Instalacja fotowoltaiczna wymaga odpowiedniego zabezpieczenia przed wpływem zjawisk atmosferycznych i zakłóceń elektrycznych, takich jak przepięcia czy wyładowania podczas burzy. Ochrona systemu obejmuje zarówno zastosowanie właściwych urządzeń zabezpieczających, jak i zgodność z obowiązującymi przepisami oraz normami technicznymi. Jak ją podłączyć do domowej sieci elektrycznej? Jakie zabezpieczenia powinny się znaleźć w rozdzielni?
Przeczytaj także:
- Czym jest instalacja balastowa fotowoltaiki?
- Czym są ogniwa MWT w fotowoltaice?
- Busbary w panelach fotowoltaicznych – co to jest?
Jakie są wymogi dotyczące instalacji fotowoltaicznych?
Od 19 września 2020 roku zaczęły obowiązywać nowe przepisy wynikające ze zmiany ustawy Prawo budowlane (Dz.U. 2020 poz. 471), które dotyczą instalacji fotowoltaicznych o mocy przekraczającej 6,5 kW. Nowe regulacje nakładają konieczność przeprowadzenia konsultacji projektu z osobą posiadającą uprawnienia w zakresie ochrony przeciwpożarowej.
Wymagana jest weryfikacja, czy planowana instalacja spełnia określone wymagania związane z bezpieczeństwem pożarowym. Oprócz tego, po wykonaniu systemu należy poinformować właściwy oddział Państwowej Straży Pożarnej o jego zrealizowaniu. Wprowadzone przepisy mają na celu podniesienie poziomu bezpieczeństwa obiektów wyposażonych w instalacje fotowoltaiczne.
Jak wykonać instalacje fotowoltaiczną, aby spełniała wymogi prawa budowlanego i ochrony przeciwpożarowej?
Zagrożenia związane z możliwością wystąpienia pożaru powinny być brane pod uwagę przy realizacji każdej instalacji, niezależnie od jej charakteru. W przypadku systemów fotowoltaicznych nie istnieje jedno uniwersalne opracowanie, które wskazywałoby jednoznacznie, jak zaprojektować i wykonać instalację z uwzględnieniem ochrony przeciwpożarowej. Duże znaczenie mają tu takie kwestie jak sposób prowadzenia okablowania, jakość połączeń, dobór odpowiednich komponentów oraz zastosowanie właściwych zabezpieczeń chroniących przed przeciążeniem i prądami upływowymi.
Cennym źródłem praktycznych informacji jest opracowanie przygotowane przez Stowarzyszenie Branży Fotowoltaicznej Polska PV, znane jako „Fotowoltaiczny dekalog dobrych praktyk”. Wskazano w nim między innymi na zasady montażu modułów, sposób prowadzenia przewodów, dobór narzędzi i materiałów o odpowiednich parametrach, a także na rozwiązania umożliwiające zdalne odłączenie obwodów prądu stałego w razie potrzeby.
Norma PN-HD 60364-7-712 zawiera zalecenia dotyczące doboru zabezpieczeń po stronie DC, z uwzględnieniem odporności termicznej modułów oraz stosowania urządzeń chroniących obwody prądu przemiennego, w tym wyłączników różnicowoprądowych typu A lub B, wykrywających prądy o złożonym przebiegu. Dodatkowo, obowiązuje konieczność odpowiedniego oznaczenia instalacji w budynku – np. w miejscu podłączenia falownika do sieci wewnętrznej.
Wykonywanie instalacji fotowoltaicznej – na co zwrócić uwagę?
W przypadku instalacji bazujących na prądzie stałym szczególne znaczenie ma zagadnienie zjawiska łuku elektrycznego. W odróżnieniu od instalacji prądu przemiennego, gdzie prąd cyklicznie spada do zera, w systemach DC prąd płynie w sposób ciągły, co utrudnia samoczynne przerwanie łuku, jeśli już się pojawi. Dlatego tak ważne jest, aby projektować i wykonywać instalacje w sposób minimalizujący ryzyko jego powstania.
Podstawą bezpiecznego działania systemu jest prawidłowe ułożenie przewodów oraz ich ochrona przed uszkodzeniami mechanicznymi. Przerwanie izolacji może doprowadzić do pojawienia się łuku, dlatego konieczne jest zachowanie szczególnej staranności przy prowadzeniu kabli, ich mocowaniu i zabezpieczeniu. Istotne jest również zastosowanie komponentów przeznaczonych do pracy w obwodach prądu stałego, które posiadają odpowiednie parametry łączeniowe.
Norma PN-HD 60364-7-712 zwraca uwagę na to, że urządzenia bez zdolności łączeniowej, takie jak podstawy bezpiecznikowe, nie powinny być wykorzystywane do przerywania obwodu DC bez zabezpieczenia przed przypadkowym użyciem. Ma to zapobiec sytuacjom, w których mogłoby dojść do niekontrolowanego łuku.
Na bezpieczeństwo instalacji wpływają również inne czynniki, takie jak prawidłowy dobór przekroju przewodów, jakość użytych złączek oraz obecność odpowiednich zabezpieczeń przeciążeniowych. Wszystkie te elementy muszą być brane pod uwagę już na etapie projektowania i montażu systemu.
Jakie ograniczniki przepięć do zabezpieczenia instalacji PV zastosować? Jaka powinna być ochrona odgromowa?
Instalacja fotowoltaiczna na dachu nie wymaga stosowania innych norm ochrony odgromowej niż te, które obowiązują w przypadku obiektów pozbawionych tego typu systemów. Do oceny ryzyka i doboru zabezpieczeń stosuje się wytyczne zawarte w normie EN 62305, która określa wymagania dla ochrony przed skutkami wyładowań atmosferycznych.
W ramach poprawnego wykonania systemu należy zadbać o wyrównanie potencjałów wszystkich przewodzących części instalacji fotowoltaicznej oraz o zachowanie odpowiednich odległości pomiędzy elementami systemu PV a instalacją odgromową, jeśli taka znajduje się na obiekcie. W przypadku bliskiego sąsiedztwa tych dwóch systemów, ważne jest unikanie dużych pętli przewodów, które mogą sprzyjać powstawaniu prądów indukowanych w wyniku uderzenia pioruna.
Dodatkowo należy dobrać właściwe ograniczniki przepięć zarówno po stronie prądu stałego, jak i przemiennego. W przypadku budynków, gdzie instalacja PV nie przecina się z instalacją odgromową, a odstępy są zachowane, stosowanie ochronników typu 2 po stronie DC jest wystarczające. Gdy jednak odstępów nie ma, należy zastosować ograniczniki typu 1+2 zgodnie z wymaganiami normy PN-HD 60364-7-712. Urządzenia te muszą spełniać kryteria określone w normie EN 50539-11, a ich prąd znamionowy nie powinien być niższy niż 5 kA. Dla zwiększenia trwałości zaleca się wybór modeli o wyższym parametrze, na przykład 15 kA.
Warto pamiętać, że montaż pojedynczego ogranicznika po stronie DC, znajdującego się wyłącznie przy falowniku, nie zawsze będzie wystarczający – zwłaszcza gdy odległość między tym urządzeniem a miejscem wejścia przewodów do budynku przekracza 10 metrów. W takiej sytuacji może zaistnieć potrzeba zastosowania dodatkowego urządzenia ochronnego, aby zapewnić odpowiedni poziom zabezpieczenia całej instalacji.
Jakie jeszcze zabezpieczenia stosować poza ogranicznikami przepięć DC i wyłącznikami nadprądowymi?
W systemach fotowoltaicznych warto uwzględnić zastosowanie odpowiednich rozwiązań technicznych umożliwiających szybkie odłączenie obwodu prądu stałego w sytuacjach awaryjnych. Jednym z takich elementów są wyzwalacze napięciowe, zarówno te działające przy spadku, jak i wzroście napięcia. Umożliwiają one automatyczne odłączenie zasilania po stronie DC, co może być realizowane na przykład za pomocą przycisku awaryjnego.
W obwodach prądu stałego stosuje się także rozłączniki izolacyjne, które zapewniają możliwość bezpiecznego rozdzielenia połączeń elektrycznych, nawet w przypadku bardziej złożonych układów zawierających wiele łańcuchów. Urządzenia te, wyposażone dodatkowo w mechanizm wyzwalający, umożliwiają szybkie przerwanie przepływu prądu, co podnosi poziom bezpieczeństwa użytkowania instalacji fotowoltaicznej.
