一种光伏电站的防雷系统和光伏电站技术方案

本发明专利技术实施例公开了一种光伏电站的防雷系统和光伏电站，光伏电站包括光伏阵列，光伏阵列包括多个光伏组件，防雷系统包括：避雷针阵列，避雷针阵列包括多个避雷针，多个避雷针设置于光伏阵列上，相邻避雷针之间的最大间距为第一间距；滚球放置于相邻且等高的避雷针上，第一间距与滚球的半径以及滚球相对于对应的避雷针的渗透深度有关，滚球的半径与光伏电站的防雷等级相关，渗透深度小于或等于对应的避雷针的长度。本发明专利技术实施例提供的技术方案能够解决整个光伏电站仅用一根避雷针导致防雷范围小的问题，能够有效减少避雷针的数量，降低光伏电站的成本，并为无边框双玻光伏组件增加直击雷防护功能。

A lightning protection system and photovoltaic power plant

【技术实现步骤摘要】
一种光伏电站的防雷系统和光伏电站
本专利技术实施例涉及防雷
，尤其涉及一种光伏电站的防雷系统和光伏电站。
技术介绍
光伏发电因具有清洁性、安全性、广泛性和资源充足性的特点而在长期的能源战略中具有重要地位。目前，大部分光伏电站为地面光伏电站和分布式光伏电站，针对这两种光伏电站所使用的防雷措施为直接利用光伏组件的边框作为接闪器进行防雷或采用所有光伏组件共用一根避雷针的防雷措施，导致光伏组件的防雷区域小、防雷效果不佳等问题。面对土地供应不足的情况，水面光伏电站开始兴起。但是水面光伏电站多采用无边框的双玻组件作为光伏组件，无法对光伏组件进行有效接地，导致水面光伏电站遭遇雷击频繁，尤其对直击雷的防护效果不佳。
技术实现思路
本专利技术实施例提供一种光伏电站的防雷系统和光伏电站，以增强避雷针的防护效果。第一方面，本专利技术实施例提供了一种光伏电站的防雷系统，所述光伏电站包括光伏阵列，所述光伏阵列包括多个光伏组件，所述防雷系统包括：避雷针阵列，所述避雷针阵列包括多个避雷针，多个所述避雷针设置于所述光伏阵列上，相邻所述避雷针之间的最大间距为第一间距；滚球放置于相邻且等高的所述避雷针上，所述第一间距与所述滚球的半径以及所述滚球相对于对应的所述避雷针的渗透深度有关，所述滚球的半径与所述光伏电站的防雷等级相关，所述渗透深度小于或等于对应的所述避雷针的长度。可选的，所述第一间距满足如下计算公式：其中，p为所述滚球的渗透深度，r为所述滚球的半径，d为所述第一间距。可选的，所述避雷针阵列中的部分相邻所述避雷针之间的间距等于所述第一间距。可选的，所述避雷针阵列包括多个避雷针组，所述避雷针组中的所述避雷针位于所述避雷针阵列中的一个区域，所述避雷针组中的所述避雷针的位置满足如下关系：以一个避雷针为圆心，以所述第一间距为半径的一个圆弧与所述光伏阵列边缘的两个交点上分别设置有两个避雷针；分别以所述两个避雷针为圆心，以所述第一间距为半径的两个圆弧与所述光伏阵列边缘的两个非重复交点上设置有两个避雷针；所述两个圆弧的交点与所述一个避雷针的连线为第一连线，所述第一连线与所述一个圆弧的交点上设置有一个避雷针，所述两个圆弧的交点上设置有一个避雷针；以所述第一连线与所述一个圆弧的交点为圆心，以所述第一间距为半径的一个圆弧与所述两个圆弧的交点上设置有两个避雷针。可选的，多个所述避雷针竖直设置于所述光伏阵列上。可选的，多个所述避雷针倾斜设置于所述光伏阵列上。可选的，相邻所述避雷针之间的间距小于所述避雷针竖直设置于所述光伏阵列上时对应的相邻所述避雷针之间的间距。可选的，相邻所述避雷针之间对应设置有至少一个所述光伏组件，至少一个所述光伏组件的一端设置有一个所述避雷针，所述避雷针与对应的所述光伏组件之间形成的面向对应的所述滚球一侧的夹角为钝角。第二方面，本专利技术实施例还提供了一种光伏电站，包括本专利技术任意实施例提供的防雷系统。可选的，该光伏电站还包括光伏支架；所述光伏支架设置于浮体上；或，所述光伏支架设置于地面上；或，所述光伏支架设置于分布式光伏场地上。本专利技术实施例通过滚球的半径以及滚球相对于对应的避雷针的渗透深度计算出相邻避雷针之间的最大间距，其中，相邻避雷针之间的最大间距为第一间距，滚球的渗透深度小于或等于对应的避雷针的长度。根据第一间距在光伏阵列上布置多个避雷针，以形成避雷针阵列，能够解决整个光伏电站仅用一根避雷针导致防雷范围小的问题，此外，通过将避雷针布置在光伏阵列上，可以为无边框双玻光伏组件增加直击雷防护功能。附图说明图1为本专利技术实施例提供的一种光伏电站的结构示意图；图2为本专利技术实施例提供的一种避雷针阵列的布置点位的示意图；图3为本专利技术实施例提供的一种滚球的渗透深度的计算原理图；图4为本专利技术实施例提供的一种等高避雷针的保护范围的示意图；图5为本专利技术实施例提供的一种确定避雷针布置点位的示意图。其中，1：避雷针；2：相邻避雷针之间的间距；3：光伏支架；4：滚球；5：光伏组件；6：浮体；7：光伏阵列。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本专利技术，而非对本专利技术的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本专利技术相关的部分而非全部结构。图1为本专利技术实施例提供的一种光伏电站的结构示意图，图2为本专利技术实施例提供的一种避雷针阵列的布置点位的示意图，图3为本专利技术实施例提供的一种滚球的渗透深度的计算原理图。参考图1、图2和图3，光伏电站包括光伏阵列，光伏阵列包括多个光伏组件5，防雷系统包括：避雷针阵列7，避雷针阵列7包括多个避雷针1，多个避雷针1设置于光伏阵列上，相邻避雷针1之间的最大间距为第一间距d；滚球4放置于相邻且等高的避雷针1上，第一间距d与滚球4的半径r以及滚球4相对于对应的避雷针1的渗透深度p有关，滚球4的半径r与光伏电站的防雷等级相关，渗透深度p小于或等于对应的避雷针1的长度。具体的，雷击容易对光伏电站造成破坏，使光伏电站无法正常运行，特别是直击雷造成的破坏。当直击雷击中光伏电站时，若光伏电站不能有效接地，轻则击穿光伏组件5形成溶洞，重则直接将光伏组件5整体击碎并使光伏组件5大幅度弯折，甚至使得光伏组件5大规模损坏。光伏组件5可以为太阳能电池板，多个光伏组件5组成一个光伏阵列，用于将太阳能转换为电能。避雷针1可以等高地设置于光伏阵列上，且相邻避雷针1之间的最大距离为第一间距d，将避雷针1以等于第一间距d布置在光伏阵列上，可以保证相邻避雷针1之间的联合保护覆盖范围最大，能够减小避雷针阵列中的避雷针数量，有利于降低防雷系统的成本。当然，相邻避雷针1之间的间距也可以小于第一间距d，此时位于避雷针1保护范围内的光伏组件5的数量减少了，提高了对每个光伏组件5的保护效果，有利于提高光伏电站的防雷效果。具体的，可以采用滚球法获得相邻避雷针1之间的间距。示例性的，首先根据光伏电站的防雷等级确定滚球4的半径，一般来说，防雷等级越高，选取滚球的半径r越小。然后确定避雷针1的高度，其中避雷针1的高度可以根据光伏电站现场的实际需求来设置，不同的避雷针1的高度对应不同的间距。滚球4的渗透深度p为滚球4相对于相邻两个避雷针1而言，滚球4的边缘最低点落入相邻避雷针1之间的深度，若避雷针1以垂直于水平面的方式设置在光伏阵列上，则渗透深度p小于或等于对应的避雷针1的长度；若避雷针1与垂直于水平面的法线方向倾斜一定角度设置于光伏阵列上，则渗透深度p小于或等于对应的避雷针1沿法线方向的长度。当滚球的渗透深度p与避雷针1沿法线方向的长度相等时，可以保证滚球4的边缘刚好不触碰到光伏组件5的表面(无论光伏组件5的坡度为多大，均认为是绝对平面)，此时相邻避雷针1之间的间距为第一间距d。即，第一间距d为相邻避雷针1保护的最大距离。滚球4的渗透深度p越小，相邻避雷针本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光伏电站的防雷系统，其特征在于，所述光伏电站包括光伏阵列，所述光伏阵列包括多个光伏组件，所述防雷系统包括：/n避雷针阵列，所述避雷针阵列包括多个避雷针，多个所述避雷针设置于所述光伏阵列上，相邻所述避雷针之间的最大间距为第一间距；/n滚球放置于相邻且等高的所述避雷针上，所述第一间距与所述滚球的半径以及所述滚球相对于对应的所述避雷针的渗透深度有关，所述滚球的半径与所述光伏电站的防雷等级相关，所述渗透深度小于或等于对应的所述避雷针的长度。/n

【技术特征摘要】
1.一种光伏电站的防雷系统，其特征在于，所述光伏电站包括光伏阵列，所述光伏阵列包括多个光伏组件，所述防雷系统包括：
避雷针阵列，所述避雷针阵列包括多个避雷针，多个所述避雷针设置于所述光伏阵列上，相邻所述避雷针之间的最大间距为第一间距；
滚球放置于相邻且等高的所述避雷针上，所述第一间距与所述滚球的半径以及所述滚球相对于对应的所述避雷针的渗透深度有关，所述滚球的半径与所述光伏电站的防雷等级相关，所述渗透深度小于或等于对应的所述避雷针的长度。


2.根据权利要求1所述的光伏电站的防雷系统，其特征在于，所述第一间距满足如下计算公式：



其中，p为所述滚球的渗透深度，r为所述滚球的半径，d为所述第一间距。


3.根据权利要求1所述的光伏电站的防雷系统，其特征在于，所述避雷针阵列中的部分相邻所述避雷针之间的间距等于所述第一间距。


4.根据权利要求3所述的光伏电站的防雷系统，其特征在于，所述避雷针阵列包括多个避雷针组，所述避雷针组中的所述避雷针位于所述避雷针阵列中的一个区域，所述避雷针组中的所述避雷针的位置满足如下关系：
以一个避雷针为圆心，以所述第一间距为半径的一个圆弧与所述光伏阵列边缘的两个交点上分别设置有两个避雷针；
分别以所述两个避雷针为圆心，以所述第一间距为半径的两个圆弧与所述光伏阵列边缘的两个非重复交点上设置有...

【专利技术属性】
技术研发人员：程晓峰，李凡，江健，韩邢峰，杨宗军，
申请(专利权)人：合肥阳光新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34