Αντικεραυνική προστασία φωτοβολταϊκών εγκαταστάσεων
Loading...
Date
2026-10-07
Authors
Κονοπίσης, Γεώργιος
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Abstract
Η παρούσα διπλωματική εργασία πραγματεύεται τη μελέτη, τον σχεδιασμό και την προσομοίωση ενός Συστήματος Αντικεραυνικής Προστασίας (ΣΑΠ) για μια υπαίθρια φωτοβολταϊκή εγκατάσταση ισχύος 4,95 MWp. Η εργασία διαρθρώνεται σε έξι κεφάλαια.
Στο πρώτο κεφάλαιο γίνεται μια εισαγωγή στις Ανανεώσιμες Πηγές Ενέργειας, με έμφαση στη λειτουργία των φωτοβολταϊκών συστημάτων, την ηλεκτρολογική δομή των σύγχρονων πάρκων και τους κινδύνους που αντιμετωπίζει ο ευαίσθητος εξοπλισμός από τους κεραυνούς.
Στο δεύτερο κεφάλαιο αναλύεται η φυσική του κεραυνού, ο μηχανισμός γένεσής του, οι ηλεκτρικές του παράμετροι, οι πρότυπες κυματομορφές του ρεύματος, καθώς και η μεθοδολογία για τον στατιστικό υπολογισμό της συχνότητας εμφάνισης των κεραυνικών πληγμάτων.
Στο τρίτο κεφάλαιο περιγράφεται το θεωρητικό υπόβαθρο της αντικεραυνικής προστασίας των κατασκευών, σύμφωνα με το διεθνές πρότυπο BS EN IEC 62305. Αναλύεται η μεθοδολογία εκτίμησης κινδύνου, οι Ζώνες Αντικεραυνικής Προστασίας (LPZ) και περιγράφονται αναλυτικά τα μέρη του εξωτερικού και του εσωτερικού ΣΑΠ.
Στο τέταρτο κεφάλαιο εφαρμόζεται η θεωρία στα δεδομένα της συγκεκριμένης φωτοβολταϊκής εγκατάστασης. Υπολογίζεται ο κίνδυνος άμεσου πλήγματος, ορίζεται η απαιτούμενη Στάθμη Προστασίας Ι (LPL I) και σχεδιάζεται το εξωτερικό ΣΑΠ. Η χωροθέτηση των ακίδων συλλογής πραγματοποιείται με τη μέθοδο της κυλιόμενης σφαίρας (ακτίνας 20 m), ενώ παράλληλα διαστασιολογείται το υπόγειο πλέγμα γείωσης.
Στο πέμπτο κεφάλαιο, το οποίο αποτελεί και τον πυρήνα της εργασίας, πραγματοποιείται η προσομοίωση της μεταβατικής συμπεριφοράς του πλέγματος γείωσης στο λογισμικό ATP-EMTP (ATPDraw). Μέσω ισοδύναμων κυκλωμάτων π-RLC, εξετάζεται η απόκριση του δικτύου σε έγχυση ρεύματος κεραυνού 200 kA. Αναλύονται πολλαπλά σενάρια για κεντρικό και ακραίο πλήγμα, με ή χωρίς κατακόρυφες ράβδους γείωσης, μελετώντας κυρίως το φαινόμενο του ιονισμού του εδάφους (κριτήριο Mousa). Τα αποτελέσματα δείχνουν ότι το ακραίο πλήγμα προκαλεί υπερτάσεις αυξημένες κατά 35%. Ο ιονισμός του εδάφους αποδεικνύεται καθοριστικός, καθώς μειώνει τις αναπτυσσόμενες τάσεις κατά 30-40%, ενώ οι ράβδοι γείωσης εξασφαλίζουν περαιτέρω μείωση 15-20% υπό συνθήκες ιονισμού.
Τέλος, στο έκτο κεφάλαιο συνοψίζονται τα βασικά συμπεράσματα της μελέτης και προτείνονται μελλοντικές προοπτικές επέκτασης, όπως η αναλυτική διαστασιολόγηση του εσωτερικού συστήματος προστασίας με Απαγωγούς Κρουστικών Υπερτάσεων (SPDs).
Description
Keywords
Αντικεραυνική προστασία, Φωτοβολταϊκές εγκαταστάσεις, Πλέγματα γείωσης, Ιονισμός εδάφους, Μέθοδος κυλιόμενης σφαίρας, Πρότυπο IEC 62305