Wissenschaftler in den Emiraten haben eine neuartige Blitzschutzmastkonstruktion entwickelt, die den Abschattungseffekt auf Photovoltaikmodule angeblich eliminiert. Der vorgeschlagene Ansatz berücksichtigt zudem die Anforderungen an das Erdungsnetz unter verschiedenen Feuchtigkeitsbedingungen.
Eine Gruppe von Wissenschaftlern der Universität Wollongong in Dubai hat einen neuen Ansatz für den Einsatz von Blitzschutztechnologie direkt an Standorten vorgeschlagen, an denen PV-Anlagen mit Ost-West-Ausrichtung und begrenztem Abstand zwischen den Paneelen installiert sind.

Sie erklärten, dass die Integration eines direkten Blitzschutzes in diese Art von Solaranlage schwierig sei, da die Anforderungen des Erdungssystems (ETS) und des direkten Blitzschutzes, insbesondere bei Dachinstallationen, nicht erfüllt werden könnten.
„Die vorgeschlagene Methode führt Gleichungen ein, die den innovativen Ansatz für horizontale Blitzschutzmasten unterstützen und die Anforderungen an das Erdungsnetz unter verschiedenen Feuchtigkeitsbedingungen berücksichtigen“, so die Gruppe. „Die in der Veröffentlichung bereitgestellten Gleichungen ermöglichen es Ingenieuren, die Anordnung der Schalttafeln für Ost- und Westausrichtung mit nur drei Datensätzen zu konfigurieren und gleichzeitig die Einhaltung der Schutzmaßnahmen gegen direkte Blitzeinschläge sicherzustellen.“
In der in Electric Power Systems Research veröffentlichten Arbeit „Eine neuartige Blitzmastanordnung zur Beseitigung des Schatteneffekts auf PV-Module“ erklärte die Forschungsgruppe, dass herkömmliche Blitzschutzlösungen wie die Installation hoher Masten zu einer erheblichen Verschattung der Module führen können, und führte aus, dass der vorgeschlagene Ansatz eine geeignete Stahlanordnung der Module ermöglicht, um die Blitzschutznormen ohne Verschattung zu erfüllen.

„Bei der Installation von Solarmodulen Rücken an Rücken, mit einer Seite nach Osten und der anderen nach Westen ausgerichtet, ist die herkömmliche Montage von Blitzableitern nicht möglich, da dies zu einer Verschattung der Module führen würde“, erklärten die Wissenschaftler. Verschattung könne Hotspots verursachen und die Effizienz der Module verringern. „Der innovative Ansatz besteht darin, horizontale Blitzableiter entlang der Modullänge anstelle von vertikalen zu installieren.“
Das vorgeschlagene System verwendet zudem horizontale Kupferstangen, die an der Stahlträgerkonstruktion der Paneele befestigt sind. „Diese Konstruktion gewährleistet, dass die Länge der horizontalen Kupferstangen kurz ist und je nach Paneellänge variiert“, betonten die Wissenschaftler. „Diese Längen basieren auf Paneelen bis zu 600 W, die derzeit auf dem Markt erhältlich sind.“

Sie warnten außerdem davor, dass die ausgewählten Kupferbänder, -stäbe oder -schirmdrähte weder unter ihrem Eigengewicht noch bei starkem Wind durchhängen dürfen. Projektentwickler könnten alternativ auch kupferummantelte Stahlstäbe verwenden, die die erforderliche Strombelastbarkeit aufweisen und beständig gegen Blitzschlagenergie sind. „Diese Stäbe oder Bänder bieten eine hohe Zugfestigkeit“, erklärten sie. „Der Abstand zwischen den Fallleitern muss den einschlägigen Normen und Richtlinien gemäß der Referenz entsprechen.“ Die vorgeschlagenen Richtlinien können laut der Forschungsgruppe einen ausreichenden Blitzschutz gegen Schäden bei Gewittern bieten und gleichzeitig die Kosten für das Erdungsnetz senken.
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