Ochrona odgromowa paneli fotowoltaicznych. Co warto wiedzieć?

Coraz częściej możemy zaobserwować rozwój rynku odnawialnych źródeł energii. Dzieje się to za sprawą zyskujących na popularności paneli fotowoltaicznych, jako alternatywy dla paliw kopalnianych przy produkcji energii elektrycznej. Szacuje się, że zapotrzebowanie na energię na całym świecie w 2040 roku wzrośnie o 56%. Odnawialne źródła energii są jednym ze sposobów poradzenia sobie z tym problemem. Technologia oparta na OZE jest coraz tańsza, co przekłada się na jej dynamiczny rozwój. Widać to doskonale po ilości nowych instalacji PV na budyn­kach przemysłowych i gospodarstw domo­wych. Wynika to ze zrozumienia, że energia pozyskiwania ze słońca to nie tylko tańsze rachunki za prąd, ale także wkład w rozwój infrastruktury odnawialnych źródeł energii na poziomie lokalnym.

Zagrożenia

Instalacja fotowoltaiczna jest układem dość prostym, jeśli chodzi o zasadę działania. Panele pochłaniają promienie słoneczne emitowane przez Słońce i przetwarzają je w energię elektryczną. Instalacja fotowol­taiczna, najczęściej widziana na skośnych dachach domków jednorodzinnych, monto­wana jest nawet kilkanaście metrów nad ziemią w pobliżu szczytu budynku czy innych elementów jak np. kominy czy klimatyzatory. Duża powierzchnia paneli sprawia, że ryzyko uderzenia pioruna znacznie wzrasta a może to doprowadzić do kosztownych szkód mienia. Zaleca się w takim przypadku wykonanie montażu systemów chroniących instalację foto­woltaiczną przed skutkami wyładowań i przepięć.

Bezpieczeństwo

By spać spokojnie i być pewnym, że nasza instalacja będzie w pełni bezpieczna, należy wykonać instalacje pozwalające zabez­pieczyć naszą inwestycję kompleksowo tj.: zewnętrzną instalację odgromową, wewnętrzną instalację przeciwprzepię­ciową oraz wyrównanie potencjałów.

Ocena ryzyka jest kluczem do podjęcia decyzji czy montaż zewnętrznej ochrony odgromowej jest potrzebny, czy też nie. Koszty wykonania instalacji są nieporów­nywalnie mniejsze w niż straty związane z bezpośrednim wyładowaniem pioruna w naszą instalację. Uderzenie pioruna może skutkować pożarem, a nawet poważnymi szkodami konstrukcji budynku.

Przy projektowaniu czy montażu zewnętrz­nego urządzenia piorunochronnego, powinniśmy zwrócić szczególną uwagę na ochronę urządzeń znajdujących się na zabezpieczanych dachach zarówno przed skutkami wyładowania piorunochronnego jak i przed przeskokiem ładunku z insta­lacji odgromowej na chronione urządzenie. Normy wieloarkuszowe PN-EN 62305 jasno wskazują, że: „Wszystkie urządzenia dachowe z materiału izolacyjnego lub prze­wodzącego, które zawierają wyposażenie elektryczne i/lub służące przetwarzaniu informacji, powinny się znajdować w prze­strzeni ochronnej układu zwodów”.

Bardzo ważnym aspektem przy projekto­waniu instalacji odgromowej jest odpo­wiednia strefa ochronna i odstęp izolacyjny. Panele fotowoltaiczne, ze względu na swój zewnętrzny charakter umiejscowienia, są szczególnie narażone na bezpośrednie wyładowanie atmosferyczne. Prawidłowo wykonany projekt pozwala uniknąć ryzyka wystąpienia przeskoków iskrowych, stwa­rzających zagrożenie dla instalacji PV. Zgodnie z obowiązującymi zasady ochrony przyjmuje się dwie podstawowe zasady przy ustalaniu umiejscowienia zwodów pionowych:

• Rozmieszczenie masztów jest uznane za odpowiednie o ile obiekt chroniony znajduje się w całości w przestrzeni strefy ochronnej.

• Maszty odgromowe oraz układ zwodów poziomych oraz pionowych są odsunięte od urządzeń chronionych tworząc minimalny odstęp izolacyjny (s).

Ochrona przeciwprzepięciowa

Właściwe zaprojektowanie i wykonanie zewnętrznej instalacji ochrony odgro­mowej, przy zachowaniu bezpiecznego odstępu izolacyjnego zabezpiecza systemy PV przed bezpośrednim wyładowaniem atmosferycznym oraz skutkami przepływu prądu piorunowego przez te urządzenia. Skutki wyładowań powodujące uszko­dzenia lub zniszczenia urządzeń elektrycz­nych mogą być odczuwalne w promieniu do 2km od miejsca wyładowania pioruno­wego na skutek działania tzw. Piorunowych impulsów elektromagnetycznych, powo­dujących wzrost napięcia w instalacji elektrycznej obiektu budowlanego. Efekt ten fachowo określa się jako „przepięcie”. Panele fotowoltaiczne produkują prąd stały, który przekształcany jest w prąd zmienny o parametrach sieciowych przez inwerter. To urządzenie o skomplikowanej elektronice jest wrażliwe na wszelkie skutki pioruno­wych impulsów elektromagnetycznych. Posiadając wiedzę na temat prądu pioruno­wego należy zewnętrzną instalację odgro­mową paneli PV uzupełnić o dedykowane dla nich ograniczniki przepięć zgodne ze strefową koncepcją ochronną zawartą w normie PN-EN 62305-4. Tak skoordyno­wana ochrona odgromowa pozwala w pełni zabezpieczyć panele fotowoltaiczne oraz instalację wewnętrzną przed wszelkimi skutkami wyładowań piorunowych.

Wyrównanie potencjałów

Ostatnim elementem tworzącym komplek­sowy system ochrony odgromowej jest instalacja wyrównania potencjałów. Instalacja zewnętrznej ochrony odgro­mowej chroni nas przed bezpośrednimi wyładowaniami prądu piorunowego, jednak nie wyrównuje potencjałów pomiędzy poszczególnymi instalacjami oraz przewo­dzącymi elementami w obiekcie. Aby wyeli­minować te groźne zjawisko, stosujemy instalację wyrównania potencjałów. Dzięki niej minimalizujemy ryzyko porażenia osób, pożaru, uszkodzenia instalacji i urządzeń.

Ubezpieczenie

Prawidłowo wykonana instalacja odgro­mowa w oczach ubezpieczycieli jest wymieniana jako podstawowy warunek wypłaty odszkodowania w wyniku wystą­pienia szkód materialnych spowodowanych występowaniem ekstremalnych zjawisk pogodowych. Błędnym jest myślenie, podstawowe ubezpieczenie naszej nieru­chomości pozwoli nam uzyskać zadekla­rowaną kwotę odszkodowania. Według Polskiej Izby Ubezpieczeń (PIU) warunkiem ubezpieczenia obiektu wyposażonego w instalację fotowoltaiczną jest wykonanie instalacji odgromowej zgodnie z normą odgromową PN-EN 62305. Zachęcamy do dokładnej analizy umów i stosowania się do ich zapisów. Niedotrzymanie warunków umowy z ubezpieczycielem skutkować będzie brakiem wypłaty odszkodo­wania mimo wystąpienia szkody objętej ubezpieczeniem.

Podsumowanie

W obliczu trwającej transformacji energe­tycznej i wysokich cen energii elektrycznej instalacja fotowoltaiczna to doskonały wybór zarówno w przypadku dużych farm fotowoltaicznych, instalacji na budynkach przemysłowych ale również dla gospo­darstw domowych. Zapewnienie ochrony życia i mienia dzięki bezpiecznej ochronie odgromowej instalacji fotowoltaicznej, to najkorzystniejsza inwestycja a wiele lat niezawodnej pracy to spore oszczędności dla budżetu w każdej skali.