Z badań opublikowanych w czasopiśmie “Nature Climate Change” przez międzynarodową grupę badaczy klimatu wynika, że w nadchodzącym stuleciu zjawiska pogodowe takie jak burze będą występować coraz częściej i będą charakteryzować się zwiększoną intensywnością. Obserwacje z ostatnich lat potwierdzają te prognozy. Sytuacja ta rodzi pytania o wpływ takich warunków na energetykę słoneczną oraz o ryzyka związane z burzami dla właścicieli instalacji fotowoltaicznych. Czy mają się czego obawiać?
Przeczytaj także:
- Jak działają panele fotowoltaiczne dwustronne?
- Czy warto wybierać panele fotowoltaiczne full black?
- Jakie są sposoby łączenia paneli fotowoltaicznych?
Czy burza może być groźna dla fotowoltaiki?
Burza jest zjawiskiem, które niesie ze sobą potężne, często niszczycielskie siły. Do tych należą obfite opady deszczu, które mogą prowadzić do lokalnych podtopień, a także grad, zdolny z ogromną prędkością niszczyć infrastrukturę, uprawy, a nawet budynki. Innym zjawiskiem są silne wiatry, które podczas burz mogą osiągać prędkości przekraczające 90 km/h oraz wyładowania elektrostatyczne. Pioruny, które wtedy uderzają w ziemię charakteryzują się prądem o natężeniu około 30-50 kA i napięciem sięgającym kilkudziesięciu milionów woltów.
Pojawiają się więc pytania o potencjalne zagrożenia związane z eksploatacją takich systemów w warunkach burzowych. Zjawiska te, ze względu na swoją nieprzewidywalność, zawsze wiążą się z pewnym ryzykiem. W przypadku instalacji fotowoltaicznych, obawy mogą budzić przede wszystkim wyładowania elektrostatyczne, które mogą uszkodzić systemy. Właściciele fotowoltaiki obawiają się także gradu oraz silnego wiatru, który również może uszkodzić moduły lub je zniszczyć.
Czy panele fotowoltaiczne przyciągają pioruny?
Wokół wyładowań elektrycznych, często określanych jako pioruny, narosło wiele mitów, w tym także te, które odnoszą się do fotowoltaiki. Często pojawia się pytanie, czy instalacje fotowoltaiczne zwiększają ryzyko wyładowań, czy mogą przyciągać pioruny? W rzeczywistości odpowiedź brzmi: nie! Panele fotowoltaiczne ani instalacje nie zwiększają ryzyka uderzenia pioruna w budynek.
Twierdzenie, że metal przyciąga wyładowania elektrostatyczne, jest nieprawdziwe. Pioruny zazwyczaj szukają najkrótszej drogi do ziemi, co tłumaczy ich częste uderzenia w wysokie obiekty, jak drzewa czy słupy energetyczne, które są najwyższe w danej okolicy. Wysokość, a nie materiał, odgrywa kluczową rolę w prawdopodobieństwie uderzenia pioruna.
Czy uziemienie do fotowoltaiki jest niezbędne?
Chociaż ryzyko uderzenia pioruna w dom zazwyczaj jest niewielkie, to jednak istnieje i to niezależnie od obecności instalacji fotowoltaicznych. Dlatego na budynkach instaluje się piorunochrony, które mają za zadanie bezpiecznie odprowadzić ładunki elektryczne do ziemi w przypadku uderzenia pioruna. Uziemienie w piorunochronach wykonane jest z materiałów o niskiej rezystancji.
Pioruny szukają najszybszej ścieżki do ziemi, dlatego wybierają drut od uziemienia. To w znacznym stopniu minimalizuje ryzyko uszkodzenia reszty konstrukcji budynku. Ważne jest to, aby piorunochron, który będzie najwyższym punktem na budynku, był prawidłowo wykonany, aby zapewnił ochronę także dla modułów i konstrukcji wspierających. Dodatkowo, należy zachować odpowiedni odstęp między elementami odgromienia a instalacją fotowoltaiczną, aby uniknąć ryzyka przebicia łukowego.
Więcej o uziemieniu do fotowoltaiki przeczytasz w naszym artykule: Czy uziemienie instalacji fotowoltaicznej jest konieczne?
Czy decydować się na ochronę przeciwprzepięciową?
Uziemienie ma na celu zminimalizowanie ryzyka bezpośredniego trafienia wyładowania atmosferycznego w dom i instalację fotowoltaiczną, ale nie chroni przed przepięciami spowodowanymi uderzeniami w odgromienie zewnętrzne, linie elektryczne czy pobliskie budynki. W takich przypadkach stosuje się ochronniki przepięć, zwane również odgromnikami, które rozładowują nienaturalne napięcie, chroniąc wrażliwe punkty instalacji elektrycznej, takie jak gniazdka, wejścia falownika czy moduły.
Ograniczniki przepięć stosuje się zarówno po stronie AC, jak i DC, aby chronić falownik. Ważne jest, aby pamiętać, że jeśli odległość między panelami a inwerterem przekracza 10 metrów, konieczne jest zainstalowanie dodatkowych ograniczników, których liczba zależy od długości przewodów. Ryzyko uderzenia pioruna zawsze istnieje i warto się przed nim chronić poprzez instalację odgromową, do której musi być podłączona instalacja fotowoltaiczna jeśli nie jest możliwe zachowanie odpowiedniego odstępu izolacyjnego o zwodu odgromowego. Należy jednak zaznaczyć, że sama obecność fotowoltaiki nie wpływa na zwiększenie ryzyka wyładowań atmosferycznych trafiających w budynek.
Fotowoltaika a burza z gradem
Sporym zagrożeniem dla instalacji fotowoltaicznych jest grad, czyli bryłki lodu spadające podczas burzy, które mogą osiągać znaczne rozmiary i stanowić niebezpieczeństwo dla mienia oraz ludzi. Panele fotowoltaiczne muszą spełniać normę IEC 61215, aby zostały dopuszczone do użytku na terenie UE. Norma ta określa, że moduły powinny wytrzymać uderzenie kuli gradowej o średnicy 2,5 cm, poruszającej się z prędkością około 82 km/h. W większości przypadków zapobiega to trwałym uszkodzeniom paneli.
Badania ekspertów wskazują, że burze gradowe mogą stawać się coraz bardziej intensywne. Mimo to, producenci paneli fotowoltaicznych nieustannie doskonalą swoje produkty, aby były one w stanie sprostać coraz trudniejszym warunkom atmosferycznym. Warto pamiętać, że nawet jeśli na powierzchni modułu po burzy gradowej nie widać uszkodzeń, może istnieć ryzyko wewnętrznych zniszczeń, czyli mikropęknięć. Dlatego, jeśli opady gradu były intensywne, warto zastanowić się nad sprawdzeniem instalacji kamerą termowizyjną, aby wykryć ewentualne uszkodzenia.
Fotowoltaika a burza – czy porywisty wiatr może zniszczyć fotowoltaikę?
Wszystkie moduły są projektowane tak, aby wytrzymywały siłę ssącą wiatru o wartości minimum 2400 Pa, co odpowiada prędkości około 130 km/h. Na rynku dostępne są także panele o większej wytrzymałości, które są odporne na wiatr o sile około 5400 Pa. Takie modele są w stanie poradzić sobie nawet z bardzo silnym wiatrem.
Odporność na burzę i wiatr zależy nie tylko od jakości samych paneli, ale także od prawidłowego montażu oraz zastosowania odpowiednich systemów montażowych. Zgodnie z zasadami prawidłowego montażu paneli fotowoltaicznych, aby uniknąć ich poderwania z dachu skośnego, należy zachować około 20 cm odstępu od krawędzi dachu, gdzie mogą pojawiać się silniejsze siły ssące. Przy instalacji na dachu płaskim stosuje się specjalne balasty, których waga jest obliczona tak, aby całość wytrzymała silne porywy wiatru, nawet do 140 km/h, w zależności od systemu.
Dopasowanie konstrukcji montażowej do miejsca instalacji jest niezwykle ważne dla zachowania odporności na silny wiatr. Stelaże dedykowane do dachów skośnych pokrytych dachówką różnią się od tych dla poszycia ceramicznego zarówno techniką montażu, jak i parametrami wytrzymałościowymi. Dlatego konieczne jest przestrzeganie zaleceń producentów systemów montażowych odnośnie doboru konstrukcji do konkretnego miejsca instalacji.
Czy należy wyłączać fotowoltaikę podczas burzy?
Podczas burzy zaleca się odłączenie wszystkich urządzeń elektrycznych z gniazdek, aby uniknąć ich zniszczenia w wyniku uderzenia pioruna. Czy podobne działanie jest potrzebne w przypadku instalacji fotowoltaicznej? Czy należy wyłączać fotowoltaikę podczas burzy?
Prawidłowo zamontowana instalacja fotowoltaiczna wyposażona jest w urządzenia odgromowe, które chronią system przed przepięciami. To oznacza, że nie ma konieczności jej odłączania podczas burzy. Mimo to, różnorodność wyładowań atmosferycznych sprawia, że dla dodatkowego bezpieczeństwa można wyłączyć prąd za pomocą rozłącznika izolacyjnego. Taki krok może zminimalizować ryzyko związane z bezpośrednim uderzeniem pioruna, którego ochronniki mogą nie być w stanie całkowicie rozładować.
Panele fotowoltaiczne a burza – jakie zabezpieczenia można wykorzystać?
Burze pojawiają się zazwyczaj niespodziewanie, a ich przebiegu i skutków nie da się przewidzieć. Jak można się więc przed nimi zabezpieczyć? Podstawowe znaczenie mają systemy ochrony, jak np. instalacja odgromowa i właściwie zamontowane ograniczniki przepięć. Jednak nawet te zabezpieczenia mogą nie poradzić sobie z niektórymi wyładowaniami.
Warto zatem zastanowić się nad ubezpieczeniem instalacji fotowoltaicznej. Badania pokazują, że to właśnie zjawiska atmosferyczne najczęściej powodują uszkodzenia systemów PV. Decydując się na ubezpieczenie, można uzyskać polisę chroniącą w przypadku uderzeń pioruna, silnych wiatrów, zbicia paneli przez grad, uszkodzenia paneli przez powódź, trzęsienie ziemi, lawiny, skutków przepięć oraz pożarów. Ubezpieczenie może również obejmować zniszczenia wywołane przez osoby trzecie, kradzieże, nieszczęśliwe wypadki, czy przerwy w pracy instalacji.
