我們都見過打雷，但是很少見過雷電直接造成的危害，特別是在城市里。主要是因為我們的建筑物都安裝了防雷設(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，不管是感應(yīng)雷，還是直擊雷，都會有可能對孤立的電站發(fā)生巨大的雷擊現(xiàn)象。對于并網(wǎng)的光伏電站，不僅會造成太陽能組件和逆變器造成毀壞，而且會造成電網(wǎng)整個系統(tǒng)的癱瘓。太陽能組件和逆變器及其他電氣設(shè)備的造價昂貴，在整個投資中，占有絕對大的比例。如果遭受雷擊，帶給光伏發(fā)電系統(tǒng)的不僅僅是經(jīng)濟的損失，更重要的關(guān)系到國民生計和國家安全的保證。

　　如果光伏組件遭到雷擊，會造成該組組件發(fā)電功率降低，總發(fā)電量就會減少，經(jīng)濟效益就會下降。如果逆變器遭到雷擊，也有可能損壞，帶來的后果是總投資額會增大，同時后期設(shè)備的維護費用也將使總投資額增加。最終造成光伏發(fā)電站的投資達到盈虧平衡點的時間延后和投資回收期的延長。所以在設(shè)計光伏電站時，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《不同方法確定的雷擊密度對防雷分類的影響》中國家住房與城鄉(xiāng)建設(shè)部發(fā)布的《建筑物防雷設(shè)計規(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際利用面積的50%計算。組件占地面積0.5平方公里。

　　A=實際占地面積+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，

　　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。由此計算結(jié)果可知，山地高海拔地區(qū)被雷擊的次數(shù)相對較大，在工程選址時需要仔細計算。

　　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，空氣對流運動旺盛。溫?zé)岬目諝獗粡姶蟮纳仙龤饬魍频娇罩杏隼湫纬蓾夥e云。雷雨云是所有類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電荷，正電荷和負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，會發(fā)生電離而產(chǎn)生強大的電荷。某些云團帶正電荷，某些云團帶負電荷，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，不同云團之間、或云與大地之間的電場強度可以擊穿空氣（E=25~30KV/cm），開始游離放電，稱之為“先導(dǎo)放電”。

　　云對地的先導(dǎo)放電是云向地面跳躍式逐漸發(fā)展的，當(dāng)?shù)竭_地面（或地面上的建筑物、架空輸電線）時，便會產(chǎn)生由地面向云團的逆導(dǎo)主放電，在主放電階段里，由于異性電荷的劇烈中和，會出現(xiàn)很大的電流，電流做功的結(jié)果，可使電流通過地方的氣體瞬間溫度升高到30000℃左右，從而呈現(xiàn)強烈的火光，這就是閃電，同時迅速加熱的閃電通道各部分氣體急劇膨脹，強烈壓縮附近的大氣層產(chǎn)生沖擊波，沖擊波退化時的聲發(fā)射，這些聲沖擊波相互疊加，形成轟轟雷聲，這就是雷電。打雷下雨時會和地面之間發(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。一個雷閃通常包含多個（幾個）雷擊，而不是一個單一的雷單次雷擊形成一個先導(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，另一個先導(dǎo)，即直竄先導(dǎo)，在同一通道連續(xù)（而不是逐級）傳播，速度為1000—10000km/s。這種直竄先導(dǎo)沒有分支，沿著第一支回擊形成的通道反向傳播，產(chǎn)生第二次回擊，同樣的過程一般會重復(fù)3—5次，在單個負極性雷閃中記錄到26次回擊。

　　2005年揚州儀征化纖公司遭雷擊雷擊經(jīng)濟損失3000萬元以上。2006年淄博恒臺縣博匯集團電廠變電站遭雷擊，雷災(zāi)造成經(jīng)濟損失2070萬元。對于光伏電站，雷擊是必須重視的自然災(zāi)害影響。