envelope redakcja@polskiinstalator.com.pl home ul. Wąski Jar 9
02-786 Warszawa

Advertisement










PV2Ze względów bezpieczeństwa każda instalacja fotowoltaiczna musi być odpowiednio zabezpieczona przed uszkodzeniem na skutek przepiec, przetężeń i zwarć. Doborem elementów zabezpieczających, także w odniesieniu do małych instalacji PV, musi się zająć osoba z uprawnieniami projektowymi elektrycznymi.

Instalacja fotowoltaiczna – z uwagi na swoje gabaryty i zwykle montaż na dachu – narażona jest na niekorzystne oddziaływanie wyładowań atmosferycznych. Prady oraz napięcia, z jakimi mamy do czynienia nawet bez wyładowań, również nie sż małe, stad podczas projektowania, a potem montażu instalacji wymagane jest zachowanie szczególnej ostrożności. Nawet nieprawidłowe ułożenie przewodów DC może wpłynąć na powstanie przepiec, które sa w nich indukowane. Dlatego tak istotne jest, aby każda instalacja PV została wyposażona w odpowiedni komplet elementów zabezpieczających.

Zabezpieczenia przeciwprzeciążeniowe po stronie DC

PV1
1. Uproszczony schemat instalacji fotowoltaicznej w małym budynku

Zadaniem bezpiecznika jest ochrona elementów instalacji przed pojawieniem się zbyt dużej wartości prądu. Dokładne informacje na ten temat znajdują się w polskiej normie PN-HD 60364- 7- 12:2007. Jest tam również zapis mówiący o możliwości rezygnacji z zabezpieczenia przeciwprzeciążeniowego, o ile poszczególne elementy są odporne na długotrwałe działanie prądu o wartości 1,25 x Isc (prąd zwarciowy). Producenci modułów PV określają w danych technicznych tzw. maksymalny prąd wsteczny modułu PV.

Ponieważ podawana przez producentów wartość maksymalnego prądu wstecznego dla danego modułu PV jest zwykle wyższa niz 2 x prąd zwarciowy tego modułu, to zabezpieczenia nadprądowe stosowane są w praktyce tylko wtedy, gdy w instalacji PV jest więcej niż trzy łańcuchy połączone równolegle – czyli w instalacjach, w których istnieje możliwość pojawienia się prądu większego niż maksymalny prąd wsteczny pojedynczego modułu.

Można śmiało założyć, ze przy planowanych programach wsparcia finansowego instalacji PV w Polsce oraz polityce cenowej w odniesieniu do energii pozyskiwanej z takich instalacji raczej będziemy mieli do czynienia z rozwojem rynku małych instalacji, a wiec z jednym lub dwoma łańcuchami modułów PV. Wykonywanie większych układów dla domów jednorodzinnych na dzisiaj nie ma ekonomicznego uzasadnienia. Zabezpieczenia przeciwprzeciążeniowe wymagane po stronie DC muszą być przygotowane do pracy na prądzie stałym. Oznacza to, ze zabezpieczenia te:

  • powinny się charakteryzować szybkim czasem działania od momentu wykrycia prądu większego niż dopuszczany;
  • muszą zawierać elementy do gaszenia łuku elektrycznego.

Zabezpieczenie przeciwprzepięciowe (SPD)

Każda instalacje PV, jak już wspomniałem, należy także chronić przed wyładowaniami elektrycznymi, zarówno bezpośrednimi, jak i pośrednimi. Informacje na temat ochrony odgromowej budynków zawarte są w normie PN-EN 62305. Nakłada ona na projektanta dodatkowe zadania w stosunku do wycofanych już norm PN-xx/E-05003 oraz PN-IEC 61024.
Rodzaj zastosowanego zabezpieczenia instalacji PV przed skutkami wyładowań atmosferycznych zależy przede wszystkim od tego, czy dany budynek ma zewnętrzna instalacje odgromowa, czy tez nie. Jeśli istnieje zewnętrzna instalacja odgromowa budynku, istotne jest z kolei, czy instalacja PV jest bezpośrednio z nią połączona (system nieizolowany), czy tez zachowane są odległości izolacyjne opisane w przywołanej wyżej normie. Różnice wpływać będą na dobór typów ograniczników przepiec oraz ich liczbę, co ilustruje schemat przedstawiony na rys. 2.

Podstawowym zadaniem ograniczników przepiec jest gaszenie napięcia udarowego w momencie wystąpienia wyładowania atmosferycznego, tak aby większość energii została skierowana bezpośrednio do ziemi. W przypadku prowadzenia przewodów DC dłuższych niż 10 m, zabezpieczenia dubluje się, montując ogranicznik przepiec zarówno w pobliżu generatora PV, jak i w pobliżu falownika.

W budynkach z własna zewnętrzna instalacja ochrony odgromowej powinny być stosowane ograniczniki typu 1 (klasa B), które służą do zabezpieczenia przed bezpośrednim wyładowaniem w system ochrony budynku. Ograniczniki typu 2 (klasa C) chronią przed przepięciami spowodowanymi wyładowaniem w pobliżu budynku, należy je zatem stosować w instalacjach bez zewnętrznej instalacji odgromowej. Dobór wartości ograniczników przepiec Wartość napięcia ograniczników przepiec powinna zostać dobrana zgodnie z norma PN-EN 50539 (Niskonapięciowe urządzenia ograniczające przepięcia. – Urządzenia ograniczające przepięcia do zastosowań specjalnych z włączeniem napięcia stałego. – Część 11:
Wymagania i badania dla SPD w zastosowaniach fotowoltaicznych) i wynosić:
U≥ 1,2 x UOC
gdzie:
UOC – wartość napięcia obwodu otwartego (bez obciążenia) łańcucha PV. Wartość ta podawana jest zawsze przez producentów modułów PV dla tzw. standardowych warunków kontrolnych (STC).
Dodatkowo trzeba pamiętać, ze napięcie zadziałania nie może być niższe niż maksymalne napięcie pracy inwertera, aby nie doprowadzić do wyłączenia instalacji w trakcie jej normalnej pracy.

PV2
2. Rozmieszczenie i dobór typów zabezpieczen instalacji PV

Rozłączniki

Wytwarzanie prądu stałego oraz wysoka jego wartość wymagają stosowania odpowiednich do prądu stałego rozłączników. Norma PN-HD 60364-7-712:2007 nakazuje montaż takich rozłączników, o ile inwerter nie jest w nie wyposażony fabrycznie. Zwykle tak właśnie jest, ze pod falownikiem, w miejscu podłączania przewodów DC, zabudowany jest rozłącznik. Niemniej jednak w przypadku, gdy długość przewodów przekracza 10 m należy zdublować rozłączniki DC w pobliżu generatora PV.
Instalacja PV produkuje energie elektryczna i z nią nie ma żartów. Generator musi być w odpowiedni i zgodny z przepisami sposób zabezpieczony, a dobór poszczególnych elementów powinien zostać przeprowadzony przez osobę z uprawnieniami projektowymi elektrycznymi.

Autor: Dawid Pantera

Cykl warsztatów instalatora OZE to projekt edukacyjny przygotowywany we współpracy redakcji Polskiego Instalatora oraz Polskiej Korporacji Techniki Sanitarnej, Grzewczej, Gazowej i Klimatyzacji – z dużymi firmami z branży OZE, mającymi bogate doświadczenie projektowe, produkcyjne, montażowe i serwisowe. Kierujemy go do potencjalnych projektantów i wykonawców takich instalacji, a być może także docelowych  użytkowników. Kontynuujemy cykl o małych instalacjach fotowoltaicznych z firma Viessmann. Dotychczas w ramach cyklu ukazały się artykuły: „Energia słoneczna”, „Rodzaje i parametry techniczne modułów”, „Dobór modułów i inwertera” oraz „Dobór przewodów łączących”.


 

pi