太陽能能源是來自太陽的氫原子核在超高溫時聚變釋放的巨大能量，目前人類所需能量的絕大部分都直接或間接地來自太陽。太陽能將成為

太陽能能源是來自太陽的氫原子核在超高溫時聚變釋放的巨大能量，目前人類所需能量的絕大部分都直接或間接地來自太陽。太陽能將成為本世紀(jì)最主要的能源之一，這是因為太陽能既蘊藏豐富，又是安全、干凈的，不會威脅人類和破壞環(huán)境。

太陽能光發(fā)電是指無需通過熱過程直接將光能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿陌l(fā)電方式，包括光伏發(fā)電、光化學(xué)發(fā)電、光感應(yīng)發(fā)電和光生物發(fā)電。其中光伏發(fā)電是利用太陽能級半導(dǎo)體電子器件有效地吸收太陽光輻射能，并使之轉(zhuǎn)變成電能的直接發(fā)電方式，是當(dāng)今太陽光發(fā)電的主流。

太陽能發(fā)電系統(tǒng)主要包括：太陽能電池組件（陣列）、控制器、蓄電池、逆變器、用戶即照明負(fù)載等組成。其中，太陽能電池組件和蓄電池為電源系統(tǒng)，控制器和逆變器為控制保護(hù)系統(tǒng)，負(fù)載為系統(tǒng)終端。由于光伏太陽能發(fā)電系統(tǒng)造價較高，許多光伏發(fā)電項目又多處于空曠地帶，對流天氣時有發(fā)生，因此做好防雷設(shè)計對光伏發(fā)電系統(tǒng)正常運轉(zhuǎn)極為重要。

目前現(xiàn)有的太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)主要有塔式系統(tǒng)、槽式線聚焦系統(tǒng)、和碟式系統(tǒng)，這篇內(nèi)容將主要對塔式系統(tǒng)的防雷設(shè)計進(jìn)行介紹分析。

1.何為塔式發(fā)電系統(tǒng)？

塔式發(fā)電系統(tǒng)又被稱為集中式系統(tǒng)，在大面積場內(nèi)裝有大量大型反射鏡，通常又被稱為定日鏡。每臺定日鏡各自配有跟蹤機(jī)構(gòu)，準(zhǔn)確地將太陽光反射集中到一個高塔頂部的接收器上，接收器上的聚光倍率可超過1000倍。在這里把吸收的太陽光能轉(zhuǎn)化成熱能，再將熱能傳給工質(zhì)，經(jīng)過蓄熱環(huán)節(jié)，再輸入熱動力機(jī)，膨脹做工，帶動發(fā)電機(jī)，最后以電能的形式輸出。

2.塔式發(fā)電系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)

（1）蓄熱裝置

應(yīng)選用傳熱和蓄熱性能好的材料作為蓄熱工質(zhì)，對于高溫的大容量系統(tǒng)來說，可選用鈉做傳輸工質(zhì)，它具有優(yōu)良的導(dǎo)熱性能，可在3000KW/m2的熱流密度下工作。

（2）反射鏡及其自動跟蹤

在這一部分需要使用到千百面反射鏡，要有合理的布局，使其反射光都能集中到較小的集熱器窗口。反射鏡的反光率應(yīng)在80%~90%以上，自動跟蹤太陽要同步。

（3）接收器

也被稱為太陽能鍋爐。要求體積小，換熱效率高。有垂直空腔型、水平空腔型和外部受光型等類型。

3.塔式太陽能發(fā)電系統(tǒng)的防雷特點

對于塔式太陽能發(fā)電系統(tǒng)的防雷設(shè)計，可按照其關(guān)鍵技術(shù)部分，針對蓄熱裝置、反射鏡、接受器等部分進(jìn)行不同的防雷設(shè)計。

（1）蓄熱裝置：以傳熱和蓄熱性能良好的油、巖油或熔鹽為介質(zhì)貯存熱能的設(shè)備。小量的熱貯存可在日照弱的情況下，使太陽能電站保持穩(wěn)定運行;大量的熱貯存可延長太陽能電站的工作時間。該部分主要考慮熱電偶的雷電電磁脈沖防護(hù)，避免由于避雷針接閃造成的雷電電磁脈沖對其測量設(shè)備的侵害。

（2）反射鏡群：它由計算機(jī)控制進(jìn)行雙軸(方位和高度)調(diào)整，還能自動翻轉(zhuǎn)、收攏，以防止大風(fēng)、冰雹、塵土等造成的損壞。針對該部分的雷電防護(hù)主要是利用定日鏡的鋼架機(jī)構(gòu)作為直擊雷接閃器，對于單座定日鏡組的直擊雷防雷接地電阻不應(yīng)大于10Ω。

（3）接收器：由于接收器是在集熱塔內(nèi)，因此對接收器的防雷設(shè)計主要考慮其建筑物的防雷，可采用避雷針、帶結(jié)合的方式對其進(jìn)行直擊雷的防護(hù)，其建筑接地電阻不應(yīng)大于10Ω，同時將將集熱塔的建筑接地與站場內(nèi)的定日鏡陣組的接地網(wǎng)相連接，形成聯(lián)合接地系統(tǒng)，其接地電阻不宜大于1Ω。

（4）發(fā)電系統(tǒng)與主控系統(tǒng)：發(fā)電系統(tǒng)的防雷核心主要是DCS控制系統(tǒng)和監(jiān)控系統(tǒng)（分布式控制系統(tǒng)）；控制系統(tǒng)的核心是計算機(jī)，對這一部分的防護(hù)重點是對計算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行雷電電磁脈沖防護(hù)，可參照GB50343-2004<建筑物內(nèi)電子信息系統(tǒng)防雷技術(shù)規(guī)范>中對機(jī)房等級的分類，采取不同等級的防雷措施。

（5）接地、屏蔽系統(tǒng)：按照站場的實際設(shè)計，對于多組定日鏡組的鋼架結(jié)構(gòu)進(jìn)行聯(lián)合等電位接地，是有效的減小直擊雷對站場站控設(shè)備形成的雷電電磁脈沖的影響程度，對于遠(yuǎn)端的控制系統(tǒng)建議采用全程屏蔽接地措施進(jìn)行雷電電磁脈沖防護(hù)，對于控制箱內(nèi)的設(shè)備應(yīng)安裝相應(yīng)協(xié)議的信號電涌保護(hù)器，并就近接地。

同為（TOWE）科技是國內(nèi)雷電防護(hù)知名企業(yè)，有著22年行業(yè)經(jīng)驗，提供從產(chǎn)品研發(fā)、生產(chǎn)到工程設(shè)計、施工及檢測服務(wù)等一體化全產(chǎn)業(yè)鏈服務(wù)，擁有數(shù)十位高精尖工程設(shè)計師與國內(nèi)領(lǐng)先的TOWE實驗室及超過100+項知識產(chǎn)權(quán)專利。同為（TOWE）防雷產(chǎn)品主要有電源浪涌保護(hù)器、信號浪涌保護(hù)器、避雷針與接地、防雷集S-PDU等，其中同為（TOWE）直流AP光伏B/C級電涌保護(hù)器專門針對PV系統(tǒng)的電涌防護(hù)，有10余款產(chǎn)品可供用戶選擇，與其他同為（TOWE）系列產(chǎn)品互相配合，可構(gòu)成對塔式太陽能發(fā)電系統(tǒng)進(jìn)行全面、完善的雷電防護(hù)系統(tǒng)。

太陽能發(fā)電系統(tǒng)是新能源產(chǎn)業(yè)中的重要組成部分，近來年發(fā)展迅速，早在2021年底，各類可再生能源發(fā)電累計裝機(jī)容量就已突破10億千瓦大關(guān)，其中太陽能發(fā)電達(dá)到2.82億千瓦，持續(xù)保持世界第一。通過上述對塔式太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)的防雷介紹，讓我們明白太陽能發(fā)電系統(tǒng)只有具備良好的防雷系統(tǒng)，保證用戶安全使用，才能使太陽能產(chǎn)業(yè)穩(wěn)定發(fā)展，使這種清潔、環(huán)保的能源為人類造福。