Τα χτυπήματα στις άκρες και οι αγώγιμες δομές παρουσιάζουν τους υψηλότερους κινδύνους, όπως διαπίστωσαν ερευνητές στη Γερμανία
Ερευνητές στη Γερμανία αξιολόγησαν τους κινδύνους από κεραυνούς σε αγροβολταϊκά συστήματα ενσωματωμένα σε ζώα, εντοπίζοντας βασικούς μηχανισμούς τραυματισμού και καθορίζοντας ασφαλή όρια τάσης βήματος και αφής.
Οι προσομοιώσεις τους έδειξαν ότι τα χτυπήματα στις άκρες και οι αγώγιμες δομές παρουσιάζουν τους υψηλότερους κινδύνους, υπογραμμίζοντας την ανάγκη για ειδικά σχέδια γείωσης και στρατηγικές μετριασμού για τα ζώα.
Σχετικά με την έρευνα
Ερευνητές από το Τεχνικό Πανεπιστήμιο Ilmenau αξιολόγησαν τους κινδύνους που σχετίζονται με τους κεραυνούς σε αγροβολταϊκά συστήματα ενσωματωμένα σε ζώα και πρότειναν μια σειρά στρατηγικών μετριασμού και μέτρων προστασίας για τη μείωση των κινδύνων για τα ζώα.
Στη μελέτη «Προστασία από κεραυνούς σε αγροβολταϊκά συστήματα: Αξιολόγηση τάσεων βημάτων και αφής προσαρμοσμένων στα ζώα», που δημοσιεύτηκε στο Electric Power System Research, η Kamila Costa (συντάκτρια της έρευνας) και οι συνεργάτες της εντόπισαν τους κύριους μηχανισμούς τραυματισμού από κεραυνούς που επηρεάζουν τα ζώα, καθόρισαν ασφαλή όρια τάσης βημάτων και αφής υπό αντιπροσωπευτικές συνθήκες κεραυνού και αξιολόγησαν τα σχέδια συστημάτων τερματισμού γείωσης (ETS) για τη μείωση των επικίνδυνων τάσεων σε αγροβολταϊκές εγκαταστάσεις.
Οι κεραυνοί απειλούν τα ζώα
«Οι υπεύθυνοι για την ανάπτυξη έργων γνωρίζουν γενικά ότι οι κεραυνοί μπορούν να θέσουν σε κίνδυνο τα ζώα, ιδίως επειδή τα προστατευτικά μέτρα κατά των κεραυνών εφαρμόζονται ήδη σε γεωργικές εγκαταστάσεις, όπως οι στάβλοι.
Ωστόσο, στα αγροβολταϊκά συστήματα η κατάσταση είναι πιο συγκεκριμένη. Ενώ οι φωτοβολταϊκές εγκαταστάσεις δεν αναμένεται να αυξήσουν την πιθανότητα κεραυνών σε σύγκριση με τα ανοιχτά πεδία, οι αγώγιμες δομές στήριξης μπορούν να τροποποιήσουν την κατανομή του δυναμικού εδάφους κατά τη διάρκεια ενός πλήγματος.
Ως αποτέλεσμα, μπορεί να εμφανιστούν επικίνδυνες τάσεις βημάτων και αφής σε τοποθεσίες που διαφορετικά θα παρέμεναν ανεπηρέαστες σε ένα σενάριο ανοιχτού πεδίου», δήλωσε η Kamila Costa (συντάκτρια της έρευνας) στο pv-magazine.com.
Η Costa εξήγησε ότι η αξιολόγηση της ασφάλειας από κεραυνούς για τα ζώα παραμένει περίπλοκη, καθώς υπάρχουν περιορισμένα επιστημονικά δεδομένα σχετικά με την ανοχή των ζώων σε ρεύματα ώθησης και τάσεις βημάτων και αφής που σχετίζονται με κεραυνούς, και δεν υπάρχουν προς το παρόν διαθέσιμες τυποποιημένες τιμές.
Είπε επίσης ότι «μέχρι σήμερα, δεν έχουν αναφερθεί περιστατικά που σχετίζονται με κεραυνούς και αφορούν ζώα σε αγροβολταϊκά εργοστάσια».
Επιπτώσεις από κεραυνό
Αναφέρθηκε ακόμη στις συνέπειες από κεραυνό.
Όπως είπε «ένα σοβαρό συμβάν κεραυνού που επηρεάζει ομαδοποιημένα ζώα θα μπορούσε να οδηγήσει σε σημαντικές οικονομικές απώλειες για τους αγρότες και ενδεχομένως να υπονομεύσει την αποδοχή των αγροβολταϊκών εννοιών από το κοινό.
Η έγκαιρη εξέταση της ασφάλειας από κεραυνούς συμβάλλει στην ενίσχυση της αξιοπιστίας και της μακροπρόθεσμης βιωσιμότητας».
Ο αντίκτυπος στο κόστος των πρόσθετων μέτρων που αποσκοπούν στη μείωση των κινδύνων από κεραυνούς για τα ζώα θα εξαρτηθεί από την αξιολόγηση κινδύνου για κάθε έργο και τον αρχικό σχεδιασμό.
Περιορισμένη η ανθρώπινη πρόσβαση
Οι ερευνητές σημείωσαν ότι κατά τη διάρκεια καταιγίδων, η ανθρώπινη πρόσβαση σε φωτοβολταϊκά πάρκα είναι περιορισμένη, αλλά τα ζώα παραμένουν σε αγροβολταϊκά συστήματα και απαιτούν ειδικά μέτρα ασφαλείας.
Ενώ οι φωτοβολταϊκές συστοιχίες δεν αυξάνουν την πιθανότητα κεραυνών, οι αγώγιμες δομές τους μπορούν να αναδιανείμουν τα δυναμικά εδάφους, δημιουργώντας επικίνδυνες τάσεις βημάτων και αφής ακόμη και σε τοποθεσίες μακριά από το σημείο χτύπημα.
Τα ζώα είναι ιδιαίτερα ευάλωτα λόγω του μεγέθους του σώματός τους, της στάσης τους και της τάσης να συγκεντρώνονται κοντά σε μεταλλικά στηρίγματα. Οι βασικοί μηχανισμοί τραυματισμού περιλαμβάνουν την τάση βημάτων, την τάση αφής, τις πλευρικές λάμψεις, τα άμεσα χτυπήματα, τις ανοδικές ροές και τις κοντινές επιπτώσεις του χτυπήματος.
Η αξιολόγηση της ασφάλειας από κεραυνούς για τα ζώα είναι δύσκολη, επειδή τα δεδομένα σχετικά με την ανοχή των ζώων στις παλμικές τάσεις βημάτων και αφής είναι περιορισμένα.
Για να αντιμετωπίσει αυτό το πρόβλημα, η ομάδα εξήγαγε τιμές αναφοράς από τα πρότυπα IEC και IEEE.
Τι αξιολόγησαν οι ερευνητές
Αξιολόγησαν 3 αντιπροσωπευτικές κυματομορφές κεραυνού, εκτίμησαν τα ανεκτά ρεύματα με βάση πειραματικά δεδομένα για μοσχάρια και εφάρμοσαν συντηρητικές τιμές σύνθετης αντίστασης σώματος.
Από αυτούς τους υπολογισμούς, προσδιόρισαν τις επιτρεπόμενες ενεργές τάσεις βήματος και αφής για διαφορετικές οδούς ρεύματος.
Στη συνέχεια, προέκυψαν τα πιθανά όρια τάσης λαμβάνοντας υπόψη την αντίσταση γείωσης των οπλών, δείχνοντας ότι η υψηλότερη ειδική αντίσταση του εδάφους αυξάνει σημαντικά τις επιτρεπόμενες τάσεις πηγής.
Η ομάδα εξέτασε επίσης εάν ένα συμβατικό φωτοβολταϊκό σύστημα ETS μπορεί να προστατεύσει τα ζώα σε μια αγροβολταϊκή εγκατάσταση με βοσκή βοοειδών.
Μοντελοποιήθηκε μια πραγματική τοποθεσία για την αξιολόγηση των τάσεων βημάτων και αφής και την διερεύνηση πιθανών βελτιώσεων στην ασφάλεια.
Πού υφίστανται οι μεγαλύτεροι κίνδυνοι
Οι αναλύσεις συχνότητας και χρόνου έδειξαν ότι τα χτυπήματα κεραυνών κοντά στις άκρες των αγροβολταϊκών συστημάτων παράγουν την υψηλότερη ανύψωση δυναμικού εδάφους και τις μεγαλύτερες επικίνδυνες περιοχές.
Οι τάσεις αφής θέτουν μεγαλύτερους κινδύνους από τις τάσεις βημάτων, ειδικά κάτω από ξηρό έδαφος και κοντά σε αγώγιμα στοιχεία όπως οι δομές στήριξης και οι φράχτες.
Η μελέτη τόνισε επίσης ότι η ειδική αντίσταση του εδάφους και η γείωση του φράχτη επηρεάζουν σημαντικά την κατανομή τάσης.
www.worldenergynews.gr
