Güneş Santrallerinde Yıldırımdan Korunma, Topraklama ve AG Parafudr Seçimi

29 Ocak 2019

Solar sistemlerin açık arazilerde ve çatılarda konumlandırılması yıldırım darbesinin tesisimize vurma ihtimalini artırmaktadır. Gerek yıldırım gerekse diğer ani aşırı gerilim darbeleri uzun yıllar sürdürülebilir çalışma hedeflenen tesislerde hasara ve ciddi maddi kayıplara neden olabilir. Bu nedenle tesis projelendirme aşamasında mutlaka yıldırım ve ani aşırı gerilim darbelerine karşı koruma altına alınmalıdır.

1- PASİF DIŞ YILDIRIMLIK SİSTEMİ: Tesisin fiziksel güvenliği için GES projelerine yönelen yıldırım darbelerini kontrol altına alarak insan ve çevre güvenliğini sağlamak amacıyla DIŞ YILDIRIMLIK sistemlerine ihtiyaç duyulmaktadır. Yuvarlanan küre metodu esas alınarak tasarlanacak sistemlerde pasif yıldırımdan korunma sistemlerinin kullanılması IEC 62305 standardı kapsamında önerilmektedir. Paratoner sistemleri tesisin çevresinde düşebilecek yıldırımları da tesise çekecektir. Bu nedenle sadece tesise yıldırım düşecekse devreye giren pasif yakalama çubukları ile koruma açısı oluşturarak yapılacak korumalar büyük önem arz etmektedir. Pasif yakalama uçlarıyla 3 farklı uygulama şekli bulunmaktadır. Tüm sistemlerde dış yıldırımlık sistem tasarımlarında ‘s’ koruma mesafesi hesabı oldukça önemlidir.

2- İÇ YILDIRIMLIK (SURGE ARRESTER) SİSTEMİ: Tesisler yıldırım ve ani aşırı gerilim darbelerine karşı korumak isteniliyorsa istisnasız olarak enerji ve data hatlarında iç yıldırımlık sistemi (surge arrester) kullanmak zorunludur. İnverter öncesi ve sonrası AC ve DC hatlarda; ana dağıtım panosunda, data hatlarında ve hatta her panel öncesinde AG parafudr sisteminin kurulması tesisin sürekliliğini ve yıldırım darbeleri karşısında devre dışı kalmamasını sağlayacaktır. İç yıldırımlık sistemlerinin seçiminde dikkat edilmesi gereken en önemli noktalardan ilki ürünün koruma sınıfıdır. Parafudr sistemlerinde Tip 1 sınıfı ürünler yıldırım darbelerine karşı koruma sağlarken Tip 2 sınıfı ürünler sadece şebeke darbelerine karşı koruma sağlamaktadır. Bu nedenle hem AC hem de DC hatlarda mutlaka Tip 1+2 sınıfı ürün seçilmesi önem taşımaktadır.

İnverterlerde yer alan korumalar genellikle 8/20 mikrosaniye eğrisinde koruma sağlayan Tip 2 sınıfı ürünlerdir. Bu ürün sınıfı yıldırım darbesine karşı koruma sağlamamaktadır, bu nedenle sistemlerde mutlaka 10/350 mikro saniyede test edilmiş bir yıldırım koruması bulunması önemlidir. AC ve DC parafudrlar sınıflarının yanında sistemin sürekli gerilimi baz alınarak seçilirler. Maksimum dayanım kapasiteleri 1000v -600v DC ürünlerle 255 Volt AC ürünler genellikle solar sistemlerde kullanılmaktadır.

3- TOPRAKLAMA SİSTEMİ:  Güneş santralleri yatırımlarında elektriksel altyapının ve sistem sürekliliğinin temelini oluşturan Topraklama Tasarımı ve Uygulaması büyük önem taşımaktadır. Kullanılan ürünlerin korozyona uğraması, bağlantı ekipmanlarının yeterli kalınlıkta olmaması ve en önemlisi sistemde doğru bir tasarımla eş potansiyel sağlanmamış olması sistem temelinin dolayısıyla bu topraklamadan faydalanan tüm sistem elemanlarının ömürlerinin 20 yıl olması beklenemez. Topraklama yıllar sonra kolay revize edilebilen bir sistem değildir ve ilk kurulum aşamasında maliyet olarak çok önemsenen bir kalem olmasa da teknik açıdan büyük önem taşımaktadır. Topraklamanın uzun yıllar güneş santraline hizmet etmesi tek amaç olmalıdır. Bundan dolayı sistem tasarımına paralel olarak kullanılacak ürünlerin IEC 50164 normlarına uygun olarak seçilmesi ve uygulamanın yine IEC 62305 normlarına uygun olarak yapılması gerekmektedir. Tesislerde temel topraklaması, koruma topraklaması, işletme topraklaması, yıldırımdan korunma topraklaması gibi farklılaşan topraklamalar özel bağlantı elemanlarıyla eşpotansiyele alınmalıdır.

4- EŞ POTANSİYEL SİSTEM: Tesis çevresinde gerçekleştirilecek ring hat ile tesisin tüm metal aksamlarının eş potansiyel baralar aracılığıyla birleştirilmesi ve tesiste farklı noktalarda yapılacak ölçümlerde direnç farkının 0,2 ohm mertebesini irtibatlandırılması önemlidir. Özetle solar sistemlerin topraklamasında uygulama, ürün seçimi ve raporlama büyük önem taşımaktadır. Birçok projede maliyetten kaçmak adına sadece masa ayakları ile topraklama yapıldığı gözlemlenmiştir ve teknik açıdan yatırımın boyutuyla karşılaştırıldığında yorumsuz bir tablo ortaya çıkmaktadır. Tüm bu anlatılan uygulamalar öncesine projelendirme ve hesap büyük önem taşımaktadır ve projelendirme aşamasında da Toprak Özgül Direnç ölçümü en kritik noktadır. Sahanın kurulacağı toprağın özgül direncinin ölçülmemiş olması tüm hesapları etkileyecektir.