penangkal petir" adalah perangkat pelepasan muatan statis yang ditempatkan di atas gedung dan rangkaian listrik tenaga surya, dan dihubungkan ke tanah. Perangkat ini dimaksudkan untuk mencegah penumpukan muatan statis dan kemungkinan ionisasi atmosfer di sekitarnya. Perangkat ini dapat membantu mencegah sambaran petir, dan dapat menyediakan jalur untuk arus yang sangat tinggi ke tanah jika sambaran petir benar-benar terjadi. Perangkat modern berbentuk seperti paku, sering kali memiliki banyak titik.
Batang penangkal petir biasanya hanya digunakan di lokasi yang mengalami badai listrik ekstrem. Jika menurut Anda lokasi Anda termasuk dalam kategori ini, pekerjakan kontraktor yang memiliki pengalaman dalam proteksi petir. Jika pemasang sistem Anda tidak memiliki kualifikasi tersebut, pertimbangkan untuk berkonsultasi dengan spesialis proteksi petir sebelum sistem dipasang. Jika memungkinkan, pilih pemasang PV bersertifikat dari North American Board of Certified Energy Practitioners (NABCEP) (lihat Akses). Meskipun sertifikasi ini tidak khusus untuk proteksi petir, sertifikasi ini dapat menjadi indikasi tingkat kompetensi pemasang secara keseluruhan.
Tak Terlihat, Tak Terlupakan
Banyak pekerjaan proteksi petir yang terkubur dan tidak terlihat. Untuk membantu memastikan bahwa pekerjaan tersebut dilakukan dengan benar, tuliskan hal tersebut dalam kontrak Anda dengan pemasang sistem, teknisi listrik, ekskavator, tukang ledeng, pengebor sumur, atau siapa pun yang melakukan pekerjaan tanah yang akan mencakup sistem pentanahan Anda.
Waktu posting: 10-Agu-2020