Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/10889/10572
Title: Αντικεραυνική προστασία σε φωτοβολταϊκά συστήματα
Other Titles: Lightning protection of photovoltaic systems
Authors: Σπηλιόπουλος, Πέτρος
Keywords: Αντικεραυνική προστασία
Φωτοβολταϊκά συστήματα
Κεραυνοί
Αλεξικέραυνα
Γείωση
Προσομοίωση
Ιονισμός
Keywords (translated): Lightning protection
Photovoltaic systems
EMTP
ATP
Arresters
Grounding
Simulation
Ionization
Abstract: Το αντικείμενο της παρούσας διπλωματικής εργασίας είναι η μελέτη και εγκατάσταση συστήματος αντικεραυνικής προστασίας σε φωτοβολταϊκό πάρκο εγκατεστημένο σε περιοχή της Αχαΐας, καθώς και η προσομοίωση της μεταβατικής συμπεριφοράς του πλέγματος γείωσης των φωτοβολταϊκών συστοιχιών, σε συνδυασμό με την τοποθέτηση πρόσθετης γείωσης ή μη. Η προσομοίωση αυτή επετεύχθη με τη χρήση του λογισμικού EMTP-ATPdraw, λαμβάνοντας υπόψιν το φαινόμενο του ιονισμού του εδάφους. Ειδικότερα, η διπλωματική εργασία μπορεί να συνοψιστεί ως εξής: Κεφάλαιο 1ο: Γίνεται αναφορά στις μορφές παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας και τις επιπτώσεις τους στο περιβάλλον. Ακολούθως γίνεται λόγος για τα πλεονεκτήματα των ανανεώσιμων πηγών ενέργειας και παρουσιάζονται τα βασικά τους χαρακτηριστικά. Κεφάλαιο 2ο: Αρχικά περιγράφεται η τεχνολογία των φωτοβολταϊκών στοιχείων και τα πλεονεκτήματά τoυς. Στη συνέχεια γίνεται λόγος για το φωτοβολταϊκό φαινόμενο και παρουσιάζεται η αρχή λειτουργίας των ηλιακών κυττάρων. Τέλος αναλύονται τα ηλεκτρικά χαρακτηριστικά ενός φωτοβολταϊκού συστήματος και παρουσιάζονται συνοπτικά τα δομικά του στοιχεία. Κεφάλαιο 3ο: Γίνεται λόγος για τα πλήγματα των κεραυνών και την αντικεραυνική προστασία των κατασκευών. Αρχικά αναλύεται το φαινόμενο του κεραυνού και επισυνάπτονται οι επιπτώσεις που προκαλούνται από ένα κεραυνικό πλήγμα. Στη συνέχεια περιγράφεται η αρχή λειτουργίας του αλεξικέραυνου και ύστερα παρουσιάζεται η μελέτη που πρέπει να πραγματωθεί για την εγκατάσταση ενός συστήματος αντικεραυνικής προστασίας. Τέλος, αναλύονται τα μέρη τα οποία απαρτίζουν ένα ολοκληρωμένο σύστημα αντικεραυνικής προστασίας. Κεφάλαιο 4ο: Αρχικά περιγράφονται τα χαρακτηριστικά του υπό μελέτη φωτοβολταικού πάρκου και όλα εκείνα τα ηλεκτρικά και ηλεκτρονικά στοιχεία που το συντελούν. Ακολουθεί η μελέτη για την εγκατάσταση ενός συστήματος αντικεραυνικής προστασίας και τέλος ο σχεδιασμός ενός τέτοιου συστήματος εξ ολοκλήρου. Κεφάλαιο 5ο: Περιγράφεται αρχικά το μοντέλο γείωσης που χρησιμοποιήθηκε για το υπό μελέτη φωτοβολταϊκό σύστημα και ύστερα γίνεται υπολογισμός των ηλεκτρικών του χαρακτηριστικών. Στη συνέχεια γίνεται η προσομοίωση του συστήματος γείωσης με τη χρήση του λογισμικού EMTP-ATPdraw, για έγχυση ρεύματος κεραυνού σε διάφορα σημεία του πλέγματος γείωσης, λαμβάνοντας υπόψιν το φαινόμενο του ιονισμού του εδάφους. Τέλος, εξετάζεται η αναγκαιότητα επιπρόσθετης γείωσης για τη βελτίωση της συμπεριφοράς του συστήματος και παρουσιάζονται τα συμπεράσματα που προκύπτουν, όσον αφορά την καταπόνηση που αυτό υφίσταται υπό τις συνθήκες της προσομοίωσης. Κεφάλαιο 6ο: Εμπεριέχονται τα συμπεράσματα που προέκυψαν κατά την εκπόνηση της διπλωματικής εργασίας σχετικά με την εγκατάσταση ενός συστήματος αντικεραυνικής προστασίας σε φωτοβολταϊκά συστήματα. Επίσης, γίνεται λόγος για την ανάγκη αξιοποίησης των ήπιων μορφών ενέργειας.
Abstract (translated): The subject of this diploma thesis is the study and installation of a lightning protection system of a photovoltaic park installed in the Achaea region, as well as the simulation of the transient behavior presented by the grounding of the photovoltaic system in combination with the installation of an additional grounding or not. This simulation was done using the EMTP-ATPdraw software, also taking into account the phenomenon of soil ionization. In particular, the dissertation can be summarized as follows: Chapter 1: A reference to forms of electricity production and their impact on the environment, is being made. Subsequently the benefits of renewable energy are discussed and there is a presentation of their basic characteristics. Chapter 2: At first there is a description of the photovoltaic technology and its advantages. The photovoltaic phenomenon is then discussed and the principle of solar cell operation is presented. Finally, the electrical characteristics of a photovoltaic system are analyzed and its structural elements are briefly presented. Chapter 3: Lightning strikes and lightning protection of structures are also mentioned. Initially the lightning effect is analyzed and the effects caused by a lightning strike are attached. The operating principle of the lightning arrester is described below and then the study to be carried out for the installation of a lightning protection system is presented. Finally, the parts which make up an integrated lightning protection system are analyzed. Chapter 4: Primarily, the characteristics of the photovoltaic park under study and all electrical and electronic components that contribute to it, are described. This is followed by the study of the installation of a lightning protection system and finally the design of such a system in its entirety. Chapter 5: Originally, there is a description about the grounding model usage of the photovoltaic system under consideration and then calculations of its electrical characteristics are made. Then, the simulation of the grounding system is made with the EMTP-ATPdraw software and with lightning current injections at various points of the ground grid, taking into account the phenomenon of ground ionization. To sum up, the necessity of an additional grounding in order to improve the system’s behavior is examined, while presenting the conclusions, concerning the stress it is subjected to, under the circumstances of the simulation. Chapter 6: The conclusions drawn from the thesis on the installation of a lightning protection system on photovoltaic systems are included. The need to exploit mild forms of energy is also discussed.
Appears in Collections:Τμήμα Ηλεκτρολ. Μηχαν. και Τεχνολ. Υπολογ. (ΔΕ)

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
Nemertes_Spiliopoulos(ele).pdf4.68 MBAdobe PDFView/Open


Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.