Jak wykonać zabezpieczenia w instalacji fotowoltaicznej?

Artykuł sponsorowany przez ETI

Artykuł został opracowany w ramach kampanii społecznej Bezpieczna elektryczność. Więcej interesujących treści znajdziesz na stronie akcji.

Fotowoltaika staje się w Polsce coraz popularniejsza. Nie tylko przyczynia się do ekologicznego generowania prądu, ale i pozwala na znaczące oszczędności w rachunkach za energię elektryczną. Aby jednak pełnić swoje funkcje efektywnie i bezpiecznie, instalacje PV wymagają zastosowania odpowiednich zabezpieczeń dla ochrony zarówno sprzętu, jak i użytkowników przed potencjalnymi zagrożeniami takimi jak przepięcia, zwarcia czy przeciążenia.

Skuteczne zabezpieczenia nie tylko przedłużają żywotność komponentów instalacji, ale również zapewniają stabilność i niezawodność dostaw energii.

Z czego składa się instalacja fotowoltaiczna?

Instalacja fotowoltaiczna w domu jednorodzinnym składa się z kilku kluczowych elementów, które wspólnie przyczyniają się do produkcji, przetwarzania i dystrybucji energii elektrycznej.

Zrozumienie funkcji każdego z tych komponentów jest istotne dla każdego, kto planuje wykorzystanie energii słonecznej w swoim domu.

Pierwszym i najbardziej widocznym elementem są panele fotowoltaiczne, które są zainstalowane na dachu lub na specjalnych stelażach w pobliżu domu. Panele te składają się z ogniw fotowoltaicznych, które przekształcają energię światła słonecznego w prąd stały (DC). Ilość i rodzaj paneli zależą od potrzeb energetycznych gospodarstwa domowego oraz od dostępnej przestrzeni i warunków nasłonecznienia.

Drugim ważnym elementem jest inwerter, zwany również falownikiem. Jego zadaniem jest przekształcenie prądu stałego (DC) generowanego przez panele w prąd przemienny (AC), który jest kompatybilny z siecią elektryczną domu i który zasila domowe urządzenia. Inwertery mogą być zainstalowane zarówno bezpośrednio przy panelach, jak i w wygodnym miejscu wewnątrz lub na zewnątrz budynku, co zależy od specyfiki instalacji.

Trzeci kluczowy element to system kablowy, który odpowiada za przesyłanie prądu DC z paneli do falownika oraz prądu AC z falownika do instalacji domowej i dalej do sieci. Kable muszą być odpowiednio dobrane do mocy i napięcia systemu, a także zabezpieczone przed czynnikami atmosferycznymi i mechanicznymi, aby zapewnić bezpieczeństwo i efektywność przesyłu energii.

Dodatkowo każda instalacja fotowoltaiczna powinna być wyposażona w odpowiednie zabezpieczenia. W sekcji DC znajdują się ograniczniki przepięć, które chronią przed przepięciami, zwarciami i przeciążeniami. Te elementy są istotne dla bezpiecznej pracy instalacji PV i ochrony komponentów przed uszkodzeniami. W sekcji AC również stosuje się zabezpieczenia, które mają na celu ochronę sieci domowej.

Zabezpieczenie instalacji fotowoltaicznej — Podstawowe zabezpieczenia

Bezpieczeństwo jest kluczowym elementem każdej instalacji fotowoltaicznej, dlatego właściwe zabezpieczenia są nieodzowne dla zapewnienia bezpiecznej i efektywnej pracy systemu.

Zabezpieczenia instalacji fotowoltaicznej te mają za zadanie chronić instalację przed przepięciami, zwarciami oraz przeciążeniami, które mogą prowadzić do uszkodzeń sprzętu i instalacji, a nawet stanowić zagrożenie dla użytkowników.

Jednym z podstawowych elementów zabezpieczających instalację fotowoltaiczną są bezpieczniki. Pełnią one funkcję zabezpieczenia przed przeciążeniami i zwarciem (np. podstawa bezpiecznikowa 2P 25A 1000 V DC i wkładka topikowa).

Warto podkreślić różnice między bezpiecznikami stosowanymi w sekcji DC i AC. Bezpieczniki DC są zaprojektowane specjalnie do pracy w obwodach prądu stałego, charakteryzują się innymi parametrami i specyfikacjami niż bezpieczniki AC.

Bezpieczniki DC są bardziej skomplikowane w konstrukcji i muszą być odpowiednio dobrane do specyfiki instalacji PV, uwzględniając m.in. napięcie i prąd pracy systemu. Ich działanie polega na przerwaniu obwodu w przypadku przekroczenia dopuszczalnych parametrów prądowych, co chroni przed przeciążeniem i zwarciem.

Ważnym aspektem zabezpieczeń w instalacji PV jest również ich odpowiednie oznakowanie i umiejscowienie. Bezpieczniki i inne zabezpieczenia powinny być widoczne i łatwo dostępne dla personelu obsługującego instalację, co ułatwia diagnostykę i naprawy w przypadku wystąpienia awarii. Ponadto należy regularnie sprawdzać stan zabezpieczeń i wykonywać okresowe przeglądy, aby zapewnić ich sprawność i skuteczność działania przez cały okres eksploatacji instalacji.

Ograniczniki przepięć w instalacji fotowoltaicznej

Ograniczniki przepięć są niezbędnym elementem każdej instalacji fotowoltaicznej, szczególnie biorąc pod uwagę wzrost częstotliwości i intensywności zjawisk atmosferycznych. Te urządzenia zapewniają ochronę infrastruktury przed niebezpiecznymi przepięciami, które mogą być wynikiem bezpośredniego uderzenia pioruna w instalację albo w jej pobliżu lub będą pochodzić z sieci elektroenergetycznej. Ograniczniki te skutecznie odprowadzają do ziemi nadmiarowe napięcia, chroniąc panele fotowoltaiczne, inwertery i inne komponenty elektroniczne przed uszkodzeniem.

W instalacjach PV szczególnie ważne jest zwrócenie uwagi na odstęp separacyjny od instalacji odgromowej. W sytuacji, gdy odstęp separacyjny został zachowany, ograniczniki przepięć mogą być instalowane standardowo, co zwiększa efektywność ochrony.

W przeciwnym przypadku, gdy nie ma zachowanego odstępu, konieczne jest zastosowanie dodatkowych środków ochrony, takich jak dodatkowe ograniczniki lub specjalne techniki instalacyjne, które będą kompensować zwiększone ryzyko.

Dodatkowo różnice w montażu ograniczników przepięć mogą wynikać z odległości pomiędzy panelami a falownikiem. W przypadkach, gdy odległość ta wynosi do 10 metrów, zazwyczaj wystarczające jest zastosowanie standardowych rozwiązań ochronnych.

Jednak dla instalacji, gdzie odległość przekracza 10 metrów, zaleca się stosowanie ograniczników o wyższej klasie ochrony lub zwiększoną liczbę tych urządzeń wzdłuż linii kablowych, aby zapewnić skuteczną ochronę na całej długości przewodu.

Przykładem dobrej klasy zabezpieczenia są ograniczniki przepięć firmy ETI-POLAM, które mogą być stosowane w różnych konfiguracjach instalacji fotowoltaicznych. Na przykład ogranicznik przepięć ETITEC EM-T12 PV Typ T1+T2 (B +C) 1100 6,25/40kV jest idealnym rozwiązaniem dla systemów wymagających solidnej ochrony zarówno na etapie wstępnym (typ T1), jak i wtórnym (typ T2). Natomiast model ETITEC EM-T2 PV stosowany jest w ochronie przed przepięciami wtórnymi, co czyni go odpowiednim dla miejsc, gdzie ryzyko przepięć jest mniejsze.

Dzięki zastosowaniu odpowiednich ograniczników przepięć właściciele instalacji PV mogą znacząco zredukować ryzyko uszkodzeń sprzętu oraz zapewnić długotrwałą i bezpieczną eksploatację swojej inwestycji w zieloną energię.

Rozdzielnice do prądu stałego (DC) jako zabezpieczenie fotowoltaiki

Rozdzielnice do prądu stałego (DC) grają istotną rolę w każdej instalacji fotowoltaicznej, zapewniając organizację oraz bezpieczeństwo elektryczne systemu. Stanowią centralny punkt, przez który przechodzi prąd wyprodukowany przez panele słoneczne, zanim zostanie przekazany do falownika, a następnie do sieci domowej lub publicznej. Dzięki rozdzielnicom możliwe jest efektywne zarządzanie i monitorowanie pracy poszczególnych segmentów instalacji, co jest niezwykle istotne dla zapewnienia ich długotrwałej i bezawaryjnej pracy.

Jednym z aspektów, na który szczególnie należy zwrócić uwagę przy projektowaniu instalacji PV, jest odpowiedni dobór rozdzielnicy. Musi ona spełniać wymagania dotyczące napięcia i prądu maksymalnego, a także być dostosowana do specyfiki środowiska, w którym jest instalowana.

Na przykład rozdzielnice używane na zewnątrz powinny posiadać odpowiednią klasę szczelności, aby chronić elementy elektryczne przed warunkami atmosferycznymi, takimi jak deszcz czy śnieg, a także wilgotność i zapylenie.

Przykładem jest rozdzielnica modułowa PV 1x12 natynkowa ETI-POLAM. Ten model jest przystosowany do napięć do 1500 V DC, co jest typowe dla nowoczesnych instalacji fotowoltaicznych o wysokiej mocy. Konstrukcja natynkowa ułatwia montaż i integrację z istniejącymi systemami.

Materiały użyte do produkcji tej rozdzielnicy gwarantują jej odporność na działanie promieni UV oraz inne czynniki zewnętrzne, co jest ważne dla zachowania funkcjonalności i bezpieczeństwa instalacji przez wiele lat.

Dzięki zastosowaniu takich rozwiązań jak rozdzielnica modułowa PV 1x12 natynkowa instalacje fotowoltaiczne stają się bardziej modularne i elastyczne w obsłudze, co przekłada się na ich wyższą efektywność i łatwość w zarządzaniu. Niezawodność takich komponentów ma bezpośredni wpływ na stabilność i bezpieczeństwo całej instalacji PV.

Rozłączniki w instalacji fotowoltaicznej

Rozłączniki stanowią niezbędny element zabezpieczający w każdej instalacji fotowoltaicznej, umożliwiając bezpieczne rozłączenie sekcji prądu stałego (DC). Ich głównym zadaniem jest umożliwienie bezpiecznego przerywania obwodu elektrycznego, co jest ważne w przypadku konserwacji, inspekcji lub awarii systemu.

Dzięki rozłącznikom możliwe jest odizolowanie poszczególnych części instalacji bez ryzyka wystąpienia niekontrolowanego przepływu prądu, co zwiększa bezpieczeństwo personelu serwisowego oraz ochronę sprzętu przed uszkodzeniami.

W instalacjach fotowoltaicznych, gdzie generowane napięcia są często bardzo wysokie, szczególnie ważne jest użycie rozłączników, które są przystosowane do odpowiednich parametrów elektrycznych. Te urządzenia muszą spełniać rygorystyczne normy bezpieczeństwa, aby efektywnie izolować sekcje elektryczne i zapewnić niezawodność działania całego systemu.

Przykładem produktu spełniającego te kryteria jest rozłącznik do instalacji PV 4P 25A 1000 V DC ETI-POLAM. Ten model został specjalnie zaprojektowany do użycia w systemach fotowoltaicznych, ma cztery bieguny. Zastosowanie takiego rozłącznika w instalacji fotowoltaicznej nie tylko zwiększa jej bezpieczeństwo, ale również usprawnia pracę serwisową, umożliwiając szybkie i skuteczne oddzielanie poszczególnych segmentów instalacji. To pozwala na łatwe diagnozowanie problemów oraz przeprowadzanie napraw bez konieczności wyłączania całego systemu PV.

Rozłączniki są ważnym składnikiem zabezpieczającym w każdej instalacji PV. Ich odpowiedni dobór i instalacja gwarantują, że system fotowoltaiczny będzie bezpieczny i efektywny zarówno podczas normalnej eksploatacji, jak i w sytuacjach awaryjnych.

Podsumowanie: zabezpieczenie instalacji fotowoltaicznej

Odpowiednio zaprojektowane i zamontowane zabezpieczenia są kluczowym elementem każdej instalacji fotowoltaicznej. Dzięki nim możliwe jest nie tylko zapewnienie bezpieczeństwa użytkowników i serwisantów, ale także ochrona sprzętu przed nieprzewidzianymi sytuacjami, takimi jak przepięcia, zwarcia czy przeciążenia. Właściwe zabezpieczenia pozwalają na uniknięcie kosztownych awarii i przedłużają żywotność całego systemu.

Rozłączniki, ograniczniki przepięć, bezpieczniki czy odpowiednio zaprojektowane rozdzielnice są fundamentem dla stabilnego i efektywnego działania instalacji fotowoltaicznych.

Zainwestowanie w dobrej jakości komponenty i przemyślane rozwiązania techniczne na etapie projektowania oraz instalacji może znacząco wpłynąć na trwałość i wydajność systemu PV.

Warto podkreślić, że inwestycja w zaawansowane zabezpieczenia to nie tylko kwestia techniczna, ale także ekonomiczna i ekologiczna. Starannie zabezpieczona instalacja PV to gwarancja, że energia słoneczna będzie wykorzystywana w optymalny sposób, bez zbędnych przestojów i z minimalnym ryzykiem uszkodzeń. Dlatego, decydując się na budowę własnej instalacji fotowoltaicznej, nie należy oszczędzać na komponentach związanych z bezpieczeństwem.