Jak zabezpieczyć swoją instalację fotowoltaiczną?

Montaż instalacji fotowoltaicznej to opłacalna decyzja, która przynosi wiele korzyści finansowych. Dlatego, zwłaszcza po najnowszej nowelizacji ustawy o OZE, przybywa chętnych na skorzystanie z tego systemu. Jednak częstym pytaniem, które otrzymują instalatorzy, jest to o bezpieczeństwo eksploatacji przydomowej elektrowni słonecznej. Jakie zabezpieczenia instalacji są wykorzystywane, aby zapobiec typowym zagrożeniom? Oto przegląd najważniejszych.

Dlaczego fotowoltaika wymaga zastosowania zabezpieczeń?

Systemy fotowoltaiczne należą do bardzo bezpiecznych rozwiązań technologicznych o niskiej awaryjności. Często powtarzany mit o tym, że ich obecność podnosi ryzyko pożaru czy uderzenia pioruna w budynek, nie ma wiele wspólnego z prawdą. Trzeba jednak mieć świadomość, że fotowoltaika wytwarza prąd, a napięcie paneli fotowoltaicznych może wynieść nawet 1000 V. Dlatego system wymaga zastosowania odpowiednich zabezpieczeń przed przepięciami, zwarciami i przeciążeniami, które mogą być wywołane przez:

• czynniki zewnętrzne – np. burzę czy huragan, a także uszkodzenia mechaniczne,
• czynniki wewnętrzne – nieprawidłowości pracy któregoś z komponentów, które są np. rezultatem wadliwego montażu lub problemów z komponentami.

Dlatego normy bezpieczeństwa, jak również zasady dobrych praktyk w branży fotowoltaicznej jasno wskazują, że instalacja powinna być odpowiednio zabezpieczona, zarówno od strony prądu stałego, jak i zmiennego.

Warto pamiętać, że zewnętrzna część instalacji, tj. moduły słoneczne, są odpowiedzialne za wytwarzanie prądu stałego (DC), który następnie jest przetwarzany na zmienny (AC) w falowniku. Na każdym etapie przepływu energii elektrycznej przez system może dojść do nieprawidłowości. Można jednak wyeliminować to ryzyko, sięgając po odpowiednie zabezpieczenia po stronie falownika oraz paneli.

Jakie zabezpieczenia instalacji fotowoltaicznej można zastosować?

To, jakie elementy mają zostać wykorzystane w systemie PV, aby zminimalizować ryzyko powstania przepięć, zwarcia i innych nieprawidłowości, jest określone w projekcie instalacji. Warto wiedzieć, że dobór komponentów zabezpieczających jest w dużej mierze uzależniony od parametrów powstającego dla danego budynku rozwiązania. Przykładowo znaczenie ma odległość falownika od modułów solarnych.

Niemniej jednak, zanim jeszcze nastąpi wybór konkretnych ograniczników czy bezpieczników, trzeba zadbać o podstawowe kwestie związane z ochroną, fotowoltaiki, takie jak:

• zapewnienie instalacji odgromowej – fotowoltaika musi być do niej podłączona, aby w razie uderzenia pioruna można było skierować przepięcie do uziomu. Należy przy tym pamiętać, że należy zachować odstęp między przewodami uziemienia a elementami systemu PV, wynoszący minimum 50 cm,
• zastosowanie podwójnie izolowanych przewodów oraz puszczenie ich w dedykowanych korytach –tak, aby nie były nadmiernie narażone na działanie wilgoci.

Zabezpieczenia DC PV

To te, które są montowane po stronie paneli słonecznych, związane z działaniem prądu DC, czyli stałego. Podstawą są wyłączniki nadprądowe, czyli „bezpieczniki”, chroniące przed przeciążeniem systemu. Trzeba przy tym podkreślić, że wyłącznik nadprądowy nie jest tym samym co bezpiecznik topikowy. Co ważne, należy je montować nie tylko przy zabezpieczaniu pojedynczego stringu, ale także wielu ciągów paneli fotowoltaicznych.

Po stronie DC stosuje się również ograniczniki przepięć, najczęściej typu 2 (klasa C), a dobór odpowiedniego zależy m.in. od obecności instalacji odgromowej oraz możliwości zachowania wspomnianego powyżej dystansu separacyjnego między piorunochronem a fotowoltaiką. Jak podkreśla ekspert z hurtowni fotowoltaicznej Muno, montaż ogranicznika przepięć po stronie DC jest konieczny, jeśli odległość między falownikiem a modułami PV przekracza 10 m.

Po stronie DC wykorzystywane są także optymalizatory mocy, których zadaniem jest „wyrównanie” mocy modułów, kiedy część z nich jest zacienionych. Ich rola sprowadza się także do tego, aby obniżyć napięcie, gdy dojdzie do awarii, np. w wyniku przepięcia.

Zabezpieczenie AC fotowoltaika

Od strony AC do ochrony wykorzystuje się również ograniczniki przepięć oraz wyłączniki nadprądowe. Gdy chodzi o tę drugą kategorie, stosowane są tzw. esy, czyli urządzenia o charakterystyce czasowo-prądowej typu B. Montując takie urządzenia, instalator musi pamiętać o umieszczeniu ich w układzie tablicy rozdzielczej, a nie bezpośrednio obok inwertera.

Dobór odpowiednich elementów służących do ochrony instalacji PV, a także ich prawidłowy montaż to najlepsza gwarancja, że fotowoltaika będzie działać sprawnie,a w przypadku awarii czy wyładowań elektrycznych urządzenia zabezpieczające zapobiegną poważnym uszkodzeniom całej sieci.