Különösen igaz ez a villámvédelemre, hiszen a legelő állatok közvetlenül a napelemes tartószerkezetek alatt tartózkodnak. Egy friss kutatás részletesen elemezte, milyen kockázatokkal kell számolni ilyen környezetben, és milyen műszaki megoldásokkal csökkenthetők a veszélyek. A vizsgálat rámutatott: bár a napelemes rendszerek önmagukban nem növelik a villámcsapás bekövetkezésének esélyét a nyílt területekhez képest, a fémes tartószerkezetek jelentősen befolyásolják a talajpotenciál eloszlását egy villámcsapás során. Ez azt jelenti, hogy a földfelszínen olyan lépés- és érintési feszültségek alakulhatnak ki, amelyek nyílt terepen nem jelennének meg. A peremterületeken becsapó villámok, valamint a vezetőképes elemekhez közeli zónák bizonyultak a legkockázatosabbnak.


A szakemberek szerint a probléma megítélését nehezíti, hogy az állatok villámáramokkal és tranziens feszültségekkel szembeni tűrőképességéről korlátozott mennyiségű tudományos adat áll rendelkezésre. Jelenleg nem léteznek kifejezetten haszonállatokra szabott, egységesen elfogadott határértékek. A kutatás ezért nemzetközi elektrotechnikai szabványokból kiindulva határozott meg irányadó referenciaértékeket, amelyek segíthetik a tervezést, ugyanakkor ezek még nem tekinthetők hivatalos szabványnak.

A vizsgálat során több, jellemző villámhullámformát elemeztek, és kísérleti adatok alapján becsülték meg, mekkora áramterhelést viselhetnek el például a fiatal szarvasmarhák.

Konzervatív testimpedancia-értékekkel számolva meghatározták azokat a lépés- és érintési feszültségtartományokat, amelyek még elfogadhatónak tekinthetők. Az eredmények azt mutatták, hogy a talaj fajlagos ellenállása kulcsszerepet játszik: nagyobb talajellenállás esetén magasabb forrásfeszültségek is kialakulhatnak, ami növeli a kockázatot.


napelem

illusztráció – Fotó: Pixabay

A modellezés egy valós agrovoltaikus telepítés paraméterei alapján történt, ahol legelő szarvasmarhákkal számoltak. A földelőrendszert, a napelem-tartószerkezeteket és a kerítéseket részletes geometriai és villamos jellemzők mentén szimulálták. Külön vizsgálták a nedves és száraz talajállapotokat is, mivel ezek jelentősen befolyásolják a feszültségeloszlást.

Az elemzések kimutatták, hogy száraz talajviszonyok mellett, valamint a fémes szerkezetek és kerítések közelében az érintési feszültségek nagyobb veszélyt jelenthetnek, mint a lépésfeszültségek.

A kutatók arra is felhívták a figyelmet, hogy zivatar idején a naperőművek területére az emberi belépés jellemzően korlátozott, az állatok azonban a legelőn maradnak. Testméretük, testtartásuk és az a viselkedésük, hogy gyakran csoportosulnak a szerkezetek közelében, tovább növeli a kitettséget. A lehetséges sérülési mechanizmusok közé tartozik a lépés- és érintési feszültség hatása, az oldalvillám, a közvetlen becsapás, a felfelé irányuló kisülések, valamint a közeli villámcsapások következményei.

A vizsgálatok szerint a hagyományos, elsősorban emberi biztonságra optimalizált földelési rendszerek nem minden esetben nyújtanak megfelelő védelmet az állatok számára. Ezért az agrovoltaikus beruházásoknál célszerű kifejezetten az állattenyésztés igényeihez igazított földelési koncepcióban gondolkodni. Ilyen lehet például a földelőrendszer optimalizálása, egyes kritikus területeken szigetelő vagy speciális felületi rétegek alkalmazása, illetve a kerítések földelésének újragondolása.


A többletvédelem költsége minden esetben az adott projekt kockázati profiljától és kiinduló műszaki megoldásaitól függ. A tapasztalatok ugyanakkor azt mutatják, hogy:

gondos, helyspecifikus tervezéssel a biztonság növelése nem feltétlenül jár aránytalan költségnövekedéssel, és a teljes élettartamra vetített energiaköltségre gyakorolt hatás mérsékelt maradhat.


Bár eddig nem számoltak be olyan esetről, amikor agrovoltaikus rendszerben tartott állatállományt villámcsapás ért volna, a szakértők szerint a megelőzés kulcsfontosságú. Egy nagyobb állatcsoportot érintő villámkár jelentős gazdasági veszteséget okozhat, és a technológia társadalmi elfogadottságát is ronthatja. A tanulmány ezért az állatspecifikus villámvédelmi irányelvek kidolgozását és az agrovoltaikus rendszerekhez igazított, integrált földelési tervezési gyakorlatok bevezetését sürgeti.

Forrás: pv-magazine.com

Indexkép: illusztráció/Pixabay