Zabezpieczenia w fotowoltaice – ochrona przeciwprzepięciowa

Systemy fotowoltaiczne muszą być zabezpieczone przed przepięciami i sprzężeniami, bez względu na to czy system jest objęty ochroną odgromową, czy nie. Uderzenie pioruna wywołuje skutki w otoczeniu w promieniu ok. 1 km, powodując sprzężenia i przepięcia w instalacji elektrycznej. Ochrona przeciwprzepięciowa oznacza ochronę przed przepięciami pochodzącymi z sieci energetycznej, przed przepięciami i sprzężeniami wywołanymi uderzeniem pioruna w okolice instalacji i w instalację oraz innymi przepięciami powstałymi w instalacji fotowoltaicznej i sterującej. Ogólne zasady stosowania ochrony przeciwprzepięciowej dla systemów fotowoltaicznych zawiera norma PN-EN 61173:2002. Ochrona przepięciowa fotowoltaicznych (PV) systemów wytwarzania mocy elektrycznej. Przewodnik.

Szczegółowe zasady stosowania ochrony przeciwprzepięciowej zawierają normy:

  • PN-IEC 61643-1.Urządzenia ograniczające przepięcia dołączone do sieci rozdzielczych niskiego napięcia. Wymagania techniczne i metody badań.
  • PN-IEC-60364-4-442.Instalacje elektryczne w obiektach budowlanych. Ochrona dla zapewnienia bezpieczeństwa. Ochrona przed przepięciami .Ochrona instalacji niskiego napięcia przed przejściowymi przepięciami i uszkodzeniami przy doziemieniach w sieciach wysokiego napięcia.
  • PN-IEC 60364-4-443:1999, Instalacje elektryczne w obiektach budowlanych. Ochrona dla zapewnienia bezpieczeństwa. Ochrona przed przepięciami. Ochrona przed przepięciami atmosferycznymi i łączeniowymi.
  • PN-HD 60364-7-712:2007 Instalacje elektryczne w obiektach budowlanych. Część 7-712: Wytyczne dotyczące specjalnych instalacji lub lokalizacji. Fotowoltaiczne (PV) układy zasilania.

W celu zabezpieczenia systemów fotowoltaicznych i podłączonych do nich urządzeń elektronicznych przed przepięciami i sprzężeniami, stosuje się specjalne ograniczniki przepięć (SPD) przeznaczone do systemów fotowoltaicznych po stronie prądu stałego oraz standardowe ograniczniki przepięć po stronie prądu przemiennego. Dobór niewłaściwych ograniczników przepięć może stwarzać zagrożenie pożarowe dla urządzeń elektrycznych i elektronicznych. Zasady stosowania ochrony przeciwprzepięciowej różnią się w zależności od zastosowanej ochrony odgromowej.

System fotowoltaiczny zainstalowany na dachu bez urządzenia piorunochronnego

Jest to przypadek, w którym nie występuje ryzyko bezpośredniego wyładowania atmosferycznego w budynek i system PV, więc należy stosować tylko ograniczniki przepięć (SPD) typu 2 (klasy C). Po stronie DC, SPD powinien być zainstalowany na wejściu inwertera, jak najbliżej niego. Jeżeli odległość między panelami, a inwerterem jest większa niż 10 m, to należy zastosować dwa ograniczniki przepięć – na wejściu inwertera, oraz przy panelach. Po stronie DC stosuje się SPD dedykowane dla systemów fotowoltaicznych. Po stronie AC inwertera stosuje się ograniczniki przepięć dedykowane dla sieci 230/400VAC. Jeżeli odległość między rozdzielnicą główną budynku, a inwerterem jest większa niż 10 m, należy zastosować dwa SPD. Jeżeli ta odległość jest mniejsza – wystarczy jeden SPD.

System fotowoltaiczny zainstalowany na dachu z urządzeniem piorunochronnym

System fotowoltaiczny powinien być zainstalowany na dachu z urządzeniem piorunochronnym, przy zachowaniu bezpiecznych odstępów izolacyjnych między elementami systemu PV, a elementami urządzenia piorunochronnego. Może się jednak zdarzyć, że zachowanie bezpiecznych odstępów nie jest możliwe, lub dach jest wykonany z metalu (np. z blachy). Dla tych dwóch przypadków, zasady stosowania SPD różnią się. Jeżeli odstęp izolacyjny jest zachowany, to zasady instalowania SPD po stronie DC są identyczne jak w przypadku gdy budynek nie jest wyposażony w urządzenie piorunochronne. Po stronie AC należy zastosować SPD typu 1 (klasy B). Wynika to z faktu wyposażenia budynku w urządzenie piorunochronne. Jeżeli  zainstalowany SPD typu 1 nie jest w stanie zapewnić odpowiedniego poziomu ochrony dla obwodów AC inwertera, to należy zastosować dodatkowy SPD typu 2. Zazwyczaj zastosowanie SPD typu 2 po stronie AC będzie niezbędne.

Jeżeli jednak odstępy izolacyjne nie są zachowane lub dach jest wykonany z metalu, to wykonuje się dodatkowe połączenia wyrównawcze między obudową paneli a układem zwodów. Ze względu na możliwość oddziaływania na instalację wewnątrz budynku części prądu piorunowego, po stronie DC należy zastosować SPD typu 1 dedykowane dla instalacji fotowoltaicznych. Po stronie AC zasady stosowania ochrony przeciwprzepięciowej są takie same jak w poprzednim przypadku – SPD typu 1 i 2.

Farma fotowoltaiczna

Na farmach fotowoltaicznych po stronie DC należy stosować SPD typu 2 dedykowane dla systemów fotowoltaicznych. SPD powinny być zainstalowane w skrzynkach przyłączeniowych stringów oraz przy inwerterze. Jeżeli inwerter jest zainstalowany w tej samej skrzynce, co połączenia stringów – wystarczy jeden SPD typu 2. Dotyczy to farmy fotowoltaicznej objętej ochroną odgromową lub takiej na której nie występuje ryzyko bezpośredniego wyładowania atmosferycznego w elementy systemu. Zasady ochrony przeciwprzepięciowej po stronie DC systemu są takie same jak dla budynków – różnią się w zależności od zastosowanej ochrony odgromowej.

Zastosowanie odpowiedniej ochrony przeciwprzepięciowej po stronie AC na farmie fotowoltaicznej, zależy od konfiguracji sieci, jej rodzaju i długości, rodzaju spodziewanych przepięć i konieczności oraz opłacalności stosowanej ochrony. Zasady jej stosowania należy rozpatrywać w każdym przypadku indywidualnie, na podstawie zasad określonych w normach i przepisach.

easysolar-728x90gif

Zobacz również:

  • Książki dla elektrykaKsiążki dla elektryka Zawsze byłem zdania, że jeśli nie poszerzamy wiedzy w dziedzinie, w której się specjalizujemy, prędzej czy później wypadniemy z rynku. Ja czytam prawie codziennie. Postanowiłem polecić Ci […]
  • Ochrona przeciwporażeniowa w systemach fotowoltaicznychOchrona przeciwporażeniowa w systemach fotowoltaicznych System fotowoltaiczny to elektrownia i wszystkie osoby mogące mieć do niej dostęp muszą być bezpieczne. Przede wszystkim należy zadbać o zapewnienie ochrony podstawowej – przed dotykiem […]
  • Mój pierwszy system fotowoltaiczny – aspekty praktyczne oraz problemyMój pierwszy system fotowoltaiczny – aspekty praktyczne oraz problemy W poniższym wpisie opisuję budowę mojego pierwszego systemu fotowoltaicznego o mocy 17kWp, który uruchomiliśmy na dachu domu jednorodzinnego moich rodziców. Jakakolwiek pierwsza budowana […]

Dodaj komentarz

Podpis *
Email *
Witryna internetowa