अपने सौर ऊर्जा सिस्टम को बिजली से कैसे बचाएं

बिजली फोटोवोल्टिक (पीवी) और पवन-विद्युत प्रणालियों में विफलताओं का एक सामान्य कारण है। सिस्टम से बहुत दूर या बादलों के बीच गिरने वाली बिजली से नुकसानदायक उछाल हो सकता है। लेकिन ज़्यादातर बिजली से होने वाले नुकसान को रोका जा सकता है। यहाँ कुछ सबसे किफ़ायती तकनीकें दी गई हैं जिन्हें आम तौर पर दशकों के अनुभव के आधार पर बिजली प्रणाली इंस्टॉलर स्वीकार करते हैं। इस सलाह का पालन करें, और आपके पास अपने अक्षय ऊर्जा (आरई) सिस्टम को बिजली से होने वाले नुकसान से बचने का बहुत अच्छा मौका है।

ग्राउंडेड हो जाओ

ग्राउंडिंग बिजली के नुकसान से बचाव के लिए सबसे बुनियादी तकनीक है। आप बिजली के उछाल को रोक नहीं सकते, लेकिन आप इसे जमीन पर एक सीधा रास्ता दे सकते हैं जो आपके मूल्यवान उपकरणों को बायपास करता है, और उछाल को सुरक्षित रूप से धरती में डिस्चार्ज करता है। जमीन पर एक विद्युत पथ लगातार स्थिर बिजली को डिस्चार्ज करेगा जो एक ऊपरी जमीन संरचना में जमा होता है। अक्सर, यह पहली जगह में बिजली के आकर्षण को रोकता है।

लाइटनिंग अरेस्टर और सर्ज प्रोटेक्टर को विद्युतीय सर्ज को अवशोषित करके इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों की सुरक्षा के लिए डिज़ाइन किया गया है। हालाँकि, ये उपकरण अच्छे ग्राउंडिंग का विकल्प नहीं हैं। वे केवल प्रभावी ग्राउंडिंग के साथ मिलकर काम करते हैं। ग्राउंडिंग सिस्टम आपके वायरिंग इंफ्रास्ट्रक्चर का एक महत्वपूर्ण हिस्सा है। इसे पावर वायरिंग इंस्टॉल होने से पहले या उसके दौरान इंस्टॉल करें। अन्यथा, एक बार सिस्टम काम करने के बाद, यह महत्वपूर्ण घटक “करने के लिए” सूची में कभी भी चेक नहीं किया जा सकता है।

ग्राउंडिंग में पहला चरण सभी धातु संरचनात्मक घटकों और विद्युत बाड़ों, जैसे कि पीवी मॉड्यूल फ़्रेम, माउंटिंग रैक और पवन जनरेटर टावरों को जोड़कर (अंतरसंयोजित करके) ग्राउंड तक डिस्चार्ज पथ का निर्माण करना है। नेशनल इलेक्ट्रिकल कोड (NEC), अनुच्छेद 250 और अनुच्छेद 690.41 से 690.47 कोड-अनुरूप तार आकार, सामग्री और तकनीकों को निर्दिष्ट करते हैं। ग्राउंड वायर में तीखे मोड़ से बचें - उच्च धारा के उछाल तंग कोनों को मोड़ना पसंद नहीं करते हैं और आसानी से पास के तारों पर जा सकते हैं। एल्यूमीनियम संरचनात्मक तत्वों (विशेष रूप से पीवी मॉड्यूल फ़्रेम) में तांबे के तार के अनुलग्नकों पर विशेष ध्यान दें। "AL/CU" लेबल वाले कनेक्टर और स्टेनलेस स्टील फास्टनरों का उपयोग करें, जो जंग की संभावना को कम करते हैं। डीसी और एसी सर्किट दोनों के ग्राउंड वायर भी इस ग्राउंडिंग सिस्टम से जुड़े होंगे। (अधिक सलाह के लिए HP102 और HP103 में PV सरणी ग्राउंडिंग पर कोड कॉर्नर लेख देखें।)

ग्राउंड रॉड्स

कई प्रतिष्ठानों का सबसे कमज़ोर पहलू धरती से कनेक्शन है। आखिरकार, आप ग्रह पर सिर्फ़ एक तार नहीं लगा सकते! इसके बजाय, आपको प्रवाहकीय, गैर-संक्षारक धातु (आमतौर पर तांबा) की एक छड़ को ज़मीन में गाड़ना या हथौड़ा मारना चाहिए, और सुनिश्चित करना चाहिए कि इसका अधिकांश सतह क्षेत्र प्रवाहकीय (यानी नम) मिट्टी से संपर्क करे। इस तरह, जब स्थैतिक बिजली या उछाल लाइन से नीचे आता है, तो इलेक्ट्रॉन न्यूनतम प्रतिरोध के साथ ज़मीन में जा सकते हैं।

जिस तरह से ड्रेन फील्ड पानी को नष्ट करता है, उसी तरह ग्राउंडिंग इलेक्ट्रॉनों को नष्ट करने का काम करता है। यदि ड्रेनपाइप पर्याप्त रूप से जमीन में डिस्चार्ज नहीं करता है, तो बैकअप होता है। जब इलेक्ट्रॉन वापस ऊपर आते हैं, तो वे गैप को पार करके (इलेक्ट्रिकल आर्क बनाते हुए) आपके पावर वायरिंग, आपके उपकरण से होते हुए, और उसके बाद ही ग्राउंड पर पहुँचते हैं।

इसे रोकने के लिए, एक या अधिक 8-फुट-लंबी (2.4 मीटर), 5/8-इंच (16 मिमी) तांबे की परत चढ़ी हुई ग्राउंड रॉड, अधिमानतः नम धरती में स्थापित करें। एक रॉड आमतौर पर पर्याप्त नहीं होती है, खासकर सूखी जमीन में। जिन क्षेत्रों में जमीन बहुत शुष्क हो जाती है, वहां कई रॉड स्थापित करें, उन्हें कम से कम 6 फीट (3 मीटर) की दूरी पर रखें और उन्हें नंगे तांबे के तार से एक साथ जोड़ दें। एक वैकल्पिक तरीका #6 (13 मिमी2), डबल #8 (8 मिमी2), या बड़ा नंगे तांबे का तार कम से कम 100 फीट (30 मीटर) लंबी खाई में गाड़ना है। (नंगे तांबे के ग्राउंड वायर को पानी या सीवर पाइप, या अन्य बिजली के तारों को ले जाने वाली खाई के तल पर भी चलाया जा सकता है।) या, ग्राउंड वायर को आधा काटें और इसे दो दिशाओं में फैलाएँ। प्रत्येक दबे हुए तार के एक सिरे को ग्राउंडिंग सिस्टम से कनेक्ट करें।

सिस्टम के कुछ हिस्से को गीले इलाकों में लगाने की कोशिश करें, जैसे कि छत से पानी निकलता हो या फिर पौधों को पानी देना हो। अगर आस-पास स्टील का कुआं है, तो आप उसे ग्राउंड रॉड के तौर पर इस्तेमाल कर सकते हैं (आवरण से मज़बूत, बोल्ट वाला कनेक्शन बनाएं)।

नम जलवायु में, ग्राउंड- या पोल-माउंटेड एरे, या पवन जनरेटर टॉवर, या कंक्रीट में संलग्न ग्राउंड रॉड के कंक्रीट फुटर्स आदर्श ग्राउंडिंग प्रदान नहीं करेंगे। इन स्थानों में, कंक्रीट आमतौर पर फुटिंग के आसपास की नम मिट्टी की तुलना में कम प्रवाहकीय होगा। यदि ऐसा है, तो सरणी के आधार पर कंक्रीट के बगल में, या अपने पवन जनरेटर टॉवर के आधार पर और प्रत्येक गाइ वायर एंकर पर धरती में एक ग्राउंड रॉड स्थापित करें, फिर उन सभी को नंगे, दबे हुए तार से एक साथ जोड़ दें।

शुष्क या शुष्क जलवायु में, अक्सर विपरीत होता है - कंक्रीट फ़ुटिंग में आस-पास की मिट्टी की तुलना में अधिक नमी हो सकती है, और ग्राउंडिंग के लिए एक किफायती अवसर प्रदान करती है। यदि 20-फुट-लंबी (या उससे अधिक) सरिया को कंक्रीट में एम्बेड किया जाना है, तो सरिया स्वयं ग्राउंड रॉड के रूप में काम कर सकती है। (नोट: कंक्रीट डालने से पहले इसकी योजना बनानी चाहिए।) ग्राउंडिंग की यह विधि शुष्क स्थानों में आम है, और इसका वर्णन NEC, अनुच्छेद 250.52 (A3), "कंक्रीट-एनकैस्ड इलेक्ट्रोड" में किया गया है।

यदि आप अपने स्थान के लिए सर्वोत्तम ग्राउंडिंग विधि के बारे में अनिश्चित हैं, तो अपने सिस्टम के डिज़ाइन चरण के दौरान अपने इलेक्ट्रिकल इंस्पेक्टर से बात करें। आप बहुत ज़्यादा ग्राउंडिंग नहीं कर सकते। शुष्क स्थान पर, अनावश्यक ग्राउंड रॉड, दबे हुए तार आदि को स्थापित करने के लिए हर अवसर का उपयोग करें। जंग से बचने के लिए, ग्राउंड रॉड से कनेक्शन बनाने के लिए केवल स्वीकृत हार्डवेयर का उपयोग करें। ग्राउंड वायर को मज़बूती से जोड़ने के लिए कॉपर स्प्लिट-बोल्ट का उपयोग करें।

ग्राउंडिंग पावर सर्किट

बिल्डिंग वायरिंग के लिए, NEC को DC पावर सिस्टम के एक तरफ को कनेक्ट करने की आवश्यकता होती है - या "बॉन्ड" - ग्राउंड से। इस तरह के सिस्टम के AC हिस्से को भी किसी भी ग्रिड से जुड़े सिस्टम के पारंपरिक तरीके से ग्राउंड किया जाना चाहिए। (यह संयुक्त राज्य अमेरिका में सच है। अन्य देशों में, बिना ग्राउंड वाले पावर सर्किट आदर्श हैं।) संयुक्त राज्य अमेरिका में एक आधुनिक होम सिस्टम के लिए पावर सिस्टम को ग्राउंड करना आवश्यक है। यह आवश्यक है कि DC नेगेटिव और AC न्यूट्रल अपने संबंधित सिस्टम में केवल एक बिंदु पर ग्राउंड से बंधे हों, और दोनों ग्राउंडिंग सिस्टम में एक ही बिंदु पर हों। यह केंद्रीय पावर पैनल पर किया जाता है।

कुछ एकल-उद्देश्य, स्टैंड-अलोन सिस्टम (जैसे सौर जल पंप और रेडियो रिपीटर) के निर्माता पावर सर्किट को ग्राउंड न करने की सलाह देते हैं। विशिष्ट अनुशंसाओं के लिए निर्माता के निर्देशों को देखें।

ऐरे वायरिंग और “ट्विस्टेड पेयर” तकनीक

ऐरे वायरिंग में धातु के ढांचे में कम से कम लंबाई के तार का उपयोग किया जाना चाहिए। सकारात्मक और नकारात्मक तार समान लंबाई के होने चाहिए, और जब भी संभव हो एक साथ चलाए जाने चाहिए। यह कंडक्टरों के बीच अत्यधिक वोल्टेज के प्रेरण को कम करेगा। धातु की नाली (ग्राउंडेड) भी सुरक्षा की एक परत जोड़ती है। लंबे बाहरी तार को ऊपर से चलाने के बजाय उन्हें दफना दें। 100 फीट (30 मीटर) या उससे अधिक लंबा तार एक एंटीना की तरह होता है - यह बादलों में बिजली गिरने से भी उछाल को प्राप्त कर सकता है। यदि तार दफनाए गए हैं, तो भी इसी तरह के उछाल हो सकते हैं, लेकिन अधिकांश इंस्टॉलर इस बात से सहमत हैं कि दफन ट्रांसमिशन वायरिंग बिजली के नुकसान की संभावना को और कम कर देती है।

उछालों के प्रति संवेदनशीलता को कम करने की एक सरल रणनीति "ट्विस्टेड पेयर" तकनीक है, जो दो या अधिक कंडक्टरों के बीच किसी भी प्रेरित वोल्टेज को बराबर करने और रद्द करने में मदद करती है। उपयुक्त पावर केबल ढूंढना मुश्किल हो सकता है जो पहले से ही मुड़ा हुआ हो, इसलिए यहां बताया गया है कि क्या करना है: जमीन पर बिजली के तारों की एक जोड़ी बिछाएं। तारों के बीच एक छड़ी डालें, और उन्हें एक साथ मोड़ दें। हर 30 फीट (10 मीटर) पर, दिशा बदलें। (यह पूरी दूरी को एक दिशा में मोड़ने की कोशिश करने से कहीं ज्यादा आसान है।) तार के आकार के आधार पर, कभी-कभी तारों को मोड़ने के लिए पावर ड्रिल का भी उपयोग किया जा सकता है। बस तारों के सिरों को ड्रिल के चक में सुरक्षित करें और ड्रिल की क्रिया को केबलों को एक साथ मोड़ने दें।

ग्राउंड वायर को बिजली के तारों के साथ घुमाने की ज़रूरत नहीं है। दफनाने के लिए, नंगे तांबे के तार का उपयोग करें; यदि आप नाली का उपयोग करते हैं, तो ग्राउंड वायर को नाली के बाहर चलाएं। अतिरिक्त पृथ्वी संपर्क प्रणाली की ग्राउंडिंग में सुधार करेगा।

किसी भी संचार या नियंत्रण केबल के लिए ट्विस्टेड-पेयर केबल का उपयोग करें (उदाहरण के लिए, सोलर वाटर पंप के फुल-टैंक शटऑफ के लिए फ्लोट-स्विच केबल)। यह छोटे गेज का तार पहले से मुड़े हुए, कई या सिंगल पेयर केबल में आसानी से उपलब्ध है। आप शील्डेड ट्विस्टेड-पेयर केबल भी खरीद सकते हैं, जिसमें मुड़े हुए तारों के चारों ओर एक धातु की पन्नी होती है, और आमतौर पर एक अलग, नंगे "ड्रेन" तार भी होता है। वायरिंग में ग्राउंड लूप (ग्राउंड तक कम सीधा रास्ता) बनाने की संभावना को खत्म करने के लिए केबल शील्ड और ड्रेन वायर को केवल एक छोर पर ग्राउंड करें।

अतिरिक्त बिजली संरक्षण

व्यापक ग्राउंडिंग उपायों के अतिरिक्त, निम्नलिखित में से किसी भी स्थिति वाले स्थलों के लिए विशेष सर्ज संरक्षण उपकरणों और (संभवतः) बिजली की छड़ों की सिफारिश की जाती है:
• तीव्र बिजली वाले क्षेत्र में ऊंची भूमि पर एकांत स्थान
• सूखी, पथरीली या अन्यथा खराब विद्युत चालकता वाली मिट्टी
• तार 100 फीट (30 मीटर) से अधिक लंबा हो

बिजली अवरोधक

बिजली (सर्ज) अवरोधकों को बिजली के तूफान (या आउट-ऑफ-स्पेक यूटिलिटी पावर) के कारण होने वाले वोल्टेज स्पाइक्स को अवशोषित करने के लिए डिज़ाइन किया गया है, और प्रभावी रूप से सर्ज को बिजली के तारों और आपके उपकरणों को बायपास करने की अनुमति देता है। सर्ज प्रोटेक्टर को किसी भी लंबे तार के दोनों सिरों पर स्थापित किया जाना चाहिए जो आपके सिस्टम के किसी भी हिस्से से जुड़ा हो, जिसमें इन्वर्टर से एसी लाइनें भी शामिल हैं। एरेस्टर एसी और डीसी दोनों के लिए विभिन्न वोल्टेज के लिए बनाए जाते हैं। अपने आवेदन के लिए उपयुक्त एरेस्टर का उपयोग करना सुनिश्चित करें। कई सिस्टम इंस्टॉलर नियमित रूप से डेल्टा सर्ज अरेस्टर का उपयोग करते हैं, जो कि सस्ते होते हैं और कुछ सुरक्षा प्रदान करते हैं जहां बिजली का खतरा मध्यम होता है, लेकिन ये इकाइयाँ अब UL सूचीबद्ध नहीं हैं।

पॉलीफ़ेज़र और ट्रांसटेक्टर अरेस्टर बिजली गिरने की आशंका वाली जगहों और बड़े प्रतिष्ठानों के लिए उच्च गुणवत्ता वाले उत्पाद हैं। ये टिकाऊ इकाइयाँ कई तरह के सिस्टम वोल्टेज के साथ मज़बूत सुरक्षा और अनुकूलता प्रदान करती हैं। कुछ डिवाइस में विफलता मोड दिखाने के लिए संकेतक होते हैं।

बिजली की छड़ें

"बिजली की छड़ें" स्थिर डिस्चार्ज डिवाइस हैं जिन्हें इमारतों और सौर-विद्युत सरणियों के ऊपर रखा जाता है, और जमीन से जोड़ा जाता है। वे स्थिर चार्ज के निर्माण और आसपास के वातावरण के अंतिम आयनीकरण को रोकने के लिए हैं। वे बिजली गिरने से रोकने में मदद कर सकते हैं, और अगर बिजली गिरती है तो बहुत अधिक करंट को जमीन तक पहुंचाने का रास्ता प्रदान कर सकते हैं। आधुनिक उपकरण स्पाइक के आकार के होते हैं, जिनमें अक्सर कई बिंदु होते हैं।

लाइटिंग रॉड का इस्तेमाल आम तौर पर केवल उन जगहों पर किया जाता है जहाँ बहुत ज़्यादा बिजली के तूफ़ान आते हैं। अगर आपको लगता है कि आपकी साइट इस श्रेणी में आती है, तो ऐसे ठेकेदार को काम पर रखें जिसे बिजली से बचाव का अनुभव हो। अगर आपका सिस्टम इंस्टॉलर इतना योग्य नहीं है, तो सिस्टम इंस्टॉल करने से पहले लाइटनिंग प्रोटेक्शन विशेषज्ञ से सलाह लेने पर विचार करें। अगर संभव हो, तो नॉर्थ अमेरिकन बोर्ड ऑफ़ सर्टिफाइड एनर्जी प्रैक्टिशनर्स (NABCEP) से प्रमाणित PV इंस्टॉलर चुनें (एक्सेस देखें)। हालाँकि यह प्रमाणन बिजली से बचाव के लिए विशिष्ट नहीं है, लेकिन यह इंस्टॉलर की समग्र योग्यता के स्तर का संकेत हो सकता है।

दृष्टि के बिना पर दिमाग से बाहर नहीं

बिजली से बचाव के बहुत से काम दबे हुए हैं और नज़रों से ओझल हैं। यह सुनिश्चित करने के लिए कि यह सही तरीके से किया गया है, इसे अपने सिस्टम इंस्टॉलर, इलेक्ट्रीशियन, खुदाई करने वाले, प्लंबर, कुआं खोदने वाले या किसी भी ऐसे व्यक्ति के साथ अपने अनुबंध में लिखें जो आपके ग्राउंडिंग सिस्टम को शामिल करने वाले अर्थवर्क कर रहा है।