امروزه با پیشرفت هر چه بیشتر تکنولوژی نیاز به استفاده از پاک طبیعی بیش از پیش مورد توجه قرار گرفته است.گرم شدن زمین و آلودگی های فراوانی که زمین را فرا گرفته است انسان را ناگزیر به بهره وری از انرژی های پاک نموده است. بهره گیری از انرژی خورشیدی، بادی، گازی، امواج و ….. جهت جلوگیری از مضراتی از قبیل گازهای گلخانه ای، تغییرات گسترده آب و هوایی که بر اثر زندگی مدرن امروزی پیش آمده اجتناب پذیر خواهد بود. شرکت پی جی پارس در این راستا اقدام  به طراحی، ساخت ترانس رکتیفایر خورشیدی، ترانس رکتیفایر گازی و ترانس رکتیفایر سوئیچینگ کرده است که به لحاظ زیست محیطی آسیبی به طبیعت وارد نکرده و در نوع خود برای نخستین بار در ایران به مرحله طراحی، تولید و اجرا درآمده است.

کاربردهای انرژی خورشیدی

بطور کلی کاربرد انرژی خورشیدی به سه شاخه تقسیم می شود که عبارتند از:

• ·استفاده از انرژی حرارتی خورشیدی جهت مصارف صنعتی، نظامی، نیروگاهی و خانگی

• ·تبدیل مستقیم پرتوهای خورشیدی به الکتریسیته بوسیله تجهیزات فتوولتائیک

استفاده از تمرکز انرژی خورشیدی جهت مصارف نیروگاهی و خانگی

سیستم فتوولتائیک

در فرایند فتوولتائیک ذرات ذرات نور که فوتون نام داشته به داخل سلول  نفوذ کرده و با آزاد کردن الکترون از اتمهای سیلیکون جریان الکتریکی تولید می کنند. تا زمانی که تابش نور به داخل سلول در جریان باشد. الکتریسیته تولید می شود. این سلولها الکترونهای خود را مانند باتری اتمام نمی کنند آنها مبدل هایی هستند که یک نوع انرژی را (خورشیدی) را به نوعی دیگر (الکتریسیته) تبدیل می کند. تبدیل انرژی خورشیدی به انرژِ های دیگر از سال ۱۸۶۱ که اولین موتور خورشیدی در فرانسه ساخته شد و به ثبت رسید تا مرحله ساخت اولین باطری خورشیدی در سال ۱۹۵۴ در آزمایشگاه بل ساخته شد و تا به امروز که استفاده از انرژی خورشیدی طی یک توافق نامه تحقیق و توسعه گروهی مورد تایید آزانس بین المللی انرژی قرار گرفته و مورد حمایت می باشد همواره مورد بررسی مهندسان در سرتاسر جهان بوده است.

از سری و موازی کردن سلولهای خورشیدی می توان به ولتاژ و جریان مورد نظر دست یافت و از سری و موازی کردن یک مجموعه از سلولها می توان یک پنل فتوولتائیک ساخت . به مجموعه چندین پنل فتوولتائیک یک آرایه خورشیدی می گویند. که این آرایه از پایه از ماده سیلیسیوم که پایه آن ماسه و شن می باشدو در مناطق کویری ایران به وفور یاففت می گردد.

مزایای سیستم فتو ولتائیک:

• ·جلوگیری از آلودگی محیط زیست

• ·عدم احتیاج به خطوط انتقال و توزیع برق

• ·در مقایسه با سوختهای فسیلی یک ذخیره پایان ناپذیر است.

• ·سهولت در نصب، نگهداری و بهره برداری

• ·عدم کاهش ذخایر فناپذیر کشور

• ·عدم تغییر بازده در اثر تغییرات دما

• ·هزینه اولیه زیاد

• ·چگالی انرژی تابشی بسیار کم که در فصول مختلف و ساعات متفاوت شبانهروز تغییر می کند.

• ·عدم ذخیره انرژِی

• ·راندمان پایین تبدیل انرژی خورشیدی به الکتریسیته( تقریبا%۱۰)

معایب سیستم فتوولتائیک:

اجزاء سیستم فتوولتائیک:

• ·ماژول خورشیدی

• ·باطری

• ·شارژر ( جهت کنترل توان)

• ·اینورتور( جهت تبدیل ولتاژ مستقیم به متناوب یا مستقیم دیگر)

سیستمهای حفاظت کاتدیک خورشیدی:

از آنجائیکه بسیاری از ایستگاههای حفاظت کاتدیک در نقاط دور افتاده و در مسیر خطوط انتقال نفت، گاز و آب و غیره قرار می گیرند، برق رسانی به این نقاط بسیار پر هزینه بوده و بعضا قابلیت اجرایی نیز نخواهند داشت . در این حالت طراح حفاظت کاتدیک در ابتدا می بایست که به دنبال محلی جهت برپایی ایستگاه کاتدیک باشد که برق رسانی به آن امکان پذیر بوده که معمولا این فرایند با مشکلات عدیده ای از قبیلل عدم امکان برق رسانی و هزینه بالای برق رسانی و یا عدم امکان  تحصیل اراضی توسط شرکت اجرایی می باشد.. به همین سبب منبع برق رسانی از طریق انرژیهای طبیعی توصیه شده که بهترین روش جهت اجرای ایستگاههای حفاظت کاتدیک در این مناطق می باشد.

در این سیستم به کمک اجزای یک سیستم فتوولتائیک که پیش تر معرفی گردید یک بلوک فتوولتائیک طراحی و اجرا می شود . شرکت پی جی پارس برای افزایش راندمان و بالا بردن طول عمر دستگاه ( طول عمر سلولهای خورشیدی بین ۲۰ تا ۳۰ سال می باشد) کلیه دستگاههای واسط را از نوع سوئیچینگ استفاده می کند که در نوع خود بهترین و اولین در کشور می باشد. 

خورشید به عنوان یک منبع بی پایان انرژی می تواند حل کننده مشکلات موجود در زمینه انرژی و محیط زیست باشد .

متاسفانه انرژی ارزان و سود بانکی بالا هر دو باعث می شود که هزینه کردن در سیستم برق خورشیدی در کشور ما مقرون به صرفه به نظر نیاید.

در صورتی که در دراز مدت این سیستم ها بسیار مقرون به صرفه هستند و تاثیر بسزایی در کم کردن آلودگی هوا نیز خواهند داشت.

سیستم‌های فتوولتائیک جهت مصارف عمومی و کشاورزی، بصورت نیروگاههای مستقل از شبکه سراسری یا سیستمهای متصل به شبکه سراسری با ساختار نصب ثابت و یا متحرک در واحدهای کوچک باتوان پائین جهت تامین انرژی الکتریکی مورد نیاز ماشین حساب‌های کوچک تا سیستم‌های بزرگ نیروگاهی، به کار می رود.

هر متر مربع از سطحی که خورشید – در یک روز بدون ابر و آلودگی – بر آن می تابد حدودا ۱۰۰۰ وات توان تابشی دریافت می کند.

میزان تابش متوسط در ایران در حدود ۸۵۰ وات بر متر مربع است.

پنل های خورشیدی موجود در بازار تجاری، راندمان حدود ۱۲ تا ۱۷ درصد دارند و با توجه با اینکه تمامی سطح یک پنل خورشیدی شامل سیلیکون های دریافت انرژی نیست، هر متر مربع از این پنل ها حدود ۱۰۰ تا ۱۵۰ وات دریافت انرژی می توانند داشته باشند.

البته باید توجه کرد که این مقدار انرژی در صورت تابش عمود نور خورشید به پنل است و زاویه پنل ها در فصول مختلف سال باید تنظیم بشود.

سیستم برق خورشیدی مورد استفاده در یک خانه:

متصل به شبکه (On Grid):

در سیستم متصل به شبکه برق تولید شده از انرژی خورشید به شبکه برق سراسری تزریق خواهد شد.

در حقیقت در این سیستم کاربر برق تولیدی خود را به سازمان انرژی های نو ایران ( وزارت نیرو) می فروشد.

در این روش، برق تولید شده پس از تبدیل شدن بوسیله اینورتر مخصوص سیستم های متصل به شبکه و با استفاده از کنتورهای مخصوص دوطرفه، به شبکه برق سراسری تزریق خواهد شد.

در این حالت کاربر در حقیقت یک نیروگاه کوچک خورشیدی در خانه خود احداث نموده است که با توجه به سرمایه و فضا می تواند از یک تا ۲۰ کیلووات در خانه نیروگاه احداث نماید.

با توجه به اینکه رویکرد این مقاله بر این نوع سیستم ها نیست، به همین مقدار توضیح بسنده شده است.

منفصل از شبکه (Off Grid):

در این نوع سیستم، برق تولید شده از پنل خورشیدی، وارد باتری شده و در آن ذخیره می گردد.

سپس برق ذخیره شده در باتری پس از تبدیل شدن به برق متناوب توسط اینورتر مخصوص سیستم های منفصل از شبکه، وارد مدار برق خانه می شود.

در این روش یک کاربر می تواند همه یا بخشی از برق خانه خود را با استفاده از برق خورشیدی تامین نماید.

در ادامه به توضیح سیستم برق خورشیدی منفصل از شبکه و همچنین برآورد هزینه برای یک خانه پرداخته می شود.

ویژگی های فنی سیستم فتوولتائیک خانگی

اجزای سیستم فتوولتائیک عبارتند از:

پنل ( سلول های فتوولتائیک ): این سلول ها مربع های نازک دیسک ها یا فیلم هایی از جنس نیمه هادی هستند که ولتاژ و جریان کافی را در زمان قرار گرفتن در معرض تابش نور خورشید تولید می کند.

پنل‌های خورشیدی متداول به دو نوع مونو کریستال و پلی کریستال تقسیم می‌شوند.

پنل‌های مونو کریستال کمی بهتر از پنل پلی کریستال می‌باشند.

در حال حاضر چند برند مختلف در ایران مورد استفاده هستند که عبارتند از:

۱- Yingli solar -4       Ja Solar -3     Shine Solar -2      Sharp

پنل‌های معمول برای یک سیستم خورشیدی خانگی در انواع ۹۰، ۲۰۰، ۲۵۰ و ۳۰۰ واتی می‌باشد.

اینورتر (مبدل ):

 وسیله ایست که جریان مستقیم (DC) را به جریان متناوب (AC) برای مصرف، تبدیل می کند.

اینورترهای خورشیدی به دو نوع منفصل از شبکه و متصل به شبکه تقسیم می‌شوند.

در نوع متصل به شبکه، برق تولیدی از پنل خورشیدی به طور مستقیم به اینورتر وارد می‌شود.

بنابراین این اینورتر با اینورترهای معمولی متفاوت است.

زیرا برق تولید شده از پنل به دلیل تاثیرات شرایط محیطی مانند تغییرات تابش نور خورشید همیشه در حال تغییر است.

پس اینورتر با یک توان ورودی یکنواخت روبرو نیست و در نتیجه باید الگوی خاصی برای تبدیل برق مستقیم به برق متناوب داشته باشد. در نتیجه قیمت اینورتر خورشیدی نسبت به اینورتر معمولی بالاتر است.

یک شرکت معروف برای اینورتر خورشیدی متصل به شبکه SMA آلمان می‌باشد.

در نوع منفصل از شبکه، اینورتر برق ذخیره شده در باتری را از ۱۲ ولت مستقیم به ۲۲۰ ولت متناوب تبدیل می‌کند تا مناسب برای استفاده در وسایل برقی خانه شود.

اینورترها هرچه قدر شکل تبدیلشان سینوسی تر باشد، بهتر خواهند بود.

این اینورترها مانند اینورتر متصل از شبکه نیستند زیرا برق یکنواخت باتری را تبدیل خواهند کرد.

دو مدل اینورتر سینوسی کامل معروف و مناسب اینورترهای شرکت EP Solar و Cotek می‌باشند.

برای انتخاب اینورتر دو پارامتر بسیار مهم را باید در نظر گرفت:

ولتاژ ورودی به اینورتر و توان خروجی از اینورتر

ولتاژ ورودی به اینورتر منفصل از شبکه مربوط به ولتاژ باتری و در نوع متصل به شبکه مربوط به ولتاژ پنل است.

توان خروجی از اینورتر هم مربوط است به حداکثر توانی که سیستم برای آن طراحی شده است.

این توان برای سیستم‌های منفصل معمولا در اینورترها از ۲۰۰ وات تا ۳۰۰۰ وات می‌باشد.

در جدول زیر مشخصات فنی چند اینورتر شرکت EP Solar نمایش داده شده است.

شارژ کنترلر:

شارژ کنترلر وظیفه شارژ باتری ها را از منبع پنل خورشیدی بر عهده دارد.

در حقیقت شارژ کنترلر همان شارژر باتری است اما شارژ کنترلر خورشیدی غیر از اینکه باید الگوی شارژ یک باتری را رعایت نماید.

( شایان ذکر است که شارژ کنترلر باتری سرب اسیدی با باتری لیتیمی متفاوت است و این به دلیل تفاوت الگوی شارژ شدن این دو باتری است) باید خود را با توان متغیر یک پنل خورشیدی نیز وفق دهد.

از این منظر شارژ کنترلر خورشیدی نیز نسبت به یک شارژ کنترلر معمولی گرانتر است.

برای انتخاب شارژ کنترلرها نیز باید دو پارامتر ولتاژ باتری و توان پنل را لحاظ  نمود.

چند مدل مناسب شارژ کنترلر خورشیدی عبارتند از EP Solar، Carspa و Phocos می‌باشند.

شارژ کنترلرها انواع مختلفی بر اساس ولتاژ ( معمولا ورودی ۱۲ یا ۲۴ ولت مستقیم) و توان  یا جریان خروجی  ( از ۵ آمپر تا ۴۰ آمپر) دارند اما به طور کلی می‌توان آنها را به دو دسته PWM و MPPT تقسیم نمود.

در مدل MPPT شارژ کنترلر با اتخاذ الگویی همیشه با تغییر در ولتاژ و جریان تولید شده از پنل خورشیدی، در توان ماکزیموم کار خواهد کرد.

بنابراین مدل MPPT گرانتر از مدل PWM می باشد.

در جدول زیر مشخصات فنی چند شارژ کنترلر نمایش داده شده است.

باتری: آخرین جز یک سامانه خورشیدی منفصل از شبکه، منبع ذخیره سازی توان تولیدی توسط پنل خورشیدی است که همان باتری‌های قابل شارژ می‌باشد.

باتری مناسب سیستم خورشیدی به دو نوع لیتیمی و سرب اسیدی تقسیم می‌شوند.

البته برای یک سامانه خورشیدی مورد نیاز یک خانه از باتری‌های اسیدی استفاده می‌شود.

باتری‌های اسیدی متداول در حال حاضر از نوع ژله‌ای می‌باشند.

جدول زیر نشان دهنده طول عمر قطعات مورد استفاده می‌باشد.

محاسبه هزینه تامین برق خانه با استفاده از  سیستم خورشیدی

محاسبه مقدار توان سلولهای خورشیدی است با توجه به محل جغرافیایی که قرار است پنل های فتوولتاییک در آن محل نصب شوند از اهمیت قابل توجهی برخوردار است.

چراکه در موقعیت های جغرافیایی مختلف پارامترهایی همچون:

زاویه تابش آفتاب،

متوسط تابش روزانه آفتاب،

مقدار ابری بودن روزها در طول سال

و سایر عوامل جوی و محیطی تاثیر زیادی بر طراحی پانل ها از لحاظ ظرفیتی خواهد داشت.

مهمترین پارامتری که در شرایط جغرافیایی مختلف  بر روی ظرفیت پانل ها تاثیر می‌گذارد متوسط تابش روزانه آفتاب در یک منطقه بر حسب ساعت است.

خوشبختانه از این لحاظ ایران کشوری است که بیشتر روزهای سال را آفتابی می‌گذراند و متوسط سالانه روزهای آفتابی در ایران به خصوص مناطق مرکزی بسیار بالاست.

برای محاسبه توان مورد نیاز ابتدا باید میزان مصرف انرژی خانه را بدست آورد.

این میزان بر روی قبوض برق درج شده است و هر کاربر می‌تواند از طریق قبض برق خود میانگین مصرف ماهانه خود را بدست آورد.

اما به طور میانگین برای یک خانه ۹۰ متری این مقدار به طور متوسط سالانه در حدود ۱۶۵ کیلووات ساعت در ماه یا به عبارتی در حدود ۵/۵ کیلووات ساعت در روز می‌باشد.

البته در روزهای تابستان که کولر روشن خواهد شد این مقدار بیشتر می‌شود و نوع کولر آبی یا گازی توان متفاوتی را مصرف می‌کنند.

حال اگر کاربری بخواهد از نیروی خورشیدی برای خانه خود استفاده نماید با توجه به لوازم برقی می بایست توان مصرفی روزانه خود را بدست آورد.

در ادامه جدولی توان مصرفی وسایل برقی معمول در یک خانه ۹۰ متری آورده شده است.

موارد ذکر شده نیازهای اصلی در یک ویلا یا خانه می‌باشند و به طور تقریبی محاسبه شده است.

برای برآورد هزینه سامانه خورشیدی مورد نیاز این خانه بر اساس ۳۸۰۰ وات ساعت به شرح ذیل عمل می‌شود:

طبق داده های تجربی بدست آمده از یک نیروگاه خورشیدی در تهران یک پنل خورشیدی ۲۵۰ واتی می‌تواند بین ۱۲۰۰ تا ۹۵۰ وات ساعت در روز برق تولید نماید.

بنابراین برای اینکه بتوان حداقل برق مورد نیاز یک خانه را تامین نمود باید از ۴ پنل خورشیدی ۲۵۰ واتی یا به عبارتی یک کیلووات پنل استفاده نمود.

در این حالت در روز تقریبا بین ۳۸۰۰ تا ۴۸۰۰ وات ساعت برق تولید خواهد شد.

برای شارژ کردن این برق در باتری نیاز به شارژ کنترلر مدل ۱۲ ولت – ۴۰ آمپر می‌باشد.

همچنین برای تبدیل برق ۱۲ ولتی به ۲۲۰ ولت متناوب نیاز به اینورتر یک کیلوواتی است.

میزان باتری مورد نیاز برای ذخیره شدن این میزان انرژی در باتری ۱۲ ولتی، نیاز به باتری با ظرفیت ۴۰۰ آمپر ساعت است.

بنابراین می‌توان از ۴ باتری ۱۰۰ آمپر ساعتی استفاده نمود.

در جدول زیر قیمت تجهیزات خورشیدی یک کیلووات مورد نیاز برای یک خانه ۹۰ متری برآورد شده است.

(برای مشاهده ی تصاویر در اندازه بزرگ روی انها کلیک کنید)

همچنین با توجه به شرایط ممکن است نیاز باشد تا پنل‌ها بر روی استندهای فلزی قرار بگیرند.

قیمت این استندها برای چهار عدد پنل ۲۵۰ واتی تقریبا ۵۰۰۰۰۰ تومان می‌شود.

هزینه نصب سیستم نیز توسط یک شرکت تقریبا ۱۰ درصد قیمت سامانه می‌شود.

که تقریبا برابر ۷۰۰ تا ۸۰۰ هزار تومان خواهدبود.

منابع : برق نیوز   —  رویای انرژی پاک

در حال حاضر بیشترین میزان تولید انرژی در جهان از سوزاندن سوختهای فسیلی تولید می شود. منابع سوختهای فسیلی در جهان محدود بوده و پس از مصرف قابلیت جایگزینی ندارند. این در حالیست که آب، باد و خورشید منابع نامحدودی هستند که چنانچه از آنها برای تولید انرژی استفاده شود همواره در دسترس بوده و می توان از آنها در جهت تولید انرژی سود برد. هریک از این منابع نیازمند تکنولوژی هائی جهت استحصال انرژی هستند. تبدیل انرژی جنبشی یا حرارتی به انرژی الکتریکی، اساس کلیه این تکنولوژی هااست. در سالهای اخیر رونداستفاده از انرژی های تجدید پذیر در جهان افزایش یافته است.

گستره وسیع کشورمان و تابش نور خورشید،ایران را در زمره یکی از کشورهای دارای پتانسیل مناسب برای تولید برق از این منبع قرارمی دهد. در عین حال، نیروگاه‌های برقابی کوچک قابلیت آن را دارند تا در مسیر رودخانه های کوچک، آبشارها و مسیرهای انتقال آب احداث شده و از برق آنها در محدوده محلی و ملی مورد استفاده قرارگیرد. این نیروگاه ها بدون مصرف آب و صرفا با استفاده از پتانسیل اختلاف ارتفاع یا سرعت جریان آب ، برق تولید می کنند.

اما آنچه که در این میان اهمیت دارد محدودیتهای سرمایه ای موجود برای گسترش هریک از انواع انرژی های تجدید پذیر است. این امر، سیاستگذاران را ناگزیر می سازد تا در شرایط برابر توسعه هریک ازاین تکنولوژیها، با توجه به مسائل فنی و اقتصادی، اولویت هریک آنها را مشخص سازند.

لازم به ذکر است که ظرفیتهای نصب نیروگاه های خورشیدی در کشور محدود بوده و بزرگترین نیروگاه نصب شده در ایران یک واحد ۵۰۰کیلوواتی است. این در حالیست که اصولا این ظرفیت در اندازه های نیروگاه های بسیار کوچک برقابی می باشد لذا جهت امکان پذیری مقایسه نیروگاه های خورشیدی با نیروگاه های برقابی، فرض شده در آینده امکان توسعه نیروگاه ها ی خورشیدی با ظرفیت بیشتر(تا ۱۵مگاوات) در کشور میسر باشد.

سهم تولید نیروگاه های خورشیدی و برقابی در جهان :

بر اساس آمارهای بانک جهانی، کل تولید برق جهان در سال ۲۰۱۲ حدود ۲۱۰۱۶ تراواتساعت بوده، که ۶۷ درصد آن از طریق سوخت‌های فسیلی، ۲۳ درصد از طریق منابع تجدیدپذیر و ۱۱ درصد از طریق انرژی هسته‌ای تامین می‌شود (جدول ۱).

چنانچه ملاحظه می‌شود نیروگاه‌های برقابی به عنوان مهم‌ترین منبع تجدیدپذیر تولید برق، حدود ۴/۱۶% از کل ظرقیت تولید برق جهان را به خود اختصاص داده است. این در حالیست که نیروگاه های خورشیدی کمتر از ۱% از این ظرفیت را شامل میشوند.

سهم تولید نیروگاه های خورشیدی و برقابی در ایران :

بر اساس آخرین آمارهای ارائه شده در منابع رسمی وزارت نیرو (آمارنامه تفصیلی برق) از حدود ۱۱۰۰۰ مگاوات ظرفیت انرژی تجدیدپذیر کشور (۱۰۹۴۸مگاوات) تنها ۱۶۳ مگاوات به انواع انرژی خورشیدی، بادی و زمین گرمائی اختصاص دارد که از این میان سهم نیروگاه های خورشیدی کمتر از ۱ مگاوات است.از ظرفیت انرژی های تجدید پذبر کشور در حدود ۹۹%به نیروگاه های برقابی (۱۰۷۸۵ مگاوات) اختصاص دارد.

با توجه به مساحت کشور ایران و جغرافیای آن در جهان، منابع انرژی خورشیدی به وفور قابل دسترس است. به گفته متخصصان این فن، ایران با وجود ۳۰۰ روز آفتابی در بیش از دو سوم آن و متوسط تابش ۵ کیلووات ساعت بر متر مربع در روز یکی از کشورهای با پتانسیل بالا در زمینه انرژی خورشیدی معرفی شده است. اما عدم توجه لازم به انرژی های تجدید پذیر در کشور، میزان سرمایه گذاری مورد نیاز جهت توسعه پیچدیگی های نسبی فنی آن در کنار راندمان نسبتا پائین تولید سبب شده است که تا کنون از این پتانسیل به خوبی استفاده نگردد.

راندمان:

راندمان، یکی از فاکتورهای بسیار مهمِ فنی است که به تبع نوع تکنولوژی و منبع تولید انرژی به کارگرفته شده در نیروگاه‌ها، متفاوت می‌باشد. در سطح تکنولوژ‌ی‌های موجود، نیروگاه‌های برقابی بین سایر انواع مولدهای برق، اعم از تجدیدپذیر و غیرتجدیدپذیر، از بالاترین راندمان برخوردارهستند. جدول (۲) اطلاعات مربوط به راندمان انواع نیروگاه‌ها را در کنار نیروگاه‌های برقابی نشان می‌دهد.

همانطور که مشاهده میشود، میزان راندمان نیروگاه های خورشیدی بسیار پایین تر از راندمان نیروگاه برقابی است. در حالیکه راندمان نیروگاه خورشیدی در بهترین شرایط ۲۳%است، کمترین مقدار راندمان یک نیروگاه برقابی،۸۰ درصد است.

میزان تولید به ازای هرکیلووات ظرفیت نصب

میزان تولید برق در نیروگاه های تجدیدپذیر، بستگی زیادی به مکان جغرافیایی آنها دارد. که این امر می تواند در محاسبات مربوط به هزینه تمام شده آنها تاثیر زیادی داشته باشد. مدت و شدت تابش خورشید در مناطق مختلف متفاوت بوده و این امر می تواند در میزان تولید برق این سیستم ها موثر باشد. جدول زیر میزان تولید سالانه ۱ kw پنل خورشیدی را در مناطق مختلف جهان و ایران نشان میدهد.

با بررسی اطلاعات موجود در خصوص نیروگاه های برقابی متوسط و کوچک مطالعه شده در کشور (۱۱۲ مورد)، میزان تولید برق به میزان یک کیلووات ظرفیت نصب محاسبه شده است. بر این اساس متوسط تولید برق در این نیروگاه ها در سال برابر با ۵۶۰۰کیلووات ساعت میباشد. بدین ترتیب مشاهده میشود. که با توجه به راندمان بالای نیروگاه های برقابی، میزان تولید این نیروگاه ها به ازا هرکیلووات ظرفیت نصب ، بیش از ۵/۳برابر نیروگاه های خورشیدی است.

هزینه‌های سرمایه گذاری اولیه و نگهداری و بهره برداری

با توجه به دامنه ظرفیتهای مورد بررسی ، براساس اطلاعات موجود و بر اساس قیمتهای پایه ۲۰۱۳، دامنه هزینه های سرمایه گذاری سیستم های خورشیدی از حداقل ۱۴۰۰ تا حداکثر۱۹۰۰ دلار به ازا هرکیلووات ظرفیت نصب متغیر است. این مقدار در نیروگاه های برقابی حداقل ۷۰۰ دلار و حداکثر۱۷۰۰ دلار به ازا هرکیلووات ظرفیت نصب است. بدین ترتیب متوسط هزینه های سرمایه گذاری نیروگاه های خورشیدی درحدود ۱۶۵۰دلار و متوسط هزینه های سرمایه گذاری نیروگاه های برقابی ۱۲۵۰دلار به ازا هر کیلووات ظرفیت نصب خواهد بود.

هزینه های بهره برداری نگهداری سالانه سیستم های خورشیدی سالانه ۳۲ دلار به ازا هرکیلووات ظرفیت نصب و این مقدار برای نیروگاه های برقابی ۵/۱۲دلار است.

هزینه تمام شده هرکیلوات ساعت برق تولیدی

به منظور مقایسه هزینه تمام شده هرکیلو وات ساعت انرژی تولیدی این دو نوع نیروگاه؛ مطابق روشهای بین المللی از روش هزینه یکنواخت(Levelized Cost) استفاده شده است. این روش صرفا جهت مقایسه های تکنولوژی ها کاریرد داشته و ملاک خوبی برای تعرفه گذاری نیست. بر این اساس، با توجه به هزینه های سرمایه گذاری اولیه و بهره برداری این دو نوع نیروگاه، نرخ بهره ۷%[۱] و میزان تولید یک کیلووات ظرفیت نصب هریک از این نیروگاه ها این هزینه محاسبه شده است. جدول ۵ نتایج بدست آمده را در کنار محاسبات انجام شده در مطالعات مشابه نشان می دهد.

جمع بندی و نتیجه گیری

این مقاله به میزان راندمان برق خورشیدی و مقایسه تولید انرژی خورشیدی و برقابی پرداخته است. نتایج بررسی نشان می دهد اگرچه منابع انرژی خورشیدی بسیار مهیاتر از منابع انرژی برقابی میباشد. اما به سبب مسائل فنی و هزینه تمام شده کمتر، تکنولوژی نیروگاه های برقابی کوچک نسبت به انرژی خورشیدی با اختلاف بسیار زیاد اولویت دارد.

پست پیش ساخته کامپکت توزیع:

مزایا:
این پست ها به دلیل استفاده از تجهیزات کامپکت در ابعاد کوچکترساخته می شوند ودرمناطق شهری که محدودیت فضا وجود دارد نقش خودرا به خوبی نشان می دهند همچنین بدلیل آماده کردن این مجموعه از پیش  میتوان درفوریتهای شهری ازآنها استفاده کرد ومنطقه مورد نظررا برق دارنمود.

تائیدیه و استاندارد های استفاده شده :
در ساخت پست های کامپکت از ترانسفورماتور، تابلو های فشار متوسط و ضعیف استفاده می شود که هر کدام از این تجهیزات جدا گانه دارای تائیدهای لازم از مراکز معتبر داخلی و خارجی می باشند.
– ساخت پست                           IEC 1330, 60275,61330
– ترانسفورماتور                                          ۷۶,۷۲۶ IEC
– تابلو IEC 256,129,62271                                   Mv
– تابلو IEC 439                                                    Lv

طراحی ، ساخت ، چیدمان و طر حهای خاص :
پستهای طراحی شده بر اساس موقعیت نصب و طرح الکتریکی مورد درخواست از نظر طراحی و ساخت متفاوت می باشند.
ابعاد پستهای که دارای چیدمان شکل زیر می باشند و در ساخت آنها از ترانسفورماتور روغنی استفاده شده است.

ویژگی های پست کمپکت :
– طراحی اتاق پست بگونه ای میباشد که تهویه پست به طورطبیعی انجام پذیرد
– دارای روشنایی و تهویه کنترل شده با ترموستات مناسب می باشد
– اتصالات الکتریکی بین تابلوها و ترانسفورماتور به وسیله کابلهای مناسب انجام می گیرد.
– اتصالات الکتریکی بین تابلوها و ترانسفورماتور به وسیله کابلهای مناسب انجام می گیرد.
– پست روی سطح زمین و بر روی فوندانسیون نصب می شود.
– دارای دریچه ورود به زیر زمین پست از داخل.
– قسمت های LV , MV و Transformer از هم مجزا می باشند.
– استفاده از ورق ۲٫۵ در ساخت بدنه.
– رنگ الکترواستاتیک / کوره ای می باشد.
– درجه حفاظت IP32 می باشد.

مشخصات تابلوی MV :
RMU                            type
عایق کلیدها                         SF6
محدوده ولتاژ            kv 24,12,36
جریان نامی                       ۶۳۰A
بدون نیاز به نگهداری.

مشخصات ترانسفورماتور:
– مشخصات الکتریکی ترانسفورماتور مطابق با طرح
– ترانسفورماتورهای قابل استفاده درپست عبارتنداز ۲۰۰،۳۱۵،۴۰۰،۶۳۰،۸۰۰
– محدوده ولتاژ KV 36،۲۴،۱۲
– نوع ترانسفورماتور روغنی / خشک

نکات فنی اجرایی در سیستم ارت

بطور کلی جهت اجرای ارت و سیستم حفاظتی دو روش کلی وجود دارد که ذیلاً ضمن بیان آنها ، موارد استفاده و تجهیزات مورد نیاز هر روش و نحوه اجرای هر یک بیان میگردد .

۱ـ زمین عمقی :در این روش که یک روش معمول می باشد از چاه برای اجرای ارت استفاده می شود.

۲- زمین سطحی:در این روش سیستم ارت در سطح زمین (برای مناطقی که امکان حفاری عمیق در آنها وجود ندارد) و یا در عمق حدود ۸۰ سانتیمتر اجرا می گردد.

در چه شرایطی از روش سطحی برای اجرای ارت استفاده نمائیم ؟

در مکانهایی که :

ـ فضای لازم و امکان حفاری در اطراف سایت وجود داشته باشد .

ـ ارتفاع از سطح دریا پائین باشد مانند شهرهای شمالی و جنوبی کشور .

ـ پستی و بلندی محوطه سایت کم باشد .

ـ فاصله بین دکل و سایت زیاد باشد .

با توجه به مزایای روش سطحی اجرای ارت به این روش ارجحیت دارد .

اجرای ارت به روش عمقی :
الف ـ انتخاب محل چاه ارت :
چاه ارت را باید در جاهایی که پایین.ترین سطح را داشته و احتمال دسترسی به رطوبت حتی.الامکان در عمق کمتری وجود داشته باشد و یا در نقاطی که بیشتر در معرض رطوبت و آب قرار دارند مانند زمینهای چمن ، باغچه.ها و فضاهای سبز حفر نمود.

ب- عمق چاه
با توجه به مقاومت مخصوص زمین ، عمق چاه از حداقل ۴ متر تا ۸ متر و قطرآن حدودا ۸۰ سانتیمتر می تواند باشد.

در زمین هایی که با توجه به نوع خاک دارای مقاومت مخصوص کمتری هستند مانند خاکهای کشاورزی و رسی عمق مورد نیاز برای حفاری کمتر بوده و در زمینهای شنی و سنگلاخی که دارای مقاومت مخصوص بالاتری هستند نیاز به حفر چاه با عمق بیشتر می باشد.

برای اندازه گیری مقاومت مخصوص خاک از دستگاههای خاص استفاده می گردد.

در صورتی که تا عمق ۴ متر به رطوبت نرسیدیم و احتمال بدهیم در عمق بیشتر از ۶ متر به رطوبت نخواهیم رسید نیازی نیست چاه را بیشتر از ۶ متر حفر کنیم .

بطور کلی عمق ۶ مترو قطر حدود ۸۰ سانتیمتر برای حفر چاه پیشنهاد می گردد.
محدوده مقاومت مخصوص چند نوع خاک در جدول زیر آمده است.

نوع خاک مقاومت مخصوص زمین ( اهم متر )
باغچه.ای ۵ الی ۵۰
رسی ۸ الی ۵۰
مخلوط رسی ، ماسه.ای و شنی ۲۵ الی ۴۰
شن و ماسه ۶۰ الی ۱۰۰
سنگلاخی و سنگی ۲۰۰ الی ۱۰۰۰۰

ج ـ مصالح مورد نیاز
مصالح مورد نیاز و مشخصات آن برای اجرای چاه ارت ( روش عمقی ) و Rod کوبی ( روش سطحی ) در جدول زیر آمده است.

ردیف نوع جنس توضیحات

۱ میله برقگیر میله برقگیر به طول ۵/۱متر و قطر آن۱۶ میلیمتر وجنس آن مس خالص و نوک تیزباشد
۲ بست میله برقگیر به سیم ارت جهت اتصال میله برقگیر به سیم ارت در نقاطی که ارتفاع دکل حدودا ۲۰ متر باشد
۳ یوبولیت جهت استغاده در میله برقگیر
۴ بست سیم به دکل سیم نمره ۵۰ را به اندازه های لازم بریده و رشته رشته کرده جهت اتصال سیم ارت به دکل استفاده می نمائیم ۵ تسمه آلومینیومی یا مسی در اندازه ۳*۳۰*۱۰۰ میلیمتر عدد بکار گیری با یوبولیت جهت بستن میله برق گیر در دکل های مهاری
۶ سیم مسی نمره ۵۰ متر ۷ رشته
۷ کابلشو نمره ۵۰ جهت اتصال سیستم ارت به شینه داخل سایت و یا اتصال پای دکلهای مهاری و خود ایستا به سیستم ارت
۸ لوله پلی اتیلن ۱۰ اتمسفر برای ایجاد پوشش عایق روی سیم مسی در محوطه و محل تردد
۹ بست لوله پلی اتیلن همراه پیچ و رولپلاک جهت اتصال لوله پلی اتیلن به دیوار
۱۰ پودر انفجاری cadweld جهت جوش دادن سیم به صفحه یا سیم به میله ROD یا اتصال سیمها به یکدیگردر نقاطی که دسترسی به جوش نقره یا جوش برنج وجودندارد .
۱۱ شینه مسی به ابعاد ۳*۳۰*۲۵۰ میلیمتر برای نصب در داخل سایت و اتصال دستگاهها به آن
۱۲ صفحه مسی ۵٫*۵۰*۵۰ مورد استفاده در روش عمقی ×
۱۳ مقره همراه پیچ و رولپلاک جهت اتصال شینه مسی به دیوار
۱۴ پیچ و مهره نمره ۸ با واشر فنری و تخت جهت استفاده شینه مسی –پلیت-شینه پای دکل و …
۱۵ بست سیم به صفحه مسی به منظورمحکم کردن اتصال سیم روی صفحه مسی
۱۶ بست دو سیم نمره ۵۰ جهت اتصال دو سیم نمره ۵۰ روی زمین
۱۷ پلیت مخصوص اتصال میله برقگیر به دکل برای دکل های خود ایستای ۶۰متری استفاده می گردد.
۱۸ شینه مسی مخصوص پای دکل ۳*۳۰*۱۰۰ برای وصل نمودن پای دکل های خود ایستای ۶۰متری به سیستم ارت
۱۹ میله ROD در روش سطحی استفاده می گردد.
۲۰ بست مربوط به سیم مسی و میله ROD برای اتصال سیم به میله برقگیر یاROD
۲۱ کرپی ابروئی همراه پیچ و مهره برای بستن میله برقگیر به دکل های ۱۰۰ فوتی و دکل های خود ایستای لوله ای
۲۲ بنتونیت اکتیو کیلو برای روش عمقی و سطحی
۲۳ بست میله برقگیر به پلیت جهت اتصال میله برقگیر به پلیت در دکلهای خود ایستای۶۰متری
× : صفحه مسی به ابعاد ۵/.*۴۰*۴۰ سانتیمتر برای مناطق شمالی کشور و ۵/۰*۵۰*۵۰ سانتیمتر برای مناطق نیمه خشک مانند تهران و ۵/۰*۷۰*۷۰ سانتیمتر برای مناطق کویری استفاده شده و محصول کارخانه مس شهید باهنر باشد . از صفحه مسی با ضخامت ۳ یا ۴ میلیمتر نیز می توان استفاده نمود.

د – اتصال سیم به صفحه مسی
اتصال سیم به صفحه مسی بسیار مهم می باشد و هرگز و در هیچ شرایطی نباید این اتصال تنها با استفاده از بست ، دوختن سیم به صفحه و یا … برقرار گردد.بلکه حتما باید سیم به صفحه جوش داده شود و برای استحکام بیشتر با استفاده از ۲ عدد بست سیم به صفحه ( ردیف ۱۵ جدول مصالح مورد نیاز )بسته شده و محکم گردد.
برای جوش دادن قطعات مسی به یکدیگر از جوش برنج یا نقره استفاده شود و در صورت عدم دسترسی به این نوع جوش از جوش (Cadweld) استفاده گردد .
ه – حفر چاه ارت
با توجه به شرایط جغرافیایی منطقه چاهی با عمق مناسب و در مکان مناسب (با توجه با راهنمای انتخاب محل چاه ارت ) حفر گردد. شیاری به عمق ۶۰سانتیمتر از چاه تا پای دکل برای مسیر سیم چاه ارت تا برقگیر روی دکل همچنین برای سیم ارت داخل ساختمان حفر نمائید. در صورتی که مسیر ۲ سیم مشترک باشد بهتر است مسیر دو سیم ایزوله گردند. همینطور مسیر سیمها باید کوتاهترین مسیر بوده و سیم میله برقگیر و ارت حتی الامکان مستقیم و بدون پیچ و خم باشد و نبایستی خمهای تند داشته باشد و در صورت نیاز به خم زدن سیم در طول بیش از ۵۰ سانتیمتر انجام گردد.

و – پر نمودن چاه ارت
۱-ابتدا حدود ۲۰ لیتر محلول آب و نمک تهیه و کف چاه میریزیم بطوریکه تمام کف چاه را در برگیرد بعد از ۲۴ ساعت مراحل زیر را انجام می دهیم .
۲-به ارتفاع ۲۰ سانتیمتر از ته چاه را با خاک رس و یا خاک نرم پر مینمائیم.
۳- به مقدار لازم (حدود ۴۵۰کیلو گرم معادل ۱۵ کیسه ۳۰ کیلو گرمی)بنتونیت را با آب مخلوط کرده و بصورت دوغاب در میاوریم و مخلوط حاصل را به ارتفاع ۲۰
سانتیمتر از کف چاه میریزیم هر چه مخلوط حاصل غلیظ تر باشد کیفیت کار بهتر خواهد بود.
۴-صفحه مسی را به ۲ سیم مسی نمره ۵۰ جوش میدهیم این سیمها یکی به میله برقگیر روی دکل و دیگری به شینه داخل ساختمان خواهد رفت بنابراین طول سیم ها را متناسب با طول مسیر انتخاب می نمائیم.
۵- صفحه مسی را بطور عمودی در مرکز چاه قرار می دهیم
۶- اطراف صفحه مسی را با دوغاب تهیه شده تا بالای صفحه پر می نمائیم
۷- لوله پلیکای سوراخ شده را بطور مورب در مرکز چاه و در بالای صفحه مسی قرار می دهیم و داخل لوله پلیکا را شن میریزیم تا ۵۰ سانتیمتر از انتهای لوله پر شود این لوله برای تامین رطوبت ته چاه می باشد و در فصول گرم سال تزریق آب از این لوله بیشتر انجام گردد. لازم بذکر است در مواردی که چاه ارت در باغچه حفر شده باشد و یا ته چاه به رطوبت رسیده باشد و یا کلا در جاهایی که رطوبت ته چاه از بالای چاه یا از پایین چاه تامین گردد نیازی به قراردادن لوله نمی باشد .
۸- بعد از قراردادن لوله پلیکا به ارتفاع ۲۰ سانتیمتر از بالای صفحه مسی را با دوغاب آماد شده پر مینمائیم.
۹-الباقی چاه را هم تا ۱۰ سانتیمتر بر سر چاه مانده ، با خاک معمولی همراه با ماسه یا خاک سرند شده کشاورزی پر می نمائیم و ۱۰ سانتیمتر از چاه را برای نفوذ آب باران و آبهای سطحی به داخل چاه با شن و سنگریزه پر می نمائیم . روئ چاه مخصوصا در مواقعی که از لوله پولیکا استفاده نمی گردد نباید آسفالت شده و یا با سیمان پر گردد.
۱۰-داخل شیار های حفاری شده را با خاک سرند شده کشاورزی یا خاک نرم معمولی و یا خاک معمولی مخلوط با بنتونیت پر نمائید

نصب شینه و میله برقگیر
شینه داخل ساختمان باید توسط مقره هایی از دیوار ساختمان ایزوله گردد.قطر و طول شینه بستگی به تعداد انشعابات داخل ساختمان دارد .(تمامی تجهیزات داخل ساختمان بایستی بطور جداگانه و موازی به این شینه متصل گردد.)در حالتیکه دکل روی ساختمان قرار داشته باشد سیم میله برقگیر نبایستی از داخل ساختمان برده شود بلکه باید خارج از ساختمان سیم کشیده شود و همینطور مسیر عبوری سیم ارت به داخل ساختمان تا شینه ورودی ساختمان باید عایق دار باشد.
در پای دکل توسط بست ، سیم میله برقگیر به یکی از پایه های دکل خیلی محکم متصل شود و تا بالای دکل به میله برقگیر متصل گردد. لازم بذکر است مسیر میله برقگیر از کابلهایی که به آنتنها می روند باید جدا باشد .

اجرای ارت به روش سطحی
هفت روش برای اجرای زمین سطحی وجود دارد که عبارتند از :
۱-ROD
RING -2
۳-پنجه ای (شعاعی)
۴-مختلط
۵- حلزونی
۶- الکتروشیمیایی
۷- شبکه ای

اجرای ارت به روش ROD کوبی

مصالح مورد نیاز
مصالح مورد نیاز همانند روش عمقی می باشد با این تفاوت که به جای صفحه مسی از میله های مغز فولادی ۵/۱ متری و با قطر ۱۴ میلیمتر و با روکش مس استفاده می نمائیم.

روش اجرا
کانالی به عمق ۸۰ سانتیمتر و عرض ۴۵ سانتیمتر و طول X حفر می نمائیم طول کانال را به دو روش میتوان تعیین نمود.
الف – اندازه گیری مقاومت مخصوص خاک و انجام محاسبات لازم
ب – به روش تجربی که در ادامه شرح داده می شود.
ج – چنانچه سایت دارای دکل خود ایستا می باشد برای حفر کانال از فاصله بین اتاق تجهیزات و دکل و همچنین اطراف دکل استفاده شود .
(شکل ۲)
د – چنانچه دکل روی ساختمان قرارداشته حفاری با در نظر گرفتن اتاق دستگاه و دکل در مسیری که زمین رطوبت بیشتری دارد انجام گیرد.
ه – پس از آماده شدن کانال ۲ میله به فاصله ۳متر از یکدیگر در زمین میکوبیم به گونه ای که حدود ۱۵ سانتیمتر از میله ها بیرون بمانند سپس ۲میله را با کابل مسی یا کابل برق به هم وصل نموده و با دستگاه ارت سنج مقاومت زمین ایجاد شده را اندازه میگیریم ، چنانچه مقاومت نشان داده شده با دستگاه بالای ۴ اهم بود میله دیگری به فاصله ۳ متر از میله دوم میکوبیم و با اتصال ۳ میله به هم مقاومت زمین ایجاد شده را اندازه گیری می نمائیم . اینکار را تا زمانی که مقاومت اندازه گیری شده به زیر ۴ اهم برسد ادامه می دهیم بعد از آنکه به تعداد کافی میله کوبیده شد سیمی را که به شینه مسی نصب شده در اتاق دستگاه متصل است به تک تک میله ها جوش داده و به سمت دکل میبریم.
و – برای پر نمودن کانال ابتدا با بنتونیت روی سیم مسی را پوشانده (در زمینهایی که رطوبت کافی ندارند) و سپس با خاک سرند شده کشاورزی یا خاک نرم کانال را پر می نمائیم.
ز – مقاومت زمین اجرا شده را اندازه گیری نموده و ثبت مینمائیم ( بعد ازپر کردن کانال مقاومت زمین اندازه گیری شده کاهش خواهد داشت و باید کمتر از ۳ اهم باشد.)

نکته : در مناطق سردسیر عمق کانال حفاری شده و بطور کلی مسیر عبور کابل مسی خیلی مهم می باشد و نباید در معرض یخبندان قرار گیرد . تاثیر کاهش درجه حرارت بر افزایش مقاومت سیستم زمین به شرح زیر می باشد .

دما بر حسب درجه سانتیگراد میزان مقاومت بر حسب اهم بر متر

۲۰+ ۷۲
۱۰+ ۹۹
۰ ۱۳۸
۵- ۷۹۰
سایر روش ها:
روش های دیگر در مناطق کوهستانی و سنگلاخی و مکانهای خاص کاربرد دارد که بنا به مورد با بازدید از محل و اندازه گیریهای لازم میتواند طرح مناسب تهیه گردد

اجرای ارت در ارتفاعات:

ارتفاعات کشور را با توجه به نوع زمین و خاک میتوان به سه دسته تقسیم کرد.
ارتفاعات خاکی که امکان حفاری و کوبیدن میله مغز فولادی در آنها وجود دارد.
ارتفاعات سنگلاخی که امکان حفاری عمیق در آنها وجود ندارد ولی میتوان شیار ایجاد کرد.
ارتفاعات صخره ای

برای حالت اول : به یکی از روش های حفر چاه یا کوبیدن ROD میتوان سیستم ارت را اجرا نمود

در حالت دوم : شیارهایی بصورت ستاره و پنجه ای ایجاد نموده و تسمه مسی را در داخل شیار ها خوابانده و برای کاهش مقاومت روی تسمه را با مخلوط خاک و بنتونیت می پوشانیم .

نکته : کلیه اتصالات در زیر خاک باید به یکدیگر جوش داده شود .

روش اول :
در زمینهای صخره ای که امکان حفاری وجود ندارد با مصالح ساختمانی کانال ساخته، تسمه مسی را در کف کانال خوابانده و کانال را با بنتونیت پر می نمائیم . طول کانال یا کانالها باید به اندازه ای باشد که مقاومت اندازه گیری شده زیر ۳ اهم گردد. برای گرفتن نتیجه مطلوب میبایستی داخل کانال بصورت مصنوعی دائما مرطوب نگهداشته شود.

روش دوم:
روش شبکه ای است بدین صورت که ابتدا شبکه شطرنجی با سیم مسی به طول ۳+x و عرض۳+y بطوریکه نقاط اتصال به هم جوش داده شده درست کرده سپس با مصالح ساختمانی آنرا در زمین با بنتونیت به ارتفاع ۴۰cm بطوریکه ابتدا ۲۰cm بنتونیت ریخته سپس شبکه ساخته شده را قرار داده و روی آنرا هم تا ۲۰cm با بنتونیت می پوشانیم و انشعابهای لازم جهت دکل و سایت ونقاط دیگر از آن گرفته میشود متغییر های x و y به میزان مقاومت خوانده شده بستگی دارد .

نکات عمومی و مهم در خصوص سیستمهای ارت:
۱- کلیه اتصالات با مفتول برنج یا نقره جوشکاری گردد.سطح جوش باید CM 6 باشدو جهت اتصالات وجوشکاری رعایت گردد(در مواردی کدولد توصیه میشود).
۲- ازهرپایه دکلهای خودایستا هم فونداسیون دکل توسط سیم مسی و بست مخصوص به سیستم ارت و هم پای دکل به سیستم ارت جوشکاری گردد.
۳- سیم میله برقگیر ازپایه ای که آنتنهای کمتری نصب می شود و با کابلهای روی لدر حداکثرفاصله را داشته باشد،بدون خمش درمسیر ومستقیما به رینگ داخل کانال و از کوتاهترین مسیر توسط جوش متصل گردد.
۴- میله برقگیر روی دکل در بالاترین نقطه دکل(با رعایت مخروط حفاظتی با زاویه ۴۵ درجه ) بطوریکه تجهیزات راکاملا پوشش دهد،قرارگیرد و جنس آن تمام مس با آلیاژ استاندارد به قطرmm 16 و طول آن بستگی به ارتفاع نصب انتنهای روی دکل دارد.
۵- شعاع خم سیم مسی حداقل CM20 وزاویه قوس حداقل ۶۰ درجه رعایت گردد(رعایت زاویه خمش سیم مسی )
۶- پایه.ها و نقاط ابتداوانتهای لدر افقی به سیستم گراند متصل گردد.
۷- کلیه کابلهای ورودی به سالن دستگاه توسط بست گراند به بدنه دکل و ابتدای لدر افقی(بعد از محل خم شدن کابل)گراند شوند.
۸- به هیچ عنوان در روی دکل،جوشکاری صورت نگیرد.
۹- اتصال از شبکه گراند سیستم اجرا شده به تانکر سوخت دیزل ژنراتور، تانکر آب هوایی ، اسکلت فلزی ساختمان و در و پنجره های اتاق دستگاه صورت گیرد.
۱۰- اگر سیستمی.ازقبل.اجرا شده باشد،سیستم قدیم به.جدید در عمق.خاک متصل گردند.
۱۱- سیم.ارت. درروی زمین باید باروکش.وسیم.داخل.کانالها. باید بدون روکش و مستقیم کشیده شود.
۱۲- پرکردن کانال باید با خاک سرند شده کشاورزی یا خاک نرم انجام گردد.
۱۳- ارتفاع نصب شینه مسی CM 50 ازکف تمام شده باشد.
۱۴- شینه داخل اتاق حدالمقدور به چیدمان دستگاهها نزدیک باشد.
۱۵- ازهر دستگاهی جداگانه سیم ارتی به شینه متصل گردد ( قطر و طول شینه گراند بستگی به تعداد انشعابات آن دارد).
۱۶- در دکلهای مهاری پر ظرفیت ، مهارهای دکل بایستی توسط بست مخصوص به گراند اتصال یابد.
۱۷- جهت استفاده ترانس برق شهر در ایستگاههای مخابرات بایستی گراند جداگانه اجرا گردد.
۱۸- در سایتهای کامپیوتری جهت اجرای سیستم زمین حتی المقدور بایستی از یک زمین با سطح یکنواخت ( بدون شیب ) استفاده نمود.
۱۹- در ایستگاهها بین نول و گراند نبایستی اختلاف ولتاژ وجود داشته باشد.
۲۰- در دکلهای پر ظرفیت که ابعاد قسمت بالای دکل بیشتر از m 2 می.باشد نیاز به نصب یک عدد برقگیر اضافی در سمت مقابل برقگیر اول می.باشد.
۲۱- در سیم.کشی داخل محوطه سایت های کامپوتری برای چراغهای روشنایی و سایر موارد باید از کابل زمینی استفاده گردد و در ایستگاههای بالای کوه و نقاط دور از شهر نباید از چراغهای روشنایی خیابانی استفاده شود.
۲۲- استاندارد قابل قبول آزمایش و تحویل اتصال زمین برای سایتهای کوچک زیر ۱۰ اهم و برای سایت های بزرگ و مهم زیر ۳ اهم می.باشد.
۱- حفر و ایجاد چاه ارت استاندارد جهت حفاظت و ایمن سازی افراد ، تجهیزات و دستگاه ها
۲- حفر و ایجاد چاه ارت استاندارد جهت ایمن سازی اتاق سرور
۳- حفر و ایجاد چاه ارت استاندارد جهت ایمن سازی انواع دکل های مخابراتی ( دکل مهاری ، خودایستا و منوپل)
۴- حفر و ایجاد چاه ارت استاندارد جهت ایمن سازی مجتمع های مسکونی ، برج ها و ساختمان ها
۵- حفر و ایجاد چاه ارت استاندارد جهت ایمن سازی پست های برق
۶- حفر و ایجاد چاه ارت استاندارد جهت ایمن سازی سیستم های کنترل دقیق و تجهیزات دیجیتال مشاوره و بازدید از محل حفر چاه ارت بصورت رایگان توسط کارشناسان این شرکت انجام می پذیرد . برای تست چاه ارت خود به دو صورت میتوانید عمل نمایید
۱- توسط دستگاه ارت سنج در این حالت برای تست چاه ارت دو عدد سوند که جزء لوازم جانبی دستگاه ارت سنج می باشد را در فاصله های مساوی بین ۵ تا ۱۰ متر و در یک راستا از چاه در زمین قرار دهید لازم به ذکر است جهت تست دقیق ، این فاصله ها حتماً برابر باشند بطوری که اگر سوند اول را در فاصله ۶ متری از چاه نصب نمودید سوند دوم را در فاصله ۱۲متری از چاه و یا ۶ متری ازسوند دوم نصب نمایید.سپس سه عدد پراپ دستگاه را بترتیب به سیم ارت چاه و سوند اول ودوم وصل نموده و سپس چاه ارت را تست نمایید
۲- توسط یک عدد ترانسفورماتور ایزوله ، یک عدد ولتمتر و یک عدد آمپرمتر در این حالت نیز مانند حالت قبل سوند ها را در زمین قراردهیدسپس آمپر متر را با ثانویه ترانس سری نمایید و یک سر آزاد ترانس را به سیم ارت چاه وصل نموده ویک سر آمپر متر را به سوند آخر وصل نمایید .

یکسر ولتمتر را به سیم ارت چاه و سر دیگرآن را به سوند اول وصل نمایید سپس اولیه ترنس ایزوله را به برق ۲۲۰ ولت وصل نموده و مقدار ولت قرائت شده را بر مقدار عدد آمپر متر تقسیم نمایید.

مقدار بدست آمده مقاومت تقریبی چاه ارت شما می باشد. احداث چاه ارت برای کلیه پست های برق و سیستم های قدرت تحویل زیر ۲ اهم در صورت نیاز

۲- احداث چاه ارت برای سیستم های ابزاردقیق و کنترل و دستگاه های دقیق و گران قیمت با ضمانت تحویل زیر ۱ اهم در این چاه ها از مواد کاهنده اهم زمین و بنتونیت و خاک رس با زیرسازی مناسب و به روش مهندسی و به مقدار مورد نیاز ، اجرا میگردد.

وقتی بار الکتریکی انباشته شده در ابرها تخلیه شده و به صورت یک قوس الکتریکی به زمین برخورد کند ، صاعقه اتفاق می افتد .

ولتاژ صاعقه معمولاً بین ۱۰ تا ۲۰ میلیون ولت در نوسان است و بعضاً تا ۱۰۰٫۰۰۰٫۰۰۰ ولت هم افزایش پیدا می کند .

این جریان در حدود ۱۰٫۰۰۰ آمپر شدت دارد .

می توان نتیجه گرفت که صاعقه به طور معمول حدود ۱۰۰ میلیارد وات (!) انرژی تولید می کند و می تواند این مقدار را تا ۱۶۰۰۰ میلیارد وات (!) نیز بالا ببرد .

صاعقه می تواند علاوه بر تلفات جانی ، بطور مستقیم و یا غیر مستقیم باعث اختلال و صدمات شدید در تجهیزات و ادوات شبکه ، « ایجاد میدانهای شدید مغناطیسی » و یا « اضافه ولتاژهای » قدرتمند مخابرا ت شده و باعث خسارات زیادی گردد .

به منظور جلوگیری از ایجاد اینگونه خسارات و حفاظت و ایمن سازی افراد ، تجهیزات و دستگاه ها ، باید اضافه ولتاژ تولید شده را در جایی خنثی نماییم .

سیستم ارتینگ ( خازنی و معمولی ) بهترین راهکار جهت دستیابی به این هدف می باشد .

با چشم غیر مسلح نمی توان محل دقیق صاعقه را متوجه شد، اما با دوربین مخصوص فیلمبرداری این پدیده ی قابل ثبت است.

در این حالت صاعقه با سرعت ۵۰۰۰۰ کیلومتر بر ثانیه به طرف هدف حرکت و با آن برخورد می کند.

در سیستم های معمول برق گیر (صاعقه گیر) حرکت بار از ابر به سمت زمین و محل اصابت آن روی نوک صاعقه گیر است.

اما به تازگی سیستم های تولید شده اند که در هنگام صاعقه، بار مثبت زمین به طرف صاعقه فرستاده می شود.

در این سیستم ها، مقداری بار تا ارتفاع محدود فرستاده می شود و محل صاعقه روی نوک صاعقه گیر نمی باشد، بلکه مقداری بالاتر از صاعقه گیر است و پس از برخورد صاعقه به بار انتقالی، نقطه ی تلاقی به صاعقه گیر کشیده می شود. 

آثار صاعقه 
 

در اندازه گیری های انجام شده، جریان گذاری صاعقه تا حدود ۳۵ کیلوآمپر برآورد شده است.

حال با توجه به این جریان شدید، صاعقه آثار زیان باری بر محیط وارد می نماید.

در هنگام برخورد صاعقه، در محل برخورد به شدت گاز ازن تولید می شود؛ همچنین، عبور این جریان باعث تخریب بافت خاک می گردد، زیرا حرارت تولیدی در اثر عبور جریان بسیار زیاد است. 

از جمله آثار صاعقه می توان موارد زیر را نام برد: 
۱- نور شدید در هنگام تخلیه 
۲- صدای شدید به علت تخلیه بارها و ایجاد فشار هوای بسیار زیاد که اثرات آن تا ۱۰ کیلومتر قابل شنیدن است. 
۳-اثر حرارتی به علت وجود جریان بالا و یونیزاسیون اتمسفر که در بعضی موارد باعث ایجاد حریق می گردد. 
۴- اثر الکترودینامیک: عبور جریان بالا از هادی های مجاور باعث ایجاد نیروی شدید بین آن ها می شود که احتمال تخریب هادی ها یا مواد نگهدارنده ی بین آن ها را باعث می گردد. 
۵- اثر الکتروشیمیایی: در اثر عبور جریان از هوا و زمین به وجود می آید. 
۶- اثر القائی: در اثر عبور جریان اثر هادی ها به وجود می آید. 
۷- اثر برق گرفتگی: در اثر عبور جریان از بدن اشخاص با حیوانات به صورت مستقیم یا غیر مستقیم (ولتاژ قدم) به وجود می آید. 

آثار مستقیم و غیر مستقیم اصابت صاعقه بر ساختمان ها 
 

از اثرات مستقیم اصابت صاعقه بر ساختمان، ایجاد جریان و ولتاژ بالای لحظه ای و ایجاد خسارات بر خود ساختمان از جمله حریق و شکستن شیشه ها را می توان نام برد.

از اثرات غیر مستقیم ایجاد پالس های گذرا بر شبکه ی برق، مخابرات و رایانه و ایجاد خسارات بر تمامی تجهیزات الکتریکی و الکترونیکی را می توان نام برد. 

حفاظت ساختمان در مقابل برخورد صاعقه (اثر مستقیم)
 

در این نوع حفاظت با ایجاد برق گیر با امپدانس پایین سعی در جذب کامل صاعقه و ارسال آن به زمین می شود.

بر طبق استاندارد فرانسه چهار نوع برق گیر (صاعقه گیر) پیشنهاد می گردد (جدول ۱). 

الف – برق گیر ساده میله ای SIMPLE ROD LIGHTNING CONDUCTORS (SRL): 
 

این نوع برق گیر دارای یک میله ی بلند است که بر سقف بلندترین محل ساختمان نصب و به زمین متصل می شودو در هنگام صاعقه، با جذب ولتاژ، جریان تولیدی را به زمین منتقل می کند.

این صاعقه گیر به واسطه ی سادگی نصب در ایستگاه های رادیو، محل آنتن های بشقابی، و ساختمان هایی که سطح حفاظتی کوچک دارند توصیه می شود.

سیستم صاعقه گیر میله ای از قسمت های زیر تشکیل شده است:
۱- میله ی اصلی ودنباله ی آن 
۲- یک یا چند هادی پایین رونده 
۳- کلمپ تست که به انتهای هادی پایین رونده وصل است و ادامه ی آن به سیستم زمین واردمی شود. 
۴- نوار حفاظتی که به کلمپ تست وصل، حداقل ۲ متر روی زمین کشیده و به زمین وارد می شود. 
۵- وسایل هم پتانسیل کننده (یا هم بندی) بین سیستم برق گیر و سیستم ارت اصلی ساختمان. 

ب: سیستم برق گیر ESE (گسیل دهنده ی بار به طرف صاعقه(
 

این نوع برق گیر که به وسیله ی کارخانه هلیتا و موسسه ی مطالعاتی فرانسه (CNRS) ساخته شده است به عنوان PULSAR شناخته می شود.

وجود فناوری بالا باعث برکارآمدی ۱۰۰% این برق گیر در جذب صاعقه شده است.

در تکنولوژی ساخت این برق گیر، تولید ولتاژ بالا و تنظیم فرکانس در هنگام صاعقه ایجاد یک بار خزنده ی پیشرو (بالا رونده) می نماید که همزمان با حرکت صاعقه به سمت بار منفی حرکت می کند و به فاصله ی کمی از زمین (نسبت به فاصله ی زمین تا ابر) این دو بار به یکدیگر برخورد و بلافاصله محل برخورد به سمت نوک برق گیر حرکت و ادامه ی صاعقه از طریق این میله به سمت زمین حرکت می کند.

سرعت حرکت این بار، از برق گیر به سمت بالا حدود (یک متر بر میکروثانیه) است. 

زمان برخورد به وسیله ی رابطه ی زیر تعریف می شود. این رابطه بر اساس فاصله ی بین بارها (محل برخورد و نوک برق گیر) و سرعت حرکت بار پیشروی استاتیکی تعریف شده است.

در عمل مقدار در آزمایشگاه ر اساس استاندارد NFC17-102 اندازه گیری می شود. 

زمان اصابت یا برخورد صاعقه با بار پیشرو است که معمولاً درآزمایشگاه اندازه گیری می شود. 

مسافتی که بار پیشرو به سمت بالا حرکت می کند. 

V سرعت حرکت بار پیشرو به طرف بالا که معمولاً یک متر بر میکروثانیه است. 

از فرمول بالا می توان نتیجه گرفت که فاصله ی برخورد صاعقه تا برق گیر بستگی به دو عامل سرعت حرکت بار و زمان برخورد دارد. در عمل هر چقدر L بزرگ تر باشد، محل برخورد از محل مورد حفاظت دورتر و حفاظت کامل تر است (یعنی محل مورد حفاظت از اثرات صاعقه درامان است).

صاعقه گیرPULSAR مخصوص نصب در ساختمان های مرکزی، سایت ها، مراکز صنعتی، تاریخی و زمین های بازی روباز است.

معمولاً با نصب این سیستم برق گیر اطمینان و قدرت عملکرد بسیار زیاد می شود. 

اجزای صاعقه گیر ESE 
 

الف: قسمت میله و سیستم تولید ولتاژ (الکترونیک)
ب: یک یا چند هادی پایین رونده 
ج: کلمپ تست که به ازای هر هادی پایین رونده یک عدد جداگانه نصب می شود. 
د: قسمت های محافظ هادی که حداقل ۲ متر بر روی زمین نصب می شود. 
ر: الکترودهای زمین که مخصوص پخش جریان صاعقه بر روی زمین هستند. 
ز: اتصالات هم پتانسیل کننده با هم بندی های اصلی زمین که به صورت قابل نصب و جدا شونده هستند. 
ج) شبکه بندی قفسه ای MESH CAGES 

یکی از ساده ترین و کامل ترین راه های حفاظت ساختمان در مقابل صاعقه، شبکه بندی قفسه ای است.

در این سیستم پشت بام و بلندترین قسمت هر ساختمان تحت سیم بندی موسوم به قفسه ای (شبکه ای) قرار می گیرد و به تعداد مشخص هادی پایین رونده در اطراف آن نصب می گردد.

در این حالت ساختمان و تمام اجزاء هادی های آن از خطر صاعقه و امواج الکترومگنتیک آن در امان هستند. 

علت استفاده از هادی های پایین رونده به خاطر تقسیم جریان صاعقه و کاهش آثار آن است. (شکل ۴)

اجزای سیستم  صاعقه گیر
 

۱- هادی های شاخکی کوتاه که صاعقه را دریافت می نمایند و به شبکه انتقال می دهند. 
۲- شبکه بندی قفسه ای (مش)
۳- هادی های پایین رونده 
۴- شکبه ی زمین (سیستم زمین)
۵- اتصالات هم بندی و هم پتانسیل کننده و سیستم تست که قابل مونتاژ است. 
د) برق گیر با سیستم سیم هوایی STRETCH 
در این سیستم از یک یا چند سیستم هوایی که بر فراز تجهیزات کشیده می شود و دو طرف آن به شبکه زمین وصل است استفاده می شود.

در استفاده از این مدل که بیش تر بر روی تجهیزات پست برق و دکل های انتقال برق فشار قوی استفاده می شود، مقاومت سیم هوایی، استقامت مکانیکی در مقابل کشش و عبور جریان صاعقه و ارتفاع سیستم از زمین مورد بحث خواهد بود.

معمولاً تمامی برق گیرها باید قابلیت جذب جریان تا ۶۵ کیلوآمپر را داشته باشند. 

حفاظت در مقابل اثرات غیر مستقیم صاعقه: 
 

در هنگام اصابت صاعقه به ساختمان، اثرات جریان القائی آن بر روی کابل های کواکسیال، کابل های ارتباطی و قدرت باعث ایجاد مشکل خواهد شد.

در این حالت سیستم حفاظتی به نام surge arrester که قدرت جذب جریان تا ۶۵ کیلو آمپر را داشته باشد، توصیه می گردد. 

عیوب مربوطه به عدم هم بندی Equipotential Bounding Defects 
 

در هنگام برخورد مستقیم صاعقه، عدم وجود اتصالات و هم بندی صحیح می تواند باعث ایجاد جرقه ی شدید و در نتیجه ایجاد جریان مخرب بین دو وسیله گردد.

بنابراین باید از هم بندی اجزای صاعقه گیر و عملکرد صحیح آن اطمینان حاصل نمود.

به همین خاطر در یک سیستم برق گیر، تمامی اجزاء و تجهیزات جانبی شامل شبکه ی مخابرات، IT و … به وسیله ی یک هم بندی اضافه، به صاعقه گیر وصل می شوند. 

ابتدا تمامی تجهیزات یک ساختمان به وسیله ی هم بندی و سیستم حفاظت در مقابل ضربه SUREGE ARRESTER به یک شبکه ی ارت داخلی وصل و درانتهای شبکه به وسیله قسمت هم پتانسیل کننده به شبکه ی صاعقه گیر وصل می گردند. 

فروش ویژه صاعقه گیر اکتیو آذرخش

فصل سوم 
 

استاندارد فرانسه NFC 17-102, NFC 17-100 پیشنهاد می کند صاعقه گیر در سه قسمت مورد بحث قرار گیرد. 
۱- ارزیابی ریسک صاعقه 
۲- انتخاب سطح حفاظت و تجهیزات 
۳- انتخاب تجهیز یا تجهیزات جهت حفاظت 

ارزیابی ریسک صاعقه 
 

شبکه بندی به صورت مش یا قفسه ای MESHED CAGES
 

در این روش حداکثر عرض مش ها نباید از ۱۵ متر تجاوز کند. نصب سیستم برق گیر بر اساس موارد زیر است: 

الف: نصب یک چند ضلعی (معمولاً ۴ ضلعی) در پیرامون سقف ساختمان (محیط سقف)
ب: اضافه نمودن هادی های متقاطع به شبکه ی اولیه جهت اضافه شدن مش بندی 
ج: عبور الزامی هادی از هر برآمدگی در سقف. یعنی از هر قسمت که ارتفاع مجزا از سقف دارد، سیستم شبکه به صورت کامل انجام پذیرد و سپس به شبکه ی اصلی متصل شود. 
د: شاخک های عمودی (Air Terminal) باید در مرتفع ترین و آسیب پذیرترین نقاط و گوشه ها و نزدیک تجهیزات جانبی نصب گردند. 
ترتیب و فواصل: فاصله ی ۲ ترمینال (شاخک) ۳۰ سانتی متری از ۱۰ متر بیش تر نباشد. 
فاصله ی ۲ ترمینال (شاخک) ۵۰ سانتی متری از ۱۵ متر بیش تر نباشد. 
شاخک (strike air terminal) خارج از چند ضلعی قرار نگرفته و در داخل چند ضلعی باشد. 

هادی های پایین رو 
 

جهت هر میله ی برق گیر ساده یا ESE نیاز به یک کنتور (شمارنده ی تعداد صاعقه) وجود دارد.

همچنین جهت هر ۴ هادی پایین رو و حداقل یک شمارنده نیاز است.

شمارنده معمولاً در ارتفاع ۲ متری بالای سطح زمین و در انتهای هادی پایین رو نصب می شود. 

حالت های خاص 
 

وقتی برق گیر (چه از نوع برق گیر ساده و چه از نوع ESE) در یک ساختمان نصب می گردد، به ازای هر میله حداقل یک هادی پایین رو نیاز است.

اما در دو حالت نیاز به هادی پایین رو جهت هر میله است: 
الف: نصف عرض ساختمان بیش از ارتفاع ساختمان باشد. B>A دو هادی پایین رو (منظور از نصف عرض ساختمان فاصله ی لبه ی ساختمان تا میله ی برق گیر است).
ب: ارتفاع ساختمان معمولی بیش از ۲۸ متر و یا در دودکش ها یا ساختمان های صنعتی بیش از ۴۰ متر باشد. 

هادی های ساده (برق گیرهای ساده SRL)
 

در این گونه سیستم ها به ازای هر برق گیر (میله)، حداقل یک هادی پایین رو نیاز است.

در صورتی که ارتفاع ساختمان بیش از ۳۵ متر باشد، حداقل ۲ هادی پایین رو جهت هر میله ی برق گیر نیاز است.

این دو هادی به دو دیوار مختلف نصب می گردند.

همچنین در ساختمان های مهم و پر رفت و آمد نیز برای میله ی برق گیر ۲ هادی پایین رو نیاز است. 

هادی های برق گیر (صاعقه گیر) SRC و ESE 
 

قاعده ی کلی در برق گیرها آن است که بالاترین نقطه ی هرهادی یا برق گیر شاخکی بیش ترین احتمال اصابت صاعقه را دارد.

بر طبق سفارش استاندارد، سر برق گیر باید حداقل ۲ متر از تمام نقاط ساختمان (پشت بام، تجهیزات فلزی و جانبی) بلندتر باشد.

در این حالت بهتر است برق گیر در بالاترین نقطه ی ساختمان نصب گردد.

همچنین محل صاعقه گیر با توجه به تجهیزات جانبی و فواصل مجاز از بدنه های فلزی انتخاب می شود. 

جهت افزایش طول صاعقه گیر، استفاده از میله ی واسطه با جنس مخصوص لازم است.

شرکت هلیتا واسطه ی صاعقه گیرهای میله ای در طول های کلی ۷۵/۵ و ۵/۷ متر را جهت افزایش طول صاعقه گیر به بازار ارائه داده است.

این میله ها از جنس فولاد ضد زنگ هستند. 

در زمین های ورزشی، استخرها و کمپینگ می توان از سیستم ESE استفاده نمود.

جهت محاسبه ی ریسک و سطح پوشش استفاده، از نرم افزار Helita استفاده می شود.

همچنین تمهیدات ویژه ای جهت نصب برق گیر در نزدیکی دودکش های فلزی و تجهیزات دیگر در نظر گرفته می شود.

در صورتی که هوای محل نصب دارای گازهای خورنده یا دودهای اسیدی – کربنی باشد، باید فاصله ی مناسب نصب در نظر گرفته شود.

فاصله ی ۵۰ سانتی متر از تجهیزات فلزی مانند دودکش فاصله ی مناسبی است. 

در ساختمان هایی که بیش از یک صاعقه گیر میله ای (ESE یا SRC) در پشت بام آن ها نصب شده باشد و در صورتی که مانع بیش از ۵/۱ ارتفاع بین آن ها نباشد، باید تمامی صاعقه گیرها به یکدیگر متصل شوند.

در صورتی که بین هر کدام از آن ها مانع بلندتر از ۵/۱ متر باشد، نباید به یکدیگر متصل گردند. 

در انتخاب هادی های مربوط به صاعقه گیر، چه هادی شبکه بندی و یا پایین رو، استفاده از سطح مقطع کم تر از ۳×۳۰ میلی متر و استفاده از هادی های گوشه دار و نوک دار ممنوع است. 

آنتن های تلویزیون و رادیو 
 

با موافقت کاربر آنتن ها، می توان تمامی تجهیزات صاعقه گیر را بر روی میله ی آنتن تلویزیون یا دریافت کننده های دیگر نصب نمود.

در این حالت لازم است موارد زیر رعایت گردد: 
الف: سر برق گیر حداقل ۲ متر از بلندترین نقطه ی آنتن بلندتر باشد. 
ب: کابل کواکسیال آنتن به صورت مستقیم از کنار هادی برق گیر به طرف پایین رفته باشد و به آن هادی محکم شده باشد. 
ج: نیاز به اتصالات مشترک مرسوم به guging ندارد.
د: هادی پایین رو به میله با کلمپ ثابت شده باشد. 
این روش باعث کاهش هزینه ی نصب صاعقه گیر نیز می شود. 

اتصالات 
 

هادی های متصل به برق گیر حداقل قطر ۶ تا ۸ میلی متر داشته باشند.

در محل هایی که نیاز به شمش مسی است، قطر آن از ۳۰×۳۰ کم تر نباشد؛ مانند اتصال به کلمپ ها و کانترها. 

کوپلینگ تست 
 

هر هادی پایین رو باید به یک کوپلینگ تست وصل گردد تا در هنگام تست، مقاومت زمین و یا تست جریان و مقاومت برق گیر، از جا برداشته شود.

قسمت تست (کوپلینگ تست) در ارتفاع ۲ متری از سطح زمین نصب می گردد و قابل بازرسی چشمی است.

در ضمن بر روی آن کلمات مربوط به اسم تجهیز و شماره ی آن نوشته می شود. 

هادی های حفاظتی 
 

این هادی ها بین کوپلینگ تست و قسمت زمین (هادی ها و الکترود زمین) نصب می گردد و ۲ متر طول عمودی و مقداری نیز طول افقی دارد و از جنس مس (هم جنس با دو هادی سر و ته) و یا همان قطراست.

در نصب آن از پیچ و مهره ی همجنس استفاده می شود تا خوردگی به وجود نیاید.

قسمت عمودی آن با سه اتصال به دیوار محکم می شود.

اتصالات (کلمپ ها) از جنس خود شمش یعنی مسی است. 

هم بندی اتصالات Equipotential Bonding 
 

برآورد اجمالی: 
 

در هنگام اصابت صاعقه، عبور جریان شدید از هادی های برق گیر، ایجاد اختلاف پتانسیل شدید بین نقاط صاعقه گیر و شبکه های مجاور شامل لوله های گاز، آب، سازه ی فلزی ساختمان، تجهیزات سرمایشی و گرمایشی می نماید.

این اختلاف ولتاژ گاهی اوقات به خاطر ارت شدن این تجهیزات و عدم هم پتانسیل شدن با صاعقه گیر است و باعث ایجاد جرقه (تخلیه ی سطحی) می گردد.

جهت جلوگیری از این معضل دو روش وجود دارد: 
الف: برقراری یک اتصال دائمی بین شبکه ی برق گیر و شبکه ی فلزی ساختمان (هادی های ساختمان)
ب: ایجاد یک فاصله ی ایمن بین هادی های صاعقه گیر و تمامی تجهیزات در معرض تخلیه 
فاصله ی ایمن فاصله ای است که در صورت ایجاد صاعقه در شبکه های برق گیر، بین این شبکه و هادی های موجود در ساختمان که نزدیک شبکه ی برق گیر هستند، هیچ گونه تخلیه ی الکتریکی به وجود نیاید. 

این مهم با افزایش قدرت عایقی تجهیزات و تغییر مسیر هادی ها در هنگام نصب ممکن می گردد که البته روش هزینه بر و پر کاری است.

بنابراین از روش هم پتانسیل کردن بیش تر استقبال می گردد.

روش ایجاد فاصله ی ایمنی فقط در مواردی مانند لوله گاز، منابع نفت و گاز و … کاربرد دارد که تجهیزات به سبب احتمال انفجار، ترکیدگی و ریسک خطر بالا، قادر به هم بندی نباشند.

محاسبات فاصله ی ایمنی: S(m)=n.kj.L/km 
 

S(m): فاصله ی ایمنی بین هادی های برق گیر و تجهیزات فلزی به حسب متر 
N: ضریب که بستگی به تعداد هادی های پایین رو (در سیستم ESE) قبل از اتصال به یکدیگر دارد و مقدار آن: 
برای یک هادی پایین رو n=1 
برای دو هادی پایین رو n=0.6
برای سه یا بیش تر هادی پایین رو n=0.4 
Ki: ضریب، بستگی به لول (سطح) حفاظتی دارد. 
جهت سطح حفاظتی یک (حفاظت بالا) مانند خازن سوخت، ساختمان های مهم Ki=0.1 
جهت سطح حفاظتی دو (حفاظت خوب) بناهای تاریخی وساختمان های پر جمعیت Ki=0.075 
جدول ۲: فاصله مش 

جدول ۳: فواصل هادی های پایین رو 

جهت سطح حفاظتی سه (حفاظت نرمال) ساختمان های مسکونی معمولی Ki=0.05 
Km: ضریب مواد بین دو سیستم برق گیر و تجهیز.
وجود هوا بین دو سیستم Km=1 
وجود جامدات بین دو سیستم Km=0.52 
L : فاصله ی عمودی بین نقطه ایی که اندازه گیری انجام می شود (کلپ تست) و نزدیک ترین نقطه (هادی) تجهیز. 
S: برای لوله های گاز ۳ متر در نظر گرفته می شود. 
مثال: در یک ساختمان با درجه ی حفاظت یک (سطح حفاظت بالا) با ارتفاع ۳۰ متر سیستم برق گیر نصب شده است (نوع ESE).
سوال یک: سیستم تهویه ی هوا در پشت بام ساختمان نصب شده است. در صورتی که ۳ متر با شبکه ی برق گیر فاصله داشته باشد، چرااین فاصله ایمن است؟ مقدار L برابر ۲۵ متر در نظر گرفته شود. 
جواب: 
چون ۹۲/۱ متر از ۳ متر کم تر است این سیستم در فاصله ی ایمن قرار دارد. از نرم افزار هلیتا می توان فاصله ی ایمن را محاسبه نمود.

هم بندی شبکه ی فلزی تجهیزات جانبی 
 

EQUTPOTENTIAL BONDING OF EXTERNAL METALIC NET WORKS
راه دوم حفاظت تجهیزات جانبی ساختمان مانند سازه ی فلزی، لوله ها، سیستم هواساز و هم بندی آن ها و هم پتانسیل کردن با شبکه ی صاعقه گیر است.

این حالت وقتی لازم است که نتوان فاصله ی S حفاظتی را در مورد این تجهیزات یا سیستم زمین آن ها رعایت نمود. 

جهت هم پتانسیل کردن این تجهیزات، نیاز به هادی های مطمئن و دائمی با محاسبات سطح مقطع و مقاومت وجود دارد. تمامی تجهیزات قابل هم بندی مانند خطوط شبکه ی مخابراتی، اطلاعات، سازه ی فلزی، لوله های آب، گاز و غیره به وسیله ی هادی های مطمئن که حداقل سطح مقطع آن ۱۶ است متصل و توسط هادی های پایین رو که به دیوار محکم شده اند، به جعبه ی هم بندی موسوم به Equipotential Box و از آنجا به آخرین نقطه ی یک شبکه ی برق گیر (قبل از ورود به الکترودهای زمین) که کلمپ تست نامیده می شود، وارد می شود. این اتصال که موسوم به هم بندی اضافه است، باید قابل باز نمودن جهت تست های خاص، و محل و ارتفاع آن مناسب جهت بازدیدهای دائمی باشد. با این عمل تمامی تجهیزات یاد شده از خطر جرقه ناشی از صاعقه (Flash Point) محفوظ می مانند. اما با این عمل می باید سیستم های حساس مانند کامپیوتر، شبکه ی IT و شبکه ی مخابراتی به همراه تجهیزات مربوطه توسط surge arrester محافظت گردد. (شکل ۷)

بررسی سیستم زمین صاعقه گیر SYSTEM EARTH TERMINATION :
 

نگاه اجمالی: در هر سیستم برق گیر، تمامی پتانسیل سیستم در جذب و انتقال صاعقه به زمین نهاد شده است. در این سیستم جذب صاعقه به وسیله ی هادی های میله ای یا شبکه، انجام و جریان جذب شده توسط هادی های پایین رو به شبکه ی زمین انتقال داده می شود. در شبکه ی زمین که شامل الکترودها، اتصالات و هادی های مسی است، انتقال این جریان به زمین در کمترین زمان صورت می پذیرد. تفاوت سیستم زمین در یک برق گیر با شبکه ی ارت سیستم برق ساختمان نیز به همین دلیل است. در شبکه ی برق گیر بار استاتیک باید در سطح زمین گسترده شود تا بارهای غیر همنام اثر یکدیگر را خنثی (بار منفی ابر و مثبت زمین) کنند، اما در سیستم برق ساختمان جهت انتقال جریان نشتی از طریق شبکه ی زمین به نقطه ی خنثی ترانفسورماتور باید الکترود ارت به طریق خاص باشد. 
هر سیستم زمین مربوط به صاعقه گیر در سه قسمت بررسی شده است: 
الف: در فرانسه و اکثر کشورهای پیشرفته ی دنیا، مقاومت حداکثر ۱۰ اهم جهت سیستم زمین هر صاعقه گیر پیشنهاد می شود. اندازه گیری این مقدار با باز کردن کلمپ تست و اندازه گیری مقاومت الکترودهای زمین به روش های ۲ سیمه و ۴ سیمه انجام پذیر است. در صورتی که مقاومت ۱۰ اهم مورد نیاز در این قسمت حاصل نگردد، استاندارد پیشنهاد افزایش طول الکترودهای زمین، نصب میله های ارت در خاتمه هادی های زمین الکترودها و استفاده از الکترولیت های مجاز مانند سولفات ها، بنتونیت و غیره را داده است. 
افزایش طول هادی زمین (الکترودها) تا ۱۰۰ متر یعنی هر هادی تا ۲۰ متر نیز مجاز است. 

ب: توانایی هدایت جریان 
 

جهت افزایش توانایی حمل جریان توسط هادی زمین، نیاز به سه هادی (الکترود) به جای یک الکترود پیشنهادی استاندارد است. افزایش تعداد هادی ها موجب افزایش طول هادی و دمپ سریع تر جریان صاعقه می گردد. 

ج: هم بندی اضافه (هم پتانسیل کردن)
 

استاندارد نیاز به یک هم بندی اضافه جهت هم پتانسیل کردن در سیستم برق گیر و سیستم ارت ساختمان را لازم و ضروری می داند.
بازرسی های سیستم صاعقه گیر: تمامی اجزای یک برق گیر از میله تا سیستم زمین نیاز به بازرسی های دوره ای و اندازه گیری مقاومت دارند. فرایند تست و بازرسی به شرح زیر است: 
سیستم حفاظت با سطح بالا (لول یک) سالیانه؛ 
سیستم حفاظت با سطح خوب (لول دو) دو ساله؛ و 
سیستم حفاظت با سطح معمول سه ساله. 
در ضمن پس از هرگونه تعمیرات ساختمان یا اصابت صاعقه بر سیستم، باید بازرسی و تست ها مجدداً انجام پذیرد. 

انواع الکترودهای زمین در سیستم صاعقه گیر 
 

ابتدا سیستم الکترود زمین در صاعقه گیر ساده ESE بررسی می شود: 
۱- الکترودهای سه گانه (پنجه اردکی): در این سیستم سه شمش مسی با ابعاد ۲×۳۰ میلی متر به صورت پنجه اردک است. هر کدام از شمش ها فاصله ی ۴۵ درجه با شمش وسطی دارند و (حداکثر) طول کل شمش ها ۲۵ متر است و به سه قسمت – یکی از شمش ها حدود ۲ متر بلندتر است – تقسیم می شوند.
دو شمش کناری با زاویه ی ۴۵ درجه به شمش وسط در انتها با استفاده از کلمپ مسی یا کدولد وصل می گردند. شمش وسط پس از ارتباط با شمش دیگر به طرف نقطه ی تست ادامه می یابد (شکل ۸). طول الکترودهای زمین بستگی به مقاومت زمین دارند و از ۶ متر به بالا ادامه می یابند. 
۲- میله های ارت: در صورتی که جغرافیای ساختمان اجازه ی استفاده از شبکه ی پنجه اردکی را ندهد، می توان از سیستم مثلث متساوی الاضلاع با طول هر ضلع ۲ متر که میله ی ارت به انتهای هر زاویه متصل شده است، استفاده نمود. طول میله ی ارت ۲ متر است. هر میله با زاویه ی مربوطه کلمپ یا جوش کدولد می گردد (شکل ۹). 
۳- سیستم ترکیبی: در صورتی که عمل الکترودهای زمین دارای وسعت باشد، می توان جهت کاهش مقاومت زمین از ترکیب شبکه ی پنجه اردکی و میله ارت (در انتها) استفاده نمود (شکل ۱۰). 

شبکه ی زمین در صاعقه گیر شبکه ای (شبکه قفسه ای)
 

در برق گیر نوع شبکه ی قفسه ای از دو سیستم پنجه اردکی و میله ی ارت می توان استفاده نمود. 
۱- شبکه ی ارت پنجه اردکی: اتصالات به وسیله ی ۳ تسمه ی مسی ۲×۳۰ میلی متر که یکی از تسمه ها بزرگ تر است و دو عدد دیگر با زاویه ی ۴۵ درجه در انتها به شمش اصل جوش کدولد و یا کلمپ می گردند، صورت می پذیرد. طول مفید هر یک از هادی ها ۲ متر و در عمق ۶۰ تا ۸۰ سانتی متری زمین دفن می گردند. 
۲- میله های ارت: در این حالت میله های ارت به صورت عمودی به طول ۲ متردر داخل زمین کوبیده می شوند. فاصله ی آن ها ۲ متر از یکدیگر و فاصله از پی یک تا ۵/۱ متر است. این دو میله به وسیله ی شمش مسی ۲×۳۰ به یکدیگر کلمپ و یا جوش داده می شوند (شکل ۱۱). 
علت تفاوت شبکه ی زمین در دو سیستم صاعقه گیر ESE و شبکه ی قفسه ای به خاطر احتمال جذب صاعقه ی آن ها است. 

تجهیزات سیستم ارت در صاعقه گیر
 

EARTH SYSTEM EQUIPMENT BONDING 
هنگامی که دریک ساختمان سیستم زمین جهت تجهیزات برق نصب می گردد، می توان سیستم برق گیر را در نقطه ی خاص به نام کلمپ هم بندی ولتاژ به این سیستم وصل نمود. این نقطه ی اتصال نزدیک ترین نقطه ی به هادی پایین رو است. در صورتی که امکان وصل این قسمت نباشد، می توان سیستم برق گیر را مستقیم به هادی زمین وصل نمود. اما اتصال باید به طریقی باشد که جریان القائی صاعقه بر روی کابل های برق اثر گذار نباشد. در اتصال به نقطه ی هم پتانسیل (هم بندی اضافه) باید بتوان نقطه ی اتصال را جهت تست مقاومت اهمی و جریان جدا نمود. همچنین نقاط قابل دید و تست دوره ای باشند. 
فواصل مجاز بین هادی های سیستم صاعقه گیرو انشعابات برق، آب، گاز زیرزمین: 
بر طبق استاندارد NFC فواصل مجاز بین تمامی هادی های شبکه ی صاعقه گیر و سیستم انشعاب برق و آب و گاز و کابل های زیرزمینی بر طبق جدول وجود داشته باشد. این فواصل برای تمامی اجزای فلزی صادق است و اجزای غیر فلزی را شامل نمی شود (جدول ۴)

ارزیابی ریسک (احتمال) برخورد صاعقه 
 

بر طبق پیشنهاد استاندارد NFC مطالعه ی صاعقه در سه قسمت انجام می پذیرد. 
۱٫ ارزیابی ریسک صاعقه 
۲٫ بررسی سطح حفاظت 
۳٫ بررسی شیوه ی حفاظت 

بررسی ریسک صاعقه (احتمال برخورد صاعقه به ساختمان)
 

در بررسی احتمال برخورد صاعقه، روش مورد استفاده به صورت زیر است. 
۱- تعداد مورد انتظار برخورد صاعقه با برق گیر که به Ng شناخته می شوند. 

که در این فرمول: 
Ng: حداکثر تعداد صاعقه هایی است که به واحد سطح در این منطقه برخورد می کند (تعداد صاعقه / کیلومتر مربع / سال)؛ و Ngman=2Ng 
که می توان آن را به صورت زیر محاسبه نمود: 
الف: استفاده از نقشه ی منطقه ی جغرافیائی 
ب: استفاده از سطح ایزوکرونیک موج به Nk 
که تقریباً برابر Nk/10 می شود. 

محاسبه ی سطح (ایزوله) ساختمان بر حسب مترمربع Ae 
 

در معرفی سطح زیر ساخت، همان تعداد صاعقه که به ساختمان اصابت می کند در نظر گرفته می شود. در پیوست استاندارد NFC 17-100, 17-102 محاسبات و جداول مربوطه ارائه شده است.

ضریب بستگی به شرایط محیطی ساختمان دارد. 

از نرم افزار ارائه شده توسط شرکت هلیتا محاسبات ریسک حریق ارائه شده است.

همچنین این محاسبات در مجموعه های دیگر توسط سازندگان معروف ارائه گردیده است.

شرکت فرس Furse نیز مجموعه محاسباتی خود را با توجه به ساختمان ارائه کرده است. 

بررسی تعداد قابل انتظار برخورد صاعقه به ساختمان NC: (تعداد قابل تحمل صاعقه)
در بررسی احتمال برخورد صاعقه از فرمول زیر استفاده می شود.
: ضریب که بستگی به نوع ساختمان دارد. 
: ضریب که بستگی به اجزاء ساختمان دارد. 
: ضریب که بستگی به تجهیزات داخل ساختمان دارد. 
: ضریب که بستگی به آثار و نتیجه ی برخورد و صاعقه به ساختمان دارد. 
همچنین از طریق نرم افزار قابل محاسبه است. 

سطح حفاظتی PROTECTION LEVEL : 
 

در این حالت مقادیر مقایسه شده اند. 
اگر کوچک تر یا مساوی باشد، در نتیجه نیاز به اجباری کردن نصب برق گیر نیست. 
اگر بزرگ تر از باشد،نیاز به سیستم صاعقه گیر با سطح حفاظتی است. 
مقادیر سطح حفاظتی، شعاع حفاظت برق گیر را مشخص می کند.

فاصله ی ایمنی و پریود تعمیرات نیز توسط این سطح مشخص می گردد. 

در بررسی نقشه مربوط به تعداد صاعقه در ایران بین صفر تا یک صاعقه (یک صاعقه /سال/ کیلومتر مربع) را می توان انتظار داشت.