本文主要來源于中國慕課大學《光伏發電工程技術》學習筆記

一、雷電的產生

雷電形成的起因是大氣運動，大氣運動使氣體與氣體間產生靜電摩擦或其他電離作用。當云團中的氣體被電離后，云團內部將產生帶正、負電荷的帶電離子。

云團中的帶電離子在空間電場力的作用下，將定向垂直移動，使云團上部和下部帶相反電荷，即云團內產生分層電荷，轉變為可產生雷電的雷云。部分帶電雷云對另一部分帶異種電荷的雷云或對大地迅猛放電，產生閃電和雷聲現象，該現象即為雷電現象。

對光伏發電系統危害較大的雷電是帶電雷云對大地迅猛放電時產生的雷電。

二、雷電的基本形式和危害

（1）直擊雷及危害

對于光伏發電系統，直擊雷是指直接落到光伏陣列、直流配電系統、電氣設備、配線或光伏發電系統周圍的雷擊。直擊雷的電壓峰值可達幾萬伏，電流峰值可達幾十千安，瞬時功率大。

直擊雷對光伏發電系統的侵入包括兩種方式：一是直接對光伏發電系統結構放電；二是通過避雷針、大地、光伏發電系統的接地線侵入光伏發電系統。

（2）感應雷及危害

感應雷是指當光伏發電系統上方存在雷云時，光伏發電系統中會感應出與雷云極性相反的電荷（該電荷也被稱為束縛電荷），當雷云對其他物體放電后，光伏發電系統中的束縛電荷將迅速向兩端擴散（即束縛電荷變為自由電荷），并產生較高的過電壓（過電壓可達幾十萬伏），從而對光伏發電系統造成危害（可能產生火災、爆炸）。

（3）雷電波

雷電流具有較大峰值和陡度，其周圍存在瞬變電磁場，處于瞬變電磁場中的導體將感應產生較大的電動勢，若所感應的電動勢不能被及時導入大地，則容易在導體內產生雷電沖擊波，即雷電波。

雷電波可在光伏陣列與控制器或逆變器、控制器與直流負載、逆變器與配電柜、配電柜與交流負載等的供電線路中產生浪涌過電壓，從而損壞電氣設備。雷電波可對光伏發電系統造成毀滅性的打擊。

三、光伏發電系統易遭受雷擊的主要部位

光伏發電系統易遭受雷擊的主要部位包括：光伏組件、機房。機房包括：控制器、逆變器等電氣設備。

（1）光伏組件

光伏組件易遭受直擊雷和感應雷侵襲，光伏組件遭受直擊雷侵襲可導致光伏系統癱瘓。

（2）控制器

當控制器遭受雷擊而損壞時可能出現以下兩種情況：

1）充電系統一直處于充電狀態，放電系統無放電，導致蓄電池一直處于過充電狀態，可能導致蓄電池使用壽命縮短或爆炸。

2）放電系統一直處于放電狀態，充電系統無充電，導致蓄電池無法被充電，從而導致用戶于無太陽光時無法獲得電能。

（3）蓄電池

蓄電池被雷電入侵可導致蓄電池使用壽命縮短或爆炸。

（4）逆變器

逆變器被雷電入侵可導致用戶無法獲得電能。

審核編輯：湯梓紅