光伏組件的雷電感應過電壓和過電流計算

竇志鵬，楊仲江，劉 健

（1.南京信息工程大學中國氣象局氣溶膠－云－降水重點開放實驗室，南京 210044；2.南京信息工程大學大氣物理學院，南京210044）

光伏組件的雷電感應過電壓和過電流計算

竇志鵬1,2，楊仲江1,2，劉 健1,2

（1.南京信息工程大學中國氣象局氣溶膠－云－降水重點開放實驗室，南京 210044；2.南京信息工程大學大氣物理學院，南京210044）

隨著太陽能在我國能源比例中的持續增長，對光伏發電系統可靠性的要求變得越來越高。因此，光伏組件防雷保護已經成為一個非常重要的課題。介紹了光伏發電系統設備的雷擊損害機理，計算不同防雷方式下光伏組件回路的感應過電壓。建立光伏組件等效電路模型，分析旁路二極管上承受的雷電過電流。計算表明：雷電流波頭陡度越大，光伏組件距離雷擊點越近，感應過電壓幅值越大。光伏電池單元和旁路二極管反向安裝時，旁路二極管上承受的雷電過電流幅值和過電流持續時間要小于正向安裝方式。雷電過電流極易損壞旁路二極管，需要安裝諸如瞬態抑制二極管之類的浪涌防護裝置，減小回路線纜面積。

光伏組件；雷電；感應過電壓；旁路二極管

0 引言

為了解決經濟發展過程中的能源需求問題，我國正在大力發展清潔能源，其中光伏發電因其技術較為成熟得到廣泛的應用[1－2]。截止2013年底，在全國累計光伏發電裝機容量19.42 GW，其中光伏電站16.32 GW，分布式光伏3.1 GW，全年累計發電量90億kWh[3]。

隨著光伏電站規模的增大，光伏陣列的占地面積也不斷擴大，雷電對光伏發電系統的威脅也日益嚴重。……