مدل سازی و تحلیل حالت گذرای ناشی از برخورد مستقیم و غیرمستقیم صاعقه در سیستم های فتوولتائیک

با توجه به اینکه سیستم های فتوولتائیک در محیط باز یا پشت بام ها نصب می شوند، یکی از عوامل مهم که می تواند منجر به اخلال در عملکرد یا تخریب سیستم های فتوولتائیک و تجهیزات آن شود، اضافه ولتاژهای گذرای ناشی از صاعقه است. لذا مدل سازی و مطالعه دقیق این تنش ها جهت حفاظت موثر از سیستم های فتوولتائیک ضروری به نظر می رسد. مدار معادلی که تاکنون برای مدل سازی پنل های خورشیدی در حالت های گذرا مرسوم می باشد، یک مدار صرفا مقاومتی است که در آن اثر خازن های پراکندگی موجود در پنل دیده نشده است؛ درحالی که به دلیل ماهیت فرکانس بالای تنش های ولتاژی صاعقه، تاثیر خازن های پراکندگی بر توزیع میدان و ولتاژ مهم می باشد. لذا در این مقاله یک مدل بهبود یافته برای مدل سازی پنل های خورشیدی در حالت های گذرای ناشی از صاعقه معرفی شده که در آن علاوه بر ساختار مقاومتی مورد استفاده در مدل های مرسوم، تاثیر خازن های پراکندگی نیز در نظر گرفته شده است. نتایج به دست آمده از تست واقعی پنل، دقت مدل پیشنهادی در مقایسه با مدل های مقاومتی مرسوم را نشان می دهد. در ادامه با شبیه سازی مدل وابسته به فرکانس ارائه شده برای ساختار کلی یک سیستم فتوولتائیک، اضافه ولتاژهای ناشی از برخورد مستقیم و غیرمستقیم صاعقه به آن در محیط EMTP-RV شبیه سازی شده و نتایج مورد تحلیل قرارگرفته است. همچنین روشی برای تعیین حداقل فاصله مناسب بین میله صاعقه گیر و پنل خورشیدی به منظور جلوگیری از آسیب دیدگی پنل در صورت اصابت صاعقه به میله نیز ارائه شده است.