我們都見(jiàn)過(guò)打雷，但是很少見(jiàn)過(guò)雷電直接造成的危害，特別是在城市里。主要是因?yàn)槲覀兊慕ㄖ锒及惭b了防雷設(shè)備。雷電多發(fā)生于山區(qū)，土壤電阻率突變和潮濕陰冷的地方以及孤立高聳地物。這些地方往往也是我們可以放置光伏電站的地方。
在雷電發(fā)生時(shí)，不管是感應(yīng)雷，還是直擊雷，都會(huì)有可能對(duì)孤立的電站發(fā)生巨大的雷擊現(xiàn)象。對(duì)于并網(wǎng)的光伏電站，不僅會(huì)造成太陽(yáng)能組件和逆變器造成毀壞，而且會(huì)造成電網(wǎng)整個(gè)系統(tǒng)的癱瘓。太陽(yáng)能組件和逆變器及其他電氣設(shè)備的造價(jià)昂貴，在整個(gè)投資中，占有絕對(duì)大的比例。如果遭受雷擊，帶給光伏發(fā)電系統(tǒng)的不僅僅是經(jīng)濟(jì)的損失，更重要的關(guān)系到國(guó)民生計(jì)和國(guó)家安全的保證。
如果光伏組件遭到雷擊，會(huì)造成該組組件發(fā)電功率降低，總發(fā)電量就會(huì)減少，經(jīng)濟(jì)效益就會(huì)下降。如果逆變器遭到雷擊，也有可能損壞，帶來(lái)的后果是總投資額會(huì)增大，同時(shí)后期設(shè)備的維護(hù)費(fèi)用也將使總投資額增加。最終造成光伏發(fā)電站的投資達(dá)到盈虧平衡點(diǎn)的時(shí)間延后和投資回收期的延長(zhǎng)。所以在設(shè)計(jì)光伏電站時(shí)，必須注意防雷接地的合理性，做到減少最大損失，做到防患于未然。
1、雷擊密度（雷擊率）
文獻(xiàn)《不同方法確定的雷擊密度對(duì)防雷分類(lèi)的影響》中國(guó)家住房與城鄉(xiāng)建設(shè)部發(fā)布的《建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50057—2010）提供了參考公式
Ng=0.1Td
該公式中T為氣象數(shù)據(jù)中的雷暴日，比如一個(gè)地區(qū)的打雷天數(shù)為80天/年，Ng=0.1*80=8次/Km2.這就叫雷擊密度。雷擊密度又有什么用呢？
1平方公里折算后約為1500畝，江浙地區(qū)按照30度傾角使用1640*992的組件，大約能建設(shè)65兆瓦左右的光伏電站（22畝/兆瓦）。組件的投影面積約占實(shí)際利用面積的50%計(jì)算。組件占地面積0.5平方公里。
A=實(shí)際占地面積+6H（L+W）+9πH2
A為受雷擊面積，L、W為組件陣列的長(zhǎng)和寬，H為海拔高度。假設(shè)江浙某地雷雨天氣為40天，雷擊密度為4次/Km2。海拔高度為正負(fù)零，受雷擊面積為0.5平方公里，則該光伏電站受雷擊次數(shù)為2次每年。如果該光伏電站建設(shè)在山區(qū)，海拔高度為100米時(shí)，
A=500000+6*100*1400+9*3.14*10000=1.6平方公里
則該光伏電站受雷擊次數(shù)為6.4次每年。由此計(jì)算結(jié)果可知，山地高海拔地區(qū)被雷擊的次數(shù)相對(duì)較大，在工程選址時(shí)需要仔細(xì)計(jì)算。
2、雷電形成和危害
夏季，自然界由于高溫，水分的蒸騰作用加強(qiáng)，空氣對(duì)流運(yùn)動(dòng)旺盛。溫?zé)岬目諝獗粡?qiáng)大的上升氣流推到空中遇冷形成濃積云。雷雨云是所有類(lèi)型云中最為活躍的一種，在厚厚的云層中存在著大量的正負(fù)電荷，正電荷和負(fù)電荷分離形成巨大的電偶極子，或多極子。
云層中大量的正電荷位于云層的頂部，大量的負(fù)電荷位于云層的中下部，少量的正電荷在云層的底部。天上的積云上升受到地面上升的熱氣流不斷的沖擊，會(huì)發(fā)生電離而產(chǎn)生強(qiáng)大的電荷。某些云團(tuán)帶正電荷，某些云團(tuán)帶負(fù)電荷，它們使大地地面或建筑物表面產(chǎn)生異性電荷，當(dāng)電荷積累到一定程度時(shí)，不同云團(tuán)之間、或云與大地之間的電場(chǎng)強(qiáng)度可以擊穿空氣（E=25~30KV/cm），開(kāi)始游離放電，稱(chēng)之為“先導(dǎo)放電”。
云對(duì)地的先導(dǎo)放電是云向地面跳躍式逐漸發(fā)展的，當(dāng)?shù)竭_(dá)地面（或地面上的建筑物、架空輸電線(xiàn)）時(shí)，便會(huì)產(chǎn)生由地面向云團(tuán)的逆導(dǎo)主放電，在主放電階段里，由于異性電荷的劇烈中和，會(huì)出現(xiàn)很大的電流，電流做功的結(jié)果，可使電流通過(guò)地方的氣體瞬間溫度升高到30000℃左右，從而呈現(xiàn)強(qiáng)烈的火光，這就是閃電，同時(shí)迅速加熱的閃電通道各部分氣體急劇膨脹，強(qiáng)烈壓縮附近的大氣層產(chǎn)生沖擊波，沖擊波退化時(shí)的聲發(fā)射，這些聲沖擊波相互疊加，形成轟轟雷聲，這就是雷電。打雷下雨時(shí)會(huì)和地面之間發(fā)生放電現(xiàn)象，與地面上的比較高的建筑物、戶(hù)外通訊設(shè)施等接觸，就可能產(chǎn)生電擊，形成雷擊。
一般情況下（80%—85%的情況），單次雷擊不能將雷云電荷完全釋放掉。一個(gè)雷閃通常包含多個(gè)（幾個(gè)）雷擊，而不是一個(gè)單一的雷單次雷擊形成一個(gè)先導(dǎo)放電，在持續(xù)平均約60ms（一般為幾毫秒到幾百毫秒）的暫停后，另一個(gè)先導(dǎo)，即直竄先導(dǎo)，在同一通道連續(xù)（而不是逐級(jí)）傳播，速度為1000—10000km/s。這種直竄先導(dǎo)沒(méi)有分支，沿著第一支回?fù)粜纬傻耐ǖ婪聪騻鞑?，產(chǎn)生第二次回?fù)簦瑯拥倪^(guò)程一般會(huì)重復(fù)3—5次，在單個(gè)負(fù)極性雷閃中記錄到26次回?fù)簟?/p>
2005年揚(yáng)州儀征化纖公司遭雷擊雷擊經(jīng)濟(jì)損失3000萬(wàn)元以上。2006年淄博恒臺(tái)縣博匯集團(tuán)電廠(chǎng)變電站遭雷擊，雷災(zāi)造成經(jīng)濟(jì)損失2070萬(wàn)元。對(duì)于光伏電站，雷擊是必須重視的自然災(zāi)害影響。
