12/08/2022
عدم تأريض الأنظمة الشمسية و مراعاة الحماية من الصواعق هو السبب رقم واحد في الفشل الكارثي للنظم الكهربائية الشمسية و مكوناتها. الألواح الشمسية عرضه لصواعق البرق والجهود الزائدة نتيجة وضعها فى اماكن مكشوفة للسماء مباشرة. و في اغلب الحالات بالإمكان تجنب الدمار الناتج من الصواعف بعمل نظام تأريض صحيح و تفادي الشحنات الكهربائية الذي تسبب تلف الخليا الشمسية فكرة الحماية من الصواعق هي بتوفير طريق سهل لها للوصول إلى الأرض بدون أن تمر عبر الأجهزة الكهربائية و مكونات المنظومة الشمسية بهدف توفير السلامة من أضرار التغيرات المفاجئة والكبيرة في جهد التغذية (Voltage Surges) و في المقام الأول نحب ان نؤكد علي معلومة هامة جدا يغفلها معظم المشتغلين في مجال الطاقة الشمسية
أول و اهم عنصر في تأريض الأنظمة الشمسية هو إلكترود التأريض, و هو ببساطة الجسم المعدني (نحاس أو اي موصل كهربائي جيد) الذي يقوم بتفريغ الشحنات الكهربائية في الأرض. في النظم الكبيرة و المتوسطة يتم تنفيذ بئر تأريض يحتوي علي ق**ب نحاسي يستوفي المتطلبات الأتية:تعتمد مقاومة الأرضي لقطب التأريض على المقاومة النوعية الكهربائية لمادة التربة التي يوجد بها هذا القطب , و في حالة وجود فرصة لاختيار مكان نظام التأريض فإنه من المفضل أن يتم في أنواع التربة بالترتيب الأتي:
1- أرض مستنقع مبلل.
2- أرض طفلة، طينية.
3- أرض طفلة وطينية مختلطة بالرمل والحجارة
4- أرض رملية رطبة ومبللة.
ويجب استبعاد الأماكن المحتوية على رمال جافة وحجر جيري وصخور وجرانيت وزيوت وشحوم بقدر الأماكن وكذلك الأماكن التي يوجد بها صخور تكون قريبة من سطح التربة.اقل طول لق**ب التأريض النحاسي الذي يتم غرسه في الارض 2.5 متر للتربة جيدة التوصيل للكهرباء. اما في التربة الرملية فانه يتطلب غرس أكثر من سيخ بينهما مسافة 3 متر على الأقل ويتم ربطهم جميعا بسلك نحاسي 4 مم2 مع دفن هذا السلك و مراعات استخدام كليبات مخصصة للربط بين السلك والقضبان النحاسية.يتم في البئر الأرضي وضع حول القضان المواد المحسنة لخواص توصيل التربة مثل الفحم و الملحفي حالة كانت التربة صخرية و يصعب الحفر العمودي للسيخ فيتم دفنة افقيا و تنفيذه بطول لا يقل عن 45 متر.الحرص على ان تكون المسافة من الالواح او الأجهزة الالكترونية الأخرى الى ق**ب الأرضي أقصر ما يمكنيتم قياس مقاومه الأرضى بحيث لا تتعدى 2 اوم. و إذا تم عمل نظام تأريض ولم نصل للمقاومة المطلوبة فيتم زيادة عدد القضبان المستخدمةيتم التوصيل بين بئر التأريض و النظام الشمسي عن طريق سلك من نحاس معزول بمادة بلاستيكية باللون الاخضر مع الاصفر .اما في النظم الصغيرة ليس من العملي او الأقتصادي تنفيذ بئر ارضي لعمل الالكترود بتكلفة كبيرة بالنسبة الي التكلفة الكلية للنظام. في هذه الحالات يمكن تأريض الأنظمة الصغيرة ببدائل اقتصادية اخري مثل:مواسير المياه و الغاز المعدنية المدفونة في الأرضالهيكل المعدنى للمبنىالاعمدة الحديديةالاعمدة الخرسانية التى تحتوى على حديد تسليح
الغرض من الحماية من الصواعق ليس لوقف البرق من ضرب النظام فلا يمكنك القيام بذلك. حماية البرق هي السيطرة على مساره بعد أن يضرب و أفضل ما يمكن القيام به هو منع من المرور في الأماكن الحساسة التي تتسبب في الأضرار.في أي لحظة هناك أكثر من 2000 عاصفة رعدية تحدث في جميع أنحاء العالم. تجمع هذه العواصف لإنتاج حوالي 100 ومضة برق في الثانية، كل واحد مع إمكانية تصل إلى مليار فولت و تيارات التي تصل إلى 200،000 أمبير ودرجات الحرارة لأكثر من 54،000 درجة.سرعة الصواعق في السماء 150،000 كيلو متر / ثانية (ما يقرب من 1/2 سرعة الضوء)، و 100000 مرة أسرع من الصوت. و بالتالي جميع قواطع التيار و الفيوزات التقليدية عديمة الجدوي و لأ تعمل مع البرق الذي يمر بسرعة تفوق ملأيين المرات سرعة حركة هذه القواطعالبرق يحب الأرض و 90% من البرق يضرب الأرض مباشرة و يبحث دائما علي اسرع و اقصر مسار للوصول الي الأرض. و فكرة التأريض هي توفير هذا المسار السريع و السهل نحو الأرضلا شيء يمكن أن يوفر حماية 100٪ من ضربات البرق أو الضرر – ولكن يمكن تخفيض 95٪ أو أكثر من الأضرار مع الاحتياطات البسيطة وأساليب التركيب غير مكلفة نسبيا.الأساطير هناك الكثير من الأمثلة الشعبية حول البرق, وقد استمر بعضها لعدة قرون رغم كونها سخيفة حقا.الأبراج و الهياكل العالية اكثر عرضة للبرق: خطأ – البرق يمكن أن يضرب أي مكانيجب أن لا تلمس الأشياء المعدنية إذا كانت المنطقة تتعرض للبرق: خطأ – مساره نحو الأرض و ليس نحو الأجسام المعدنيةيمكن استخدام البرق كمصدر للطاقة: خطأ – لن يحدث إلا إذا توصلنا الي طريقة لخزين 100 مليون فولت في بضع ميكروثانية و هذا ضرب من الخيال. و الطاقة تحول مباشرة إلى حرارة وصوت وطاقة ضوئية.بعض الناس يمكن ان يجذبوا الصواعق: خطأ مضحك
