अपने सौर ऊर्जा सिस्टम को बिजली से कैसे बचाएं

बिजली फोटोवोल्टिक (पीवी) और पवन-विद्युत प्रणालियों में विफलताओं का एक आम कारण है। सिस्टम से लंबी दूरी पर या बादलों के बीच भी बिजली गिरने से नुकसानदायक उछाल आ सकता है। लेकिन बिजली गिरने से होने वाली अधिकांश क्षति को रोका जा सकता है। यहां कुछ सबसे अधिक लागत प्रभावी तकनीकें दी गई हैं जिन्हें आम तौर पर दशकों के अनुभव के आधार पर पावर सिस्टम इंस्टॉलरों द्वारा स्वीकार किया जाता है। इस सलाह का पालन करें, और आपके पास अपनी नवीकरणीय ऊर्जा (आरई) प्रणाली को बिजली से होने वाले नुकसान से बचने का एक बहुत अच्छा मौका है।

जमींदोज हो जाओ

बिजली से होने वाले नुकसान से सुरक्षा के लिए ग्राउंडिंग सबसे बुनियादी तकनीक है। आप बिजली के उछाल को नहीं रोक सकते, लेकिन आप इसे ज़मीन तक जाने का सीधा रास्ता दे सकते हैं जो आपके मूल्यवान उपकरणों को दरकिनार कर देता है, और बिजली के उछाल को सुरक्षित रूप से धरती में गिरा देता है। जमीन तक एक विद्युत पथ लगातार स्थैतिक बिजली का निर्वहन करेगा जो जमीन के ऊपर की संरचना में जमा हो जाती है। अक्सर, यह सबसे पहले बिजली के आकर्षण को रोकता है।

लाइटनिंग अरेस्टर और सर्ज रक्षक विद्युत तरंगों को अवशोषित करके इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों की सुरक्षा के लिए डिज़ाइन किए गए हैं। हालाँकि, ये उपकरण अच्छी ग्राउंडिंग का विकल्प नहीं हैं। वे प्रभावी ग्राउंडिंग के साथ मिलकर ही कार्य करते हैं। ग्राउंडिंग सिस्टम आपके वायरिंग इंफ्रास्ट्रक्चर का एक महत्वपूर्ण हिस्सा है। बिजली की वायरिंग स्थापित होने से पहले या उसके दौरान इसे स्थापित करें। अन्यथा, एक बार सिस्टम काम कर रहा है, तो यह महत्वपूर्ण घटक कभी भी "करने योग्य" सूची में शामिल नहीं हो पाएगा।

ग्राउंडिंग में पहला कदम सभी धातु संरचनात्मक घटकों और विद्युत बाड़ों, जैसे पीवी मॉड्यूल फ्रेम, माउंटिंग रैक और पवन जनरेटर टावरों को जोड़कर (इंटरकनेक्ट करके) जमीन पर एक डिस्चार्ज पथ का निर्माण करना है। राष्ट्रीय विद्युत संहिता (एनईसी), अनुच्छेद 250 और अनुच्छेद 690.41 से 690.47 तक कोड-अनुपालक तार आकार, सामग्री और तकनीक निर्दिष्ट करते हैं। जमीन के तारों में तेज मोड़ से बचें - उच्च वर्तमान तरंगें तंग कोनों को मोड़ना पसंद नहीं करती हैं और आसानी से पास के तारों में जा सकती हैं। एल्यूमीनियम संरचनात्मक तत्वों (विशेषकर पीवी मॉड्यूल फ्रेम) में तांबे के तार के जुड़ाव पर विशेष ध्यान दें। "एएल/सीयू" लेबल वाले कनेक्टर और स्टेनलेस स्टील फास्टनरों का उपयोग करें, जो जंग की संभावना को कम करते हैं। डीसी और एसी दोनों सर्किट के ग्राउंड तार भी इस ग्राउंडिंग सिस्टम से जुड़े होंगे। (अधिक सलाह के लिए एचपी102 और एचपी103 में पीवी ऐरे ग्राउंडिंग पर कोड कॉर्नर लेख देखें।)

ज़मीन की छड़ें

कई स्थापनाओं का सबसे कमजोर पहलू स्वयं पृथ्वी से जुड़ाव है। आख़िरकार, आप ग्रह पर तार नहीं बांध सकते! इसके बजाय, आपको प्रवाहकीय, गैर-संक्षारक धातु (आमतौर पर तांबा) की एक छड़ को जमीन में गाड़ना या हथौड़े से मारना चाहिए, और सुनिश्चित करें कि इसका अधिकांश सतह क्षेत्र प्रवाहकीय (अर्थात नम) मिट्टी से संपर्क करे। इस तरह, जब स्थैतिक बिजली या उछाल रेखा से नीचे आती है, तो इलेक्ट्रॉन न्यूनतम प्रतिरोध के साथ जमीन में समा सकते हैं।

जिस प्रकार एक नाली क्षेत्र पानी को नष्ट करता है, उसी तरह ग्राउंडिंग इलेक्ट्रॉनों को नष्ट करने का कार्य करता है। यदि ड्रेनपाइप जमीन में पर्याप्त रूप से डिस्चार्ज नहीं होता है, तो बैकअप होता है। जब इलेक्ट्रॉन वापस आते हैं, तो वे आपके उपकरण के माध्यम से, आपके उपकरण के माध्यम से, और उसके बाद ही जमीन पर गैप (एक विद्युत चाप बनाते हुए) कूदते हैं।

इसे रोकने के लिए, एक या अधिक 8-फुट-लंबी (2.4 मीटर), 5/8-इंच (16 मिमी) तांबा-प्लेटेड ग्राउंड रॉड स्थापित करें, अधिमानतः नम मिट्टी में। एक भी छड़ आमतौर पर पर्याप्त नहीं होती है, खासकर सूखी जमीन में। उन क्षेत्रों में जहां जमीन अत्यधिक शुष्क हो जाती है, कई छड़ें स्थापित करें, उन्हें कम से कम 6 फीट (3 मीटर) की दूरी पर रखें और उन्हें नंगे तांबे के तार से एक साथ जोड़कर, दबा दें। एक वैकल्पिक तरीका यह है कि #6 (13 मिमी2), डबल #8 (8 मिमी2), या बड़े नंगे तांबे के तार को कम से कम 100 फीट (30 मीटर) लंबी खाई में गाड़ दिया जाए। (नंगे तांबे के ग्राउंड तार को उस खाई के नीचे भी चलाया जा सकता है जिसमें पानी या सीवर पाइप, या अन्य बिजली के तार होते हैं।) या, ग्राउंड तार को आधा काटें और इसे दो दिशाओं में फैलाएं। प्रत्येक दबे हुए तार के एक सिरे को ग्राउंडिंग सिस्टम से कनेक्ट करें।

सिस्टम के हिस्से को गीले क्षेत्रों में ले जाने का प्रयास करें, जैसे कि जहां छत से नालियां निकलती हों या जहां पौधों को पानी देना हो। यदि आस-पास स्टील वेल-केसिंग है, तो आप इसे ग्राउंड रॉड के रूप में उपयोग कर सकते हैं (आवरण के साथ एक मजबूत, बोल्ट वाला कनेक्शन बनाएं)।

नम जलवायु में, जमीन या पोल-माउंटेड सरणी, या पवन जनरेटर टावर, या कंक्रीट में घिरे जमीन की छड़ें आदर्श ग्राउंडिंग प्रदान नहीं करेंगी। इन स्थानों में, कंक्रीट आम तौर पर फ़ुटिंग्स के आसपास की नम मिट्टी की तुलना में कम प्रवाहकीय होगी। यदि यह मामला है, तो किसी सरणी के आधार पर कंक्रीट के बगल में, या अपने पवन जनरेटर टावर के आधार पर और प्रत्येक तार के एंकर पर एक ग्राउंड रॉड स्थापित करें, फिर उन सभी को नंगे, दबे हुए तार से एक साथ जोड़ दें।

शुष्क या शुष्क जलवायु में, विपरीत अक्सर सच होता है - कंक्रीट के आधारों में आसपास की मिट्टी की तुलना में नमी की मात्रा अधिक हो सकती है, और ग्राउंडिंग के लिए एक किफायती अवसर प्रदान करता है। यदि 20 फुट लंबी (या अधिक लंबी) सरिया को कंक्रीट में एम्बेड किया जाना है, तो सरिया स्वयं ग्राउंड रॉड के रूप में काम कर सकता है। (नोट: कंक्रीट डालने से पहले इसकी योजना बनाई जानी चाहिए।) ग्राउंडिंग की यह विधि शुष्क स्थानों में आम है, और एनईसी, अनुच्छेद 250.52 (ए3), "कंक्रीट-एनकेस्ड इलेक्ट्रोड" में वर्णित है।

यदि आप अपने स्थान के लिए सर्वोत्तम ग्राउंडिंग विधि के बारे में अनिश्चित हैं, तो अपने सिस्टम के डिज़ाइन चरण के दौरान अपने विद्युत निरीक्षक से बात करें। आपके पास बहुत अधिक ग्राउंडिंग नहीं हो सकती. सूखे स्थान पर, अनावश्यक जमीन की छड़ें, दबे हुए तार आदि को स्थापित करने के लिए हर अवसर का उपयोग करें। जंग से बचने के लिए, जमीन की छड़ों से कनेक्शन बनाने के लिए केवल अनुमोदित हार्डवेयर का उपयोग करें। ग्राउंड तारों को विश्वसनीय रूप से जोड़ने के लिए तांबे के स्प्लिट-बोल्ट का उपयोग करें।

ग्राउंडिंग पावर सर्किट

बिल्डिंग वायरिंग के लिए, एनईसी को डीसी पावर सिस्टम के एक तरफ को जमीन से जोड़ने या "बॉन्ड" करने की आवश्यकता होती है। ऐसी प्रणाली के एसी हिस्से को भी किसी ग्रिड से जुड़े सिस्टम के पारंपरिक तरीके से ग्राउंड किया जाना चाहिए। (यह संयुक्त राज्य अमेरिका में सच है। अन्य देशों में, भूमिगत बिजली सर्किट आदर्श हैं।) संयुक्त राज्य अमेरिका में आधुनिक घरेलू प्रणाली के लिए बिजली प्रणाली को ग्राउंड करना आवश्यक है। यह आवश्यक है कि डीसी नेगेटिव और एसी न्यूट्रल अपने-अपने सिस्टम में केवल एक बिंदु पर और दोनों ग्राउंडिंग सिस्टम में एक ही बिंदु पर जमीन से जुड़े हों। यह केंद्रीय पावर पैनल पर किया जाता है।

कुछ एकल-उद्देश्यीय, स्टैंड-अलोन सिस्टम (जैसे सौर जल पंप और रेडियो रिपीटर्स) के निर्माता बिजली सर्किट को ग्राउंडिंग न करने की सलाह देते हैं। विशिष्ट अनुशंसाओं के लिए निर्माता के निर्देश देखें।

ऐरे वायरिंग और "ट्विस्टेड पेयर" तकनीक

ऐरे वायरिंग में धातु के ढाँचे में लगे तार की न्यूनतम लंबाई का उपयोग करना चाहिए। सकारात्मक और नकारात्मक तारों की लंबाई समान होनी चाहिए, और जब भी संभव हो उन्हें एक साथ चलाया जाना चाहिए। इससे कंडक्टरों के बीच अत्यधिक वोल्टेज का प्रेरण कम हो जाएगा। धातु नाली (ग्राउंडेड) भी सुरक्षा की एक परत जोड़ती है। लंबे आउटडोर तारों को ऊपर से चलाने के बजाय उन्हें गाड़ दें। 100 फीट (30 मीटर) या उससे अधिक का तार एक एंटीना की तरह है - यह बादलों में बिजली से भी उछाल प्राप्त करेगा। तारों के दबे होने पर भी इसी तरह की वृद्धि हो सकती है, लेकिन अधिकांश इंस्टॉलर इस बात से सहमत हैं कि दबी हुई ट्रांसमिशन वायरिंग बिजली से होने वाली क्षति की संभावना को और सीमित कर देती है।

उछाल के प्रति संवेदनशीलता को कम करने की एक सरल रणनीति "ट्विस्टेड पेयर" तकनीक है, जो दो या दो से अधिक कंडक्टरों के बीच किसी भी प्रेरित वोल्टेज को बराबर करने और रद्द करने में मदद करती है। उपयुक्त बिजली केबल ढूंढना मुश्किल हो सकता है जो पहले से ही मुड़ी हुई है, इसलिए यहां क्या करना है: जमीन के साथ बिजली तारों की एक जोड़ी बिछाएं। तारों के बीच एक छड़ी डालें और उन्हें एक साथ मोड़ें। हर 30 फीट (10 मीटर) पर दिशा बदल दें। (यह पूरी दूरी को एक दिशा में मोड़ने की कोशिश से कहीं अधिक आसान है।) तार के आकार के आधार पर, कभी-कभी वायरिंग को मोड़ने के लिए पावर ड्रिल का भी उपयोग किया जा सकता है। बस वायरिंग के सिरों को ड्रिल के चक में सुरक्षित करें और ड्रिल की क्रिया से केबलों को एक साथ मोड़ दें। यदि आप इस तकनीक को आज़माते हैं तो ड्रिल को न्यूनतम संभव गति से चलाना सुनिश्चित करें।

जमीन के तार को बिजली के तारों के साथ मोड़ने की जरूरत नहीं है। दफनाने के लिए नंगे तांबे के तार का उपयोग करें; यदि आप नाली का उपयोग करते हैं, तो जमीन के तार को नाली के बाहर चलाएं। अतिरिक्त पृथ्वी संपर्क से सिस्टम की ग्राउंडिंग में सुधार होगा।

किसी भी संचार या नियंत्रण केबल के लिए ट्विस्टेड-पेयर केबल का उपयोग करें (उदाहरण के लिए, सौर जल पंप के पूर्ण-टैंक शटऑफ के लिए फ्लोट-स्विच केबल)। यह छोटा गेज तार प्री-ट्विस्टेड, मल्टीपल या सिंगल पेयर केबल में आसानी से उपलब्ध है। आप परिरक्षित 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 (जमीन के लिए 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 अलावा, निम्नलिखित में से किसी भी स्थिति वाली साइटों के लिए विशेष वृद्धि सुरक्षा उपकरणों और (संभवतः) बिजली की छड़ों की सिफारिश की जाती है:
• गंभीर बिजली क्षेत्र में ऊंची जमीन पर पृथक स्थान
• सूखी, पथरीली, या अन्यथा खराब प्रवाहकीय मिट्टी
• तार 100 फीट (30 मीटर) से अधिक लंबा चलता है

बिजली निरोधक

लाइटनिंग (सर्ज) अरेस्टर को विद्युत 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 बिजली तारों और आपके उपकरण को बायपास करने की अनुमति देता है। सर्ज प्रोटेक्टर्स 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 हों। AC और DC दोनों के लिए विभिन्न वोल्टेज के लिए अरेस्टर बनाए जाते हैं। अपने आवेदन के लिए उपयुक्त अवरोधकों का उपयोग करना सुनिश्चित करें। कई सिस्टम इंस्टॉलर नियमित रूप से डेल्टा सर्ज अरेस्टर का उपयोग करते हैं, जो सस्ते होते हैं और जहां बिजली गिरने का खतरा मध्यम होता है, वहां कुछ सुरक्षा प्रदान करते हैं, लेकिन ये इकाइयां अब यूएल सूचीबद्ध नहीं हैं।

पॉलीफ़ेज़र और ट्रान्सटेक्टर अरेस्टर बिजली-प्रवण साइटों और बड़े प्रतिष्ठानों के लिए उच्च गुणवत्ता वाले उत्पाद हैं। ये टिकाऊ इकाइयाँ विभिन्न प्रकार के सिस्टम वोल्टेज के साथ मजबूत सुरक्षा और अनुकूलता प्रदान करती हैं। कुछ उपकरणों में विफलता मोड प्रदर्शित करने के लिए संकेतक होते हैं।

बिजली की छड़ें

"बिजली की छड़ें" स्थिर निर्वहन उपकरण हैं जो इमारतों और सौर-विद्युत सरणियों के ऊपर रखे जाते हैं, और जमीन से जुड़े होते हैं। वे स्थैतिक आवेश के निर्माण और आसपास के वातावरण के अंततः आयनीकरण को रोकने के लिए हैं। वे किसी हमले को रोकने में मदद कर सकते हैं, और यदि हमला होता है तो जमीन पर बहुत तेज़ धारा के लिए मार्ग प्रदान कर सकते हैं। आधुनिक उपकरण स्पाइक-आकार के होते हैं, जिनमें अक्सर कई बिंदु होते हैं।

प्रकाश की छड़ों का उपयोग आम तौर पर केवल उन स्थानों पर किया जाता है जहां अत्यधिक विद्युत तूफान आते हैं। यदि आपको लगता है कि आपकी साइट इस श्रेणी में आती है, तो एक ऐसे ठेकेदार को नियुक्त करें जिसके पास बिजली संरक्षण का अनुभव हो। यदि आपका सिस्टम इंस्टॉलर इतना योग्य नहीं है, तो सिस्टम इंस्टॉल करने से पहले बिजली संरक्षण विशेषज्ञ से परामर्श करने पर विचार करें। यदि संभव हो, तो नॉर्थ अमेरिकन बोर्ड ऑफ सर्टिफाइड एनर्जी प्रैक्टिशनर्स (एनएबीसीईपी) प्रमाणित पीवी इंस्टॉलर का चयन करें (एक्सेस देखें)। हालाँकि यह प्रमाणीकरण बिजली संरक्षण के लिए विशिष्ट नहीं है, यह इंस्टॉलर की समग्र क्षमता के स्तर का संकेत हो सकता है।

दृष्टि के बिना पर दिमाग से बाहर नहीं

बिजली संरक्षण का बहुत सारा काम दबा हुआ है और नज़रों से ओझल है। यह सुनिश्चित करने में सहायता के लिए कि यह सही ढंग से किया जाता है, इसे अपने सिस्टम इंस्टॉलर, इलेक्ट्रीशियन, खुदाई करने वाले, प्लंबर, कुएं ड्रिलर, या किसी ऐसे व्यक्ति के साथ अपने अनुबंध में लिखें जो मिट्टी का काम कर रहा है जिसमें आपका ग्राउंडिंग सिस्टम शामिल होगा।