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सोलर पावर प्लांट में Lightning Arrester की पूरी जानकारी



सोलर पावर प्लांट में आसमानी बिजली गिरने से होने वाले नुकसान से बचने के लिए Lightning Arrester (LA) का use किया जाता है। यह एक ऐसा device है जो lightning के high voltage और current को safely जमीन में भेज देता है, जिससे प्लांट के equipment जैसे solar panels, inverters, scada system और wiring को कोई नुकसान नहीं होने देता । यहां हम समझेंगे कि 15 MW के सोलर प्लांट में LA क्यों जरूरी है, यह कैसे काम करता है, इसका protection radius कितना होता है, और यह solar equipment को कैसे safe रखता है। यह जानकारी हर उस व्यक्ति के लिए उपयोगी है जो सोलर प्लांट के बारे में सीखना चाहता है या फिर चाहे LA के बारे में जानकारी लेना चाहता हो।

Lightning Arrester की जरूरत क्यों पड़ती है?

सोलर पावर प्लांट बड़े खुले क्षेत्रों में बनाए जाते हैं और ज्यादा area होने के कारण आसमानी बिजली गिरने का खतरा भी बढ़ जाता है यह समझने के लिए हम उदाहरण के लिए, एक 15 MW का प्लांट है जो 60 acres (लगभग 240,000 वर्ग मीटर) में फैला होता है, जिसमें 27,778 solar panels (540 W प्रत्येक) और 15 inverters लगे होते हैं (ये इनवर्टर capacity के हिसाब से कम या ज्यादा हो सकते है)। जब बिजली गिरती है, तो इसमें 20,000 से 200,000 ampere का current और 10 करोड़ volt तक का voltage हो सकता है। इतनी भारी ऊर्जा से panels जल सकते हैं, inverters खराब हो सकते हैं, या 33 kV grid connection को नुकसान पहुँच सकता है। Lightning Arrester इस खतरे को रोकता है। खासकर भारत जैसे देश में, जहाँ monsoon के दौरान thunderstorms आम हैं, LA के बिना प्लांट चलाना जोखिम भरा हो सकता है, इसलिए हमें प्लांट को safe रखने के लिए LA की जरूरत होती है।

Lightning Arrester कैसे काम करता है?

Lightning Arrester का design सरल लेकिन प्रभावी होता है। इसके तीन मुख्य हिस्से होते हैं:

  • ऊपरी हिस्सा: एक metal rod जो lightning को अपनी ओर खींचता है।
  • नीचे का हिस्सा: एक earth pit, जिसमें current safely चला जाता है।
  • बीच का हिस्सा: Metal Oxide Varistor (MOV), जो normal स्थिति में current को रोकता है, लेकिन lightning के high voltage में रास्ता देता है।

इसका काम करने का तरीका इस प्रकार है:

  1. जब आसमान से बिजली गिरती है, तो LA का ऊपरी rod उसे अपने ओर खींच लेता है।
  2. High voltage और current को LA एक कम resistance वाला रास्ता देता है, जो सीधे earth pit तक जाता है और उसे जमीन में discharge कर देता है।
  3. यह ऊर्जा जमीन में चली जाती है, जिससे प्लांट के equipment को कोई नुकसान नहीं होता।
  4. Lightning खत्म होने के बाद LA फिर से बंद हो जाता है, और सिस्टम सामान्य रूप से काम करता रहता है।

MOV की खासियत यह है कि यह 10-20 kV तक के surges को handle कर सकता है, जिससे छोटे-मोटे voltage spikes भी equipment तक नहीं पहुँचते।

Lightning Arrester का Protection Radius

Lightning Arrester का protection radius यह बताता है कि यह कितने क्षेत्र को बिजली से बचा सकता है। इसे दो तरीकों से समझ सकते है:

1. Cone of Protection: LA के शीर्ष से 45 डिग्री का एक कोन बनता है। इसका radius इसकी height के बराबर होता है। उदाहरण के लिए, अगर LA 10 मीटर ऊँचा है, तो इसका radius 10 मीटर होगा। यदि height 20 मीटर कर दें, तो radius 20 मीटर तक बढ़ जाएगा। इसी calculation से ये पता लगता है कि आपको आपके प्लांट area में कितना LA लगाने होगा या इसकी hight कम ज्यादा करेंगे तो उसकी Quantity भी कम ज्यादा हो जाएगी।

2. Rolling Sphere Method: इसमें एक काल्पनिक गेंद (radius 30-60 मीटर) प्लांट के ऊपर घुमाई जाती है। जहाँ यह गेंद equipment को छूती है, वहाँ LA लगाना जरूरी होता है। 15 MW प्लांट में, 60 acres को cover करने के लिए हर LA का radius 30 मीटर मानें, तो 400 मीटर की लंबाई में 8 LA और 600 मीटर की चौड़ाई में 12 LA – कुल मिलाकर 20-25 LA लगाने पड़ सकते हैं।

हर 50-100 मीटर पर एक LA लगाना आम बात है। ऊँचाई बढ़ाकर (15-20 मीटर) radius को बढ़ाया जा सकता है, जिससे कम LA से भी काम चल जाए।

Solar Equipment की सुरक्षा कैसे करता है?

Lightning Arrester सोलर प्लांट के हर हिस्से को lightning के प्रभाव से बचाता है। यहाँ देखें कि यह कैसे काम करता है:

  • Solar Panels: 15 MW प्लांट में 27,778 panels (540 W) हैं। High voltage से ये जल सकते हैं। LA strike को ground में भेजकर panels को बचाता है।
  • Inverters: 15 inverters (1 MW प्रत्येक) surge से खराब हो सकते हैं। LA इनके input और output lines को protect करता है।
  • Wiring: DC और AC cables में induced voltage से शॉर्ट-सर्किट हो सकता है। LA ground path देकर cables को भी safe रखता है।
  • Grid Connection: 33 kV transformer और grid तक lightning न पहुँचे, इसके लिए LA boundary पर भी लगाया जाता है।

LA का resistance lightning के समय लगभग 0 ohm हो जाता है, जिससे सारा current जमीन में चला जाता है। MOV की मदद से छोटे surges भी रोक दिए जाते हैं।

Practical सुझाव

Lightning Arrester लगाते समय कुछ बातों का ध्यान रखना जरूरी है:

  • LA को प्लांट के ऊँचे स्थानों पर लगाएँ, जैसे inverter rooms के पास, panel rows के सिरों पर, और boundary पर।
  • हर LA के लिए अलग earth pit बनाएँ, जिसका resistance 1 ohm से कम हो। 185 mm² GI conductor use करें।
  • IS/IEC 62305 standard का पालन करें, ताकि सुरक्षा पक्की हो।
  • हर साल LA की जाँच करें, क्यूंकि MOV बार-बार strikes से खराब हो सकता है।
  • Protection radius की जाँच के लिए drone से mapping करे सकते हैं।

15 MW प्लांट में 20-25 LA, प्रत्येक 10-20 kV capacity और 30 मीटर radius के साथ, पूरे प्लांट को safe रख सकते हैं।

निष्कर्ष

सोलर पावर प्लांट में Lightning Arrester एक बहुत ही जरुरी equioment है। यह lightning को पकड़कर जमीन में भेजता है और solar panels, inverters, wiring, और grid connection को नुकसान होने से बचाता है। 15 MW जैसे बड़े प्लांट में इसके बिना जोखिम बहुत बढ़ जाता है। सही जगह पर सही तरीके से LA लगाकर आप अपने प्लांट को लंबे समय तक सुरक्षित रख सकते हैं। 

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