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.

Земляний стрижень

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, тощо.

Applications:

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

Запитайте зараз

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.

Запитайте зараз

Оцинкована сталь

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
Стандартний	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 років), 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 метрів під землею, 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.

Запитайте зараз

FAQ

Чому системи виробництва сонячної енергії повинні бути заземлені?

Заземлення в фотоелектричних системах є однією з найбільш часто забутих проблем персоналом фотоелектричних установок, особливо в фотоелектричних системах малої потужності, де заземленню та блискавкозахисту не приділяється багато уваги.

Проте, якщо не виконано заземлення, помилки можуть виникати через низький опір ізоляції землі або надмірні струми витоку, впливає на виробництво електроенергії та потенційно загрожує особистій безпеці. Додатково, неекрановані або підняті металеві частини більш сприйнятливі до ударів блискавки. Без заземлення, обладнання може бути вражене блискавкою, завдаючи значної шкоди системі виробництва фотоелектричної енергії.

Заземлення в фотоелектричних системах в основному включає заземлення на стороні сонячних компонентів, сторона інвертора, і стороні розподільної шафи. Правильне заземлення не тільки підвищує безпеку сонячної системи, але й продовжує термін її служби.

Which Material Should Be Used for Grounding in Photovoltaic Systems?

Оцинкована сталь дешевша, але має багато зварних з'єднань, що призводить до зниження ефективності будівництва та підвищення вартості будівництва. Чиста мідь має чудову провідність, але дорога. Обміднена сталь, проте, тільки витрати 9.4% більше, ніж оцинкована сталь, і забезпечує набагато довший термін служби. тому, Сталеві електричні заземлювачі на мідному скріпленні зазвичай вибирають як основний матеріал заземлення в сонячних енергетичних системах.

Earth Rod Material	Оцинкована сталь	Гола мідь	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

Які технічні характеристики заземлювачів зазвичай використовуються?

Мідна сталь

У фотоелектричних системах живлення, горизонтальний корпус заземлення зі сталевих заземлюючих матеріалів на мідному зв’язку зазвичай використовує Φ10-Φ12 круглу сталь на мідному зв’язку, із типовою виробничою довжиною 100 метрів на котушку. Електроди заземлення використовують сталеві стрижні Φ14 або Φ17.2, з’єднані міддю.

Спосіб підключення: Термітне зварювання (не потрібне зовнішнє живлення чи ацетилен), використання чистої міді для з’єднувальних матеріалів, без необхідності проведення антикорозійних заходів у місцях зварювання.

Оцинкована сталь

У традиційних сітках заземлення, горизонтальні заземлювальні корпуси, виготовлені з гарячеоцинкованої сталі, як правило, розроблені зі специфікаціями 50X5 або 60X6 оцинкованої плоскої сталі, з виробничою довжиною 6 метрів за штуку. Для вертикальних електродів заземлення використовуються гарячеоцинковані кутові сталеві труби 50X5 або оцинковані сталеві труби Φ50, з довжиною заземлюючого електрода 2.5 метрів за штуку.

Спосіб підключення: Електрозварювання, місця зварювання потребують антикорозійної обробки, наприклад два шари фарби проти іржі та один шар фарби для асфальту.

Гола мідь

Для матеріалів заземлення з чистої міді, горизонтальний корпус заземлення зазвичай використовує 25×4, 40×4, 50×5, або 60×6 мідні смуги мм, або оголені мідні дроти S70/S95/S120/S150/S185/S240 мм. У корпусі вертикального заземлення зазвичай використовується 16×2500 мм або 20×2500 мм мідні стрижні, або 50×3000 мм або 55×2500 електролітичні іонні заземлювачі з чистої міді.

Спосіб підключення: Термітне зварювання, плавлення вогневого розчину зварювання, або зварювання гарячим розплавом.

Як слід встановлювати заземлювальні стрижні у фотоелектричних системах?

Під час будівництва, Встановлення заземлювального стрижня є дуже гнучким і може бути адаптовано до конкретних умов на місці. Можна використовувати різні методи, наприклад, пряме забивання електричних заземлюючих стрижнів у ґрунт за допомогою важких молотків або електричних молотків. У складних ґрунтових умовах, де неможливо вбити штангу, Перш ніж встановлювати заземлюючий стрижень, спочатку можна просвердлити отвір.

В однорідних ґрунтових умовах, якщо використовувати важкий молоток для установки та забивання одного стрижня, доцільно встановити свердло (ударостійкий болт) на загостреному кінці стрижня, щоб запобігти пошкодженню мідного шару при глибокому забиванні стрижня. Для більш глибокого заземлення, кілька стрижнів можна з'єднати за допомогою з'єднувачів для досягнення бажаної довжини, забезпечення хорошого електричного з’єднання.

У тих випадках, коли глибоке буріння утруднене або неможливе, бурові інструменти можна використовувати для проникнення в скелі. Після свердління, існує два способи встановлення заземлювальних стрижнів:
1. З’єднайте стрижні потрібної довжини за допомогою з’єднувачів. Після буріння на заплановану глибину, заповніть отвір засобом, що зменшує питомий опір, і додайте воду, доки отвір не заповниться.
2. З’єднайте стрижні потрібної довжини за допомогою з’єднувачів. Після буріння на передбачувану глибину, змішайте засіб для зменшення питомого опору з водою та залийте його в отвір, щоб повністю огорнути стрижень.

Яке заземлення потрібне для сонячних енергосистем?

Заземлення з боку компонентів:

Заземлення рами модуля: Контакт алюмінієвої рами модуля з кріпленням не означає ефективного заземлення. Для ефективного заземлення отвір для заземлення модуля необхідно підключити до кріплення. Отвори для заземлення модулів, як правило, використовуються для з’єднання струни, із заземлюючими отворами на обох кінцях, підключеними до металевого кріплення.
Кріплення заземлення: Зазвичай, кругла сталь, прутки з оцинкованої сталі, або для заземлення використовуються сталеві стрижні, скріплені міддю, при цьому опір заземлення не повинен перевищувати 4 Ом.

Заземлення на стороні інвертора:

Оперативне заземлення: Клема PE інвертора підключена до шини PE в розподільній коробці, яка заземлена через розподільну коробку.
Захисне заземлення: Отвір для заземлення шасі інвертора використовується для повторного заземлення для захисту інвертора та безпеки операторів. Захисне заземлення шасі інвертора може або використовувати окремий заземлюючий електрод, або використовувати один з розподільною коробкою.

Заземлення з боку розподільної коробки:

Заземлення захисту від блискавки: Блискавкозахист зі сторони змінного струму складається із запобіжників або автоматичних вимикачів і пристроїв захисту від перенапруг (СПД). Нижній кінець УЗП приєднується до шини заземлення розподільної коробки.
Заземлення коробки: Відповідно до регламенту, металевий каркас і сталева основа розподільної коробки повинні бути заземлені або підключені до нейтралі. Дверцята шафи та корпус шафи потребують перехресного з’єднання для забезпечення надійного заземлення.

Основні моменти проекту

ЗМС об’єднався з Зелена державна влада (GSP), піонер в інфраструктурі відновлюваної енергетики, облаштувати монумент 10 Фотоелектричний проект MWP в Кабулі, Афганістан.

ZMS всебічно проаналізувала PV проект і надала його 1Сонячні кабелі X10 і 1X6 H1Z2Z2-K, 3Кабелі LV X300, 3Кабелі X300 MV, а також ACSR 185/30 повітряні кабелі. Доповнювали їх такі життєво важливі аксесуари, як фотоелектричні роз’єми та ретельно підібрані ящики для інструментів.

Прагнення ZMS до якості та надійності сприяло плавному встановленню та ефективності експлуатації, внесок у стійку енергетичну інфраструктуру регіону.

Служба ZMS

Індивідуальне виробництво

We understand that every customer's needs are unique. тому, ми пропонуємо персоналізовані послуги з налаштування сонячних кабелів, адаптація кожної деталі від специфікацій кабелю до інтерфейсів підключення відповідно до конкретних вимог вашого проекту, забезпечення максимальної сумісності та ефективності.

Глобальна логістика швидкого реагування

За підтримки нашої глобальної логістичної мережі, ZMS гарантує, що ваші фотоелектричні кабелі будуть безпечно та швидко доставлені в будь-який куточок світу. Наша професійна логістична команда контролює кожен етап транспортування, щоб забезпечити своєчасну доставку ваших товарів.

Технічна підтримка

ZMS's technical support team is always on standby. З якими б технічними труднощами ви не зіткнулися, ми можемо надати швидку відповідь і професійні рішення, гарантуючи безтурботний досвід користувача.

Зелене виробництво

Наші сонячні кабелі та аксесуари суворо дотримуються екологічних стандартів у процесі виробництва, мінімізація їх впливу на навколишнє середовище. Вибравши ZMS, ви не лише інвестуєте у високоякісні фотоелектричні кабелі, а й робите внесок у сталий розвиток планети.