Why Should Solar Power Generation Systems Be Grounded?

Grounding in PV systems is one of the most frequently overlooked issues by PV installation personnel, especially in small-capacity PV systems where grounding and lightning protection are not given much attention. However, if grounding is not done, errors can occur due to low insulation resistance to ground or excessive leakage currents, affecting power generation and potentially endangering personal safety. Additionally, unshielded or elevated metal parts are more susceptible to lightning strikes. Without grounding, equipment may be struck by lightning, causing significant damage to the PV power generation system. Grounding in PV systems mainly includes grounding on the solar component side, inverter side, and distribution cabinet side. Proper grounding not only enhances the safety of the solar system but also extends its lifespan.

What Specifications of Earth Rods Are Commonly Used?

Copper-bonded Steel In photovoltaic power systems, the horizontal grounding body of copper-bonded steel grounding materials commonly uses Φ10-Φ12 copper-bonded round steel, with a manufacturing length typically of 100 meters per reel. The grounding electrodes use Φ14 or Φ17.2 copper-bonded steel rods. Connection method: Thermite welding (no external power or acetylene needed), using pure copper for joint materials, with no need for anti-corrosion measures at the welding points. Galvanized Steel In traditional grounding grids, horizontal grounding bodies made of hot-dip galvanized steel are generally designed with specifications of 50X5 or 60X6 galvanized flat steel, with a manufacturing length of 6 meters per piece. Vertical grounding electrodes use 50X5 hot-dip galvanized angle steel or Φ50 galvanized steel pipes, with a grounding electrode length of 2.5 meters per piece. Connection method: Electric welding, with the welding points needing anti-corrosion treatment, such as two coats of anti-rust paint and one coat of asphalt paint. Bare Copper For pure copper grounding materials, the horizontal grounding body usually uses 25×4, 40×4, 50×5, or 60×6 mm copper strips, or S70/S95/S120/S150/S185/S240 mm bare copper wires. The vertical grounding body typically uses 16×2500 mm or 20×2500 mm copper rods, or 50×3000 mm or 55×2500 mm pure copper electrolytic ion grounding electrodes. Connection method: Thermite welding, fire mud melting welding, or hot-melt welding.

How Should Earth Rods Be Installed in Photovoltaic Systems?

During construction, installing a ground rod is very flexible and can be adapted to the specific conditions on site. Various methods can be used, such as directly driving the electric ground rods into the soil with heavy hammers or electric hammers. In complex soil conditions where the rod cannot be driven in, a hole can be drilled first before installing the ground rod. In uniform soil conditions, if using a heavy hammer for installation and driving a single rod, it is advisable to install a drill bit (impact-resistant bolt) on the pointed end of the rod to prevent damage to the copper layer when the rod is driven deep. For deeper grounding, multiple rods can be connected using connectors to achieve the desired length, ensuring good electrical connection. In cases where deep drilling is difficult or impossible, drilling tools can be used to penetrate rocks. After drilling, there are two methods for installing the earth rods: 1. Connect the rods to the desired length using connectors. Once drilled to the intended depth, fill the hole with a resistivity-reducing agent and add water until the hole is filled. 2. Connect the rods to the desired length using connectors. After drilling to the intended depth, mix the resistivity-reducing agent with water and pour it into the hole to fully envelop the rod.

What Grounding is Required in Solar Power Systems?

Component-side Grounding : Module Frame Grounding: The aluminum frame of the module contacting the mount does not mean effective grounding. The grounding hole of the module needs to be connected to the mount for effective grounding. The grounding holes of the modules are typically used for string connections, with the grounding holes at both ends connected to the metal mount. Mount Grounding: Usually, round steel, galvanized steel rods, or copper-bonded steel rods are used for grounding, with the grounding resistance required to be no greater than 4Ω. Inverter-side Grounding : Operational Grounding: The PE terminal of the inverter is connected to the PE busbar in the distribution box, which is grounded through the distribution box. Protective Grounding: The grounding hole of the inverter chassis is used for repeated grounding to protect the inverter and the safety of operators. The protective grounding of the inverter chassis can either use a separate grounding electrode or share one with the distribution box. Distribution Box-side Grounding : Lightning Protection Grounding: AC-side lightning protection consists of fuses or circuit breakers and surge protection devices (SPD). The lower end of the SPD is connected to the grounding busbar of the distribution box. Box Grounding: According to regulations, the metal frame and base steel of the distribution box must be grounded or connected to neutral. The cabinet door and the cabinet body need cross-connection to ensure reliable grounding.

पृथ्वी रॉड

Q: Which Material Should Be Used for Grounding in Photovoltaic Systems?

Galvanized steel is cheaper, but it has many welded joints, resulting in lower construction efficiency and higher construction costs. Pure copper has excellent conductivity but is expensive. Copper-bonded steel, however, only costs 9.4% more than galvanized steel and offers a much longer service life. Therefore, copper bonded steel electric earth rods are typically chosen as the primary grounding material in solar power systems. Earth Rod Material Galvanized Steel Bare Copper Copper Bonded Steel Resistivity Ω.mm 1.7×10^-7 1.73×10^-8 Depends on copper layer thickness Density g/cm3 7.8 8.9 – Corrosion Resistance 0.065 mm/a Corrosion rate equivalent to 1/7 of galvanized steel Comparable to copper before destruction of the copper layer Process Characteristics Large size of material, high welding requirements, complex construction Single process, faster than spot welding Single process, faster than spot welding Operating Life 7 – 13 > 40 > 40 Cost Low High Medium

Solar earth rod is primarily used for grounding solar panel mounts. There is a potential difference between the photovoltaic modules and the ground, which can lead to faults like leakage and inductive coupling in poor environments. To ensure the normal operation and safety of the photovoltaic system, it is necessary to establish a reliable grounding system.

ZMS’s range of earth rod products for photovoltaic system includes copper ground rod, copper bonded steel and galvanized steel.

ZMS offers a variety of grounding materials in different shapes, such as cylindrical and flat strips. Cylindrical earth rods are available in various styles to suit different applications: one pointed end and one flat end, one pointed end and one threaded end, both ends threaded, वगैरह.

Applications:

Grounding for solar panel mounts
Grounding for inverters
Grounding for distribution boxes
Lightning protection grounding for systems
Grounding for communication line shielding

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ZMS Solar Earth Rod Series

ZMS offers galvanized steel, copper bonded steel, bare copper grounding rods for normal PV projects. And we can also produce copper-zinc alloy earth rods and stainless steel earth rods, which are suitable for environments with corrosive media.

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कलई चढ़ा इस्पात

Galvanized steel is a traditional grounding material with a certain level of corrosion resistance and conductivity. While this material may have the lowest initial cost, its shorter lifespan and higher maintenance costs can make it more expensive in the long run. ZMS’s galvanized steel earth rods are more suitable for short-term PV projects in areas with low corrosion resistance requirements.

Copper Bonded Steel

Copper bonded steel combines the mechanical properties of steel with the conductivity and corrosion resistance of copper. It has become the most widely used grounding component in solar power systems in recent years. ZMS uses 99.9% pure copper electroplated onto a low-carbon steel core, resulting in high conductivity, high tensile strength, strong corrosion resistance, and easy installation. The ZMS copper bonded ground rod features a nickel layer on the steel core, which is then covered with an electrolytic copper layer. This process ensures a permanent molecular bond between the copper layer and the steel core, preventing cracks even when the rod is bent.

Bare Copper Conductor

Pure copper material offers excellent conductivity and corrosion resistance. Its conductivity is better than that of copper bonded steel. Pure copper earth rods have a service life of up to 40 years but are softer and prone to bending, making them unsuitable for drilling in harder soils. Due to its higher cost, pure copper earth rods are typically used in situations requiring extremely high conductivity.

Copper Bonded Steel Grounding Rod Specification

Structural Form	Diameter /mm	Length /mm	Weight /kg
मानक	14	2500	3.16
	14	3000	3.79
	16	2500	4.00
	16	3000	4.80
	18	2500	5.00
	18	3000	6.00
	20	2500	6.25
	20	3000	7.50
	22	2500	8.00
	22	3000	9.60
	25	2500	9.80
	25	3000	11.76
Combined	14.2	1200	1.53
	14.2	1500	1.88
	17.2	1200	2.18
	17.2	1500	2.73

Unique Manufacturing Process: Utilizing a cold-rolling and hot-drawing production process, ZMS achieves a metallurgical bond between copper and steel. This allows the rod to be drawn like a single metal without any disconnection, peeling, or cracking.

Superior Corrosion Resistance: The composite interface is created through high-temperature welding with no residues, ensuring the bonding surface is free from corrosion. The thick copper layer on the surface provides strong corrosion resistance and a long service life (over 30 साल), reducing maintenance costs for the grounding network.

Enhanced Electrical Performance: The outer layer of high-quality copper offers excellent conductivity, resulting in a much lower inherent resistance compared to conventional materials.

Features of ZMS Copper Bonded Steel Earth Rods

Broad, Safe, and Reliable Application: This product is suitable for grounding construction in various soil moisture, temperature, pH, and resistivity conditions.

Secure and Reliable Connections: Using specialized connecting tubes or thermite welding ensures firm and stable joints.

Easy and Quick Installation: With complete accessories and easy installation, construction speed can be significantly improved.

Increased Grounding Depth: A special connection method allows the rod to penetrate up to 35 meters underground, meeting low-resistance requirements for special applications. The earth rod with one pointed end and one threaded end can be connected in series using a coaxial connector, allowing flexible adjustment of the grounding depth.

Low Construction Costs: Compared to traditional methods using pure copper rods and grounding strips, the cost is significantly reduced.

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अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न

सौर ऊर्जा उत्पादन प्रणालियों को ग्राउंडेड क्यों किया जाना चाहिए??

पीवी सिस्टम में ग्राउंडिंग पीवी इंस्टॉलेशन कर्मियों द्वारा सबसे अधिक बार नजरअंदाज किए जाने वाले मुद्दों में से एक है, विशेष रूप से छोटी क्षमता वाली पीवी प्रणालियों में जहां ग्राउंडिंग और बिजली संरक्षण पर अधिक ध्यान नहीं दिया जाता है.

तथापि, यदि ग्राउंडिंग नहीं की गई है, errors can occur due to low insulation resistance to ground or excessive leakage currents, affecting power generation and potentially endangering personal safety. इसके अतिरिक्त, unshielded or elevated metal parts are more susceptible to lightning strikes. Without grounding, equipment may be struck by lightning, causing significant damage to the PV power generation system.

Grounding in PV systems mainly includes grounding on the solar component side, inverter side, and distribution cabinet side. Proper grounding not only enhances the safety of the solar system but also extends its lifespan.

Which Material Should Be Used for Grounding in Photovoltaic Systems?

गैल्वेनाइज्ड स्टील सस्ता है, लेकिन इसमें कई वेल्डेड जोड़ हैं, जिसके परिणामस्वरूप निर्माण दक्षता कम हो गई और निर्माण लागत अधिक हो गई. शुद्ध तांबे में उत्कृष्ट चालकता होती है लेकिन यह महंगा होता है. तांबे से बंधा हुआ स्टील, तथापि, केवल लागत 9.4% गैल्वनाइज्ड स्टील से अधिक और काफी लंबी सेवा जीवन प्रदान करता है. इसलिए, कॉपर बॉन्डेड स्टील इलेक्ट्रिक अर्थ रॉड्स को आमतौर पर सौर ऊर्जा प्रणालियों में प्राथमिक ग्राउंडिंग सामग्री के रूप में चुना जाता है.

Earth Rod Material	कलई चढ़ा इस्पात	नंगा तांबा	Copper Bonded Steel
Resistivity Ω.mm	1.7×10^-7	1.73×10^-8	Depends on copper layer thickness
Density g/cm3	7.8	8.9	–
Corrosion Resistance	0.065 mm/a	Corrosion rate equivalent to 1/7 of galvanized steel	Comparable to copper before destruction of the copper layer
Process Characteristics	Large size of material, high welding requirements, complex construction	Single process, faster than spot welding	Single process, faster than spot welding
Operating Life	7 – 13	> 40	> 40
Cost	Low	High	Medium

अर्थ रॉड्स की कौन सी विशिष्टताएँ आमतौर पर उपयोग की जाती हैं?

तांबे से बंधा हुआ स्टील

फोटोवोल्टिक विद्युत प्रणालियों में, कॉपर-बॉन्ड स्टील ग्राउंडिंग सामग्री की क्षैतिज ग्राउंडिंग बॉडी आमतौर पर Φ10-Φ12 कॉपर-बॉन्ड राउंड स्टील का उपयोग करती है, आमतौर पर विनिर्माण लंबाई के साथ 100 प्रति रील मीटर. ग्राउंडिंग इलेक्ट्रोड Φ14 या Φ17.2 कॉपर-बॉन्ड स्टील रॉड का उपयोग करते हैं.

कनेक्शन विधि: थर्माइट वेल्डिंग (किसी बाहरी शक्ति या एसिटिलीन की आवश्यकता नहीं), संयुक्त सामग्री के लिए शुद्ध तांबे का उपयोग करना, वेल्डिंग बिंदुओं पर संक्षारण-रोधी उपायों की कोई आवश्यकता नहीं है.

कलई चढ़ा इस्पात

पारंपरिक ग्राउंडिंग ग्रिड में, हॉट-डिप गैल्वेनाइज्ड स्टील से बने क्षैतिज ग्राउंडिंग बॉडी को आम तौर पर 50X5 या 60X6 गैल्वेनाइज्ड फ्लैट स्टील के विनिर्देशों के साथ डिजाइन किया जाता है।, की विनिर्माण लंबाई के साथ 6 प्रति टुकड़ा मीटर. वर्टिकल ग्राउंडिंग इलेक्ट्रोड 50X5 हॉट-डिप गैल्वेनाइज्ड एंगल स्टील या Φ50 गैल्वेनाइज्ड स्टील पाइप का उपयोग करते हैं, ग्राउंडिंग इलेक्ट्रोड की लंबाई के साथ 2.5 प्रति टुकड़ा मीटर.

कनेक्शन विधि: इलेक्ट्रिक वेल्डिंग, वेल्डिंग बिंदुओं के साथ जंग-रोधी उपचार की आवश्यकता होती है, जैसे जंग रोधी पेंट के दो कोट और डामर पेंट का एक कोट.

नंगा तांबा

शुद्ध तांबे की ग्राउंडिंग सामग्री के लिए, क्षैतिज ग्राउंडिंग बॉडी आमतौर पर 25 का उपयोग करती है×4, 40×4, 50×5, या 60×6 मिमी तांबे की पट्टियाँ, या S70/S95/S120/S150/S185/S240 मिमी नंगे तांबे के तार. ऊर्ध्वाधर ग्राउंडिंग बॉडी आमतौर पर 16 का उपयोग करती है×2500 मिमी या 20×2500 मिमी तांबे की छड़ें, या 50×3000 मिमी या 55×2500 मिमी शुद्ध तांबा इलेक्ट्रोलाइटिक आयन ग्राउंडिंग इलेक्ट्रोड.

कनेक्शन विधि: थर्माइट वेल्डिंग, अग्नि कीचड़ पिघलाने वाली वेल्डिंग, या गर्म-पिघल वेल्डिंग.

फोटोवोल्टिक प्रणालियों में अर्थ रॉड्स कैसे स्थापित की जानी चाहिए?

निर्माण के दौरान, ग्राउंड रॉड स्थापित करना बहुत लचीला है और इसे साइट पर विशिष्ट परिस्थितियों के अनुसार अनुकूलित किया जा सकता है. विभिन्न तरीकों का इस्तेमाल किया जा सकता है, जैसे कि बिजली की जमीन की छड़ों को भारी हथौड़ों या बिजली के हथौड़ों से सीधे मिट्टी में गाड़ देना. जटिल मिट्टी की स्थितियों में जहां रॉड को अंदर नहीं चलाया जा सकता है, ग्राउंड रॉड स्थापित करने से पहले एक छेद ड्रिल किया जा सकता है.

एक समान मिट्टी की स्थिति में, यदि स्थापना के लिए भारी हथौड़े का उपयोग कर रहे हैं और एक ही छड़ चला रहे हैं, एक ड्रिल बिट स्थापित करने की सलाह दी जाती है (प्रभाव-प्रतिरोधी बोल्ट) रॉड को गहराई तक चलाने पर तांबे की परत को होने वाले नुकसान से बचाने के लिए रॉड के नुकीले सिरे पर. गहरी ग्राउंडिंग के लिए, वांछित लंबाई प्राप्त करने के लिए कनेक्टर्स का उपयोग करके कई छड़ों को जोड़ा जा सकता है, अच्छा विद्युत कनेक्शन सुनिश्चित करना.

ऐसे मामलों में जहां गहरी ड्रिलिंग कठिन या असंभव है, चट्टानों को भेदने के लिए ड्रिलिंग उपकरण का उपयोग किया जा सकता है. ड्रिलिंग के बाद, अर्थ रॉड्स स्थापित करने की दो विधियाँ हैं:
1. कनेक्टर्स का उपयोग करके छड़ों को वांछित लंबाई से कनेक्ट करें. एक बार इच्छित गहराई तक ड्रिल किया गया, fill the hole with a resistivity-reducing agent and add water until the hole is filled.
2. कनेक्टर्स का उपयोग करके छड़ों को वांछित लंबाई से कनेक्ट करें. After drilling to the intended depth, mix the resistivity-reducing agent with water and pour it into the hole to fully envelop the rod.

सौर ऊर्जा प्रणालियों में ग्राउंडिंग की क्या आवश्यकता है??

Component-side Grounding:

Module Frame Grounding: The aluminum frame of the module contacting the mount does not mean effective grounding. प्रभावी ग्राउंडिंग के लिए मॉड्यूल के ग्राउंडिंग होल को माउंट से जोड़ा जाना चाहिए. मॉड्यूल के ग्राउंडिंग छेद आमतौर पर स्ट्रिंग कनेक्शन के लिए उपयोग किए जाते हैं, धातु माउंट से जुड़े दोनों सिरों पर ग्राउंडिंग छेद के साथ.
माउंट ग्राउंडिंग: आम तौर पर, गोल इस्पात, गैल्वनाइज्ड स्टील की छड़ें, या तांबे से बंधी स्टील की छड़ों का उपयोग ग्राउंडिंग के लिए किया जाता है, ग्राउंडिंग प्रतिरोध 4Ω से अधिक नहीं होना चाहिए.

इन्वर्टर-साइड ग्राउंडिंग:

ऑपरेशनल ग्राउंडिंग: इन्वर्टर का पीई टर्मिनल वितरण बॉक्स में पीई बसबार से जुड़ा होता है, जिसे वितरण बॉक्स के माध्यम से ग्राउंड किया जाता है.
सुरक्षात्मक ग्राउंडिंग: इन्वर्टर चेसिस के ग्राउंडिंग होल का उपयोग इन्वर्टर की सुरक्षा और ऑपरेटरों की सुरक्षा के लिए बार-बार ग्राउंडिंग के लिए किया जाता है. इन्वर्टर चेसिस की सुरक्षात्मक ग्राउंडिंग या तो एक अलग ग्राउंडिंग इलेक्ट्रोड का उपयोग कर सकती है या वितरण बॉक्स के साथ साझा कर सकती है.

वितरण बॉक्स-साइड ग्राउंडिंग:

बिजली संरक्षण ग्राउंडिंग: एसी-साइड लाइटनिंग प्रोटेक्शन में फ़्यूज़ या सर्किट ब्रेकर और सर्ज प्रोटेक्शन डिवाइस शामिल होते हैं (एसपीडी). एसपीडी का निचला सिरा वितरण बॉक्स के ग्राउंडिंग बसबार से जुड़ा है.
बॉक्स ग्राउंडिंग: नियमों के अनुसार, वितरण बॉक्स के धातु फ्रेम और बेस स्टील को ग्राउंडेड या न्यूट्रल से जोड़ा जाना चाहिए. विश्वसनीय ग्राउंडिंग सुनिश्चित करने के लिए कैबिनेट दरवाजे और कैबिनेट बॉडी को क्रॉस-कनेक्शन की आवश्यकता होती है.

प्रोजेक्ट हाइलाइट

ZMS के साथ जुड़ गया हरित राज्य शक्ति (जीएसपी), नवीकरणीय ऊर्जा अवसंरचना में अग्रणी, एक स्मारकीय सुसज्जित करने के लिए 10 काबुल में MWP फोटोवोल्टिक परियोजना, अफ़ग़ानिस्तान.

ZMS ने पीवी परियोजना का व्यापक विश्लेषण किया और इसे प्रदान किया 1X10 और 1X6 सौर केबल H1Z2Z2-K, 3X300 एलवी केबल, 3X300 एमवी केबल, साथ ही एसीएसआर 185/30 ओवरहेड केबल. इन्हें पूरक करने के लिए पीवी कनेक्टर और सावधानीपूर्वक क्यूरेटेड टूलबॉक्स जैसे महत्वपूर्ण सहायक उपकरण थे.

गुणवत्ता और विश्वसनीयता के प्रति ZMS की प्रतिबद्धता ने सुचारू स्थापना और परिचालन दक्षता की सुविधा प्रदान की, क्षेत्र की स्थायी ऊर्जा अवसंरचना में योगदान देना.

जेएमएस सेवा

अनुकूलित विनिर्माण

We understand that every customer's needs are unique. इसलिए, हम वैयक्तिकृत सौर केबल अनुकूलन सेवाएँ प्रदान करते हैं, आपकी विशिष्ट परियोजना आवश्यकताओं के अनुसार केबल विशिष्टताओं से लेकर कनेक्शन इंटरफेस तक हर विवरण को तैयार करना, अधिकतम अनुकूलता और दक्षता सुनिश्चित करना.

ग्लोबल रैपिड रिस्पांस लॉजिस्टिक्स

हमारे वैश्विक लॉजिस्टिक्स नेटवर्क के समर्थन से, ZMS सुनिश्चित करता है कि आपका फोटोवोल्टिक केबल ऑर्डर दुनिया के किसी भी कोने में सुरक्षित और तुरंत पहुंचे. हमारी पेशेवर लॉजिस्टिक्स टीम आपके सामान की समय पर डिलीवरी सुनिश्चित करने के लिए परिवहन के हर चरण की निगरानी करती है.

तकनीकी समर्थन

ZMS's technical support team is always on standby. आपके सामने जो भी तकनीकी चुनौतियाँ आती हैं, हम त्वरित प्रतिक्रियाएँ और पेशेवर समाधान प्रदान कर सकते हैं, चिंता मुक्त उपयोगकर्ता अनुभव सुनिश्चित करना.

हरित उत्पादन

हमारे सौर केबल और सहायक उपकरण उत्पादन प्रक्रिया के दौरान पर्यावरण मानकों का सख्ती से पालन करते हैं, पर्यावरण पर उनके प्रभाव को कम करना. ZMS चुनकर, आप न केवल उच्च गुणवत्ता वाले फोटोवोल्टिक केबलों में निवेश कर रहे हैं बल्कि ग्रह के सतत विकास में भी योगदान दे रहे हैं.