Popularność instalacji fotowoltaicznych stale rośnie i nie ma w tym nic dziwnego. Właściciele budynków dążą do obniżenia kosztów energii elektrycznej, a na korzyść paneli słonecznych przemawiają także kwestie ekologiczne. Odnawialne źródła energii są dotowane z licznych programów rządowych i samorządowych, dlatego liczba zainteresowanych stale rośnie Jakie zabezpieczenia instalacji fotowoltaicznej powinno się zastosować, by wyeliminować potencjalne zagrożenia?

Zabezpieczenia instalacji fotowoltaicznej – co warto wiedzieć?

Pomimo postępującego rozwoju fotowoltaiki w Polsce, część osób ma wątpliwości związane z bezpieczeństwem tego typu instalacji. W grę wchodzi prąd o dużym napięciu, który niewłaściwie użytkowany może wyrządzić szkody. Jak zabezpieczyć instalację? Jakie akcesoria i urządzenia wybrać w tym celu? Warto zaznaczyć, że każdy budynek, niezależnie od tego, jakie instalacje zostały w nim wykorzystane, musi spełniać wytyczne zawarte w normach ochrony przeciwpożarowej. Dotyczy to także doboru zabezpieczeń instalacji fotowoltaicznej. W tym przypadku jednak sytuacja jest bardziej skomplikowana. Tradycyjne systemy elektryczne przewidujące pobieranie prądu z sieci są stosowane od lat, zasady ich zabezpieczania zostały rzetelnie opracowane i instalatorzy bez przeszkód mogą korzystać z różnych źródeł wiedzy.

W przypadku zabezpieczeń instalacji PV, które są stosowane stosunkowo od niedawna, dobór zabezpieczeń może być mniej oczywisty. Przede wszystkim jednak, jeśli planujesz założenie paneli słonecznych na dachu swojego budynku, powinieneś poinformować o tym organy Państwowej Straży Pożarnej. Jest to niezwykle istotne z punktu widzenia bezpieczeństwa.

Zabezpieczenie instalacji fotowoltaicznej – rola zmienności prądu

Aby zrozumieć rolę dobrze dobranych zabezpieczeń fotowoltaiki, warto na wstępie przyjrzeć się działaniu takich instalacji, a szczególności ich obszarom narażonym na potencjalne awarie stanowiące zagrożenie.

W instalacjach PV występują dwa rodzaje zmienności prądu, czyli:

• prąd stały (DC) generowany przez połączone szeregowo panele fotowoltaiczne,
• prąd zmienny (AC) generowany przez falownik (inwerter).

Inwerter to urządzenie, którego zadaniem jest zamiana prądu stałego na prąd zmienny, czyli taki, który można wykorzystywać w gospodarstwie domowym do zasilania różnego typu urządzeń.

Zabezpieczenia instalacji fotowoltaicznych muszą zostać właściwie dobrane do miejsca, w którym zostaną założone, a szczególności do rodzaju prądu, z jakim będą miały do czynienia. Inne urządzenia stosuje się po stronie prądu stałego (DC), a inne po stronie prądu zmiennego (AC).

Zabezpieczenie fotowoltaiki przed przetężeniem

Jednym z podstawowych zagrożeń, na jakie są narażone instalacje fotowoltaiczne, podobnie jak w przypadku innych systemów elektrycznych, są przetężenia. Dlatego nadprądowe zabezpieczenia instalacji PV powinny zostać koniecznie uwzględnione podczas prowadzenia prac montażowych. Do ochrony przed przetężeniami stosuje się różnego rodzaju zabezpieczenia prądowe, które zakłada się na każdy poszczególny panel lub string. Są to przede wszystkim wyłączniki nadprądowe oraz podstawy bezpiecznikowe z wkładką topikową. Podczas doboru właściwego wariantu bezpiecznika należy wziąć pod uwagę jego prąd znamionowy i zwarciową zdolność łączeniową.

Takie zabezpieczenia dobiera się na nieco innych zasadach niż w pozostałych systemach elektrycznych zasilanych z sieci. Prądy zwarciowe w przypadku fotowoltaiki mają zwykle wartość jedynie o 10% wyższą niż wartości znamionowe paneli. To oznacza, że bezpiecznik musi być niezwykle czuły na wszelkie wahania, aby szybko zareagować na wzrost natężenia.

Zabezpieczenie instalacji PV przed przepięciem

Przepięcia w przypadku instalacji fotowoltaicznych są związane przede wszystkim z wyładowaniami atmosferycznymi. Aby zabezpieczyć system przed ich wpływem, należy stosować ograniczniki przepięć, potocznie zwane SPD (Surge Protective Device). Takie urządzenia różnią się parametrami w zależności od tego, czy są przeznaczone do instalacji uziemionej, czy nieuziemionej. Ich stosowanie jest obowiązkowe zgodnie z normą PN-HD-60364-7-712.

Ochronniki przepięć występują w kilku rodzajach, najczęściej stosowanymi są:

• T1 (B), który zapewnia ochronę przed bezpośrednim wyładowaniem atmosferycznym  i przepięciami łączeniowymi;
• T2 (C), który chroni instalację przed wyładowaniami pośrednimi, czyli przepięciami indukowanymi.

Ograniczniki należy dobierać, uwzględniając liczbę połączonych szeregowo modułów oraz napięcie ich trwałej pracy. Należy wziąć pod uwagę także rodzaj pokrycia dachowego, obecność instalacji odgromowej oraz odległość między piorunochronem a generatorem PV.

Zabezpieczenia instalacji fotowoltaicznych a instalacja odgromowa

Jeśli zastanawiasz się, czy w celu zabezpieczenia instalacji fotowoltaicznej istnieje konieczność montażu systemu odgromowego, warto pamiętać, że jego obecność nie jest bezpośrednio uzależniona od wykorzystywania fotowoltaiki. Piorunochron powinien znaleźć się na każdym budynku, który zgodnie z normą PN-EN-62305-2:2012 spełnia określone warunki.

Jeśli natomiast na dachu budynku już znajduje się instalacja odgromowa, to kluczowe jest zachowanie wymaganej odległości pomiędzy piorunochronem a elementami konstrukcyjnymi systemu PV. Informacje na temat obowiązujących zasad zachowania odstępów można znaleźć w normie PN-EN- 62305-3:2011.

Dobór zabezpieczeń instalacji fotowoltaicznej – podsumowanie

Instalacja fotowoltaiczna, która została zamontowana w prawidłowy sposób, jest bezpieczna dla użytkowników i elementów budynku. Jednak, aby zapewnić jej prawidłowe funkcjonowanie, konieczne jest stosowanie określonych zabezpieczeń. Ich dobór powinien być uzależniony od różnorodnych czynników, takich jak:

• liczba paneli fotowoltaicznych,
• prąd znamionowy
• obecność uziemienia,
• obecność instalacji odgromowej.

Dlatego jeśli planujesz montaż instalacji PV w swoim domu, współpracuj z fachowcami, którzy stosują zasady zawarte w normach dotyczących zabezpieczeń instalacji fotowoltaicznych. Pozwoli Ci to zadbać o bezpieczeństwo użytkowników budynku i jego wyposażenie, a także sprawi, że system nie będzie narażony na usterki i awarie.