Ochrona przeciwpożarowa w systemach fotowoltaicznych

Podczas pożaru najwięcej problemów stwarza wysokie napięcie po stronie DC. Najważniejsze jest więc, jak najszybsze wyłączenie paneli systemu fotowoltaicznego, tak aby zapewnić bezpieczeństwo osób ewakuowanych z budynku, a także służb ratowniczych. Najprostszym sposobem, dzięki któremu można zrealizować wyłączenie systemu jest zwarcie za pomocą zestyku zwiernego wyłącznika zainstalowanego w pobliżu instalacji PV bieguna dodatniego i bieguna ujemnego. Zwarcie biegunów wyjściowych powoduje przepływ prądu zwarciowego o wartości plus minus 20% większej od prądu znamionowego, a także spadek napięcia na zaciskach falownika do wartości zbliżonej do zera. Pojawiający się prąd zwarciowy nie stwarza zagrożenia, pod warunkiem odpowiednio dobranych zabezpieczeń i przewodów. Wyłącznik pożarowy systemu powinien spełniać następujące wymagania:

Gdzie:

– prąd zwarcia panelu PV

- napięcie obwodu otwartego przy najniższej zakładanej temperaturze pracy

- napięcie znamionowe bezpiecznika

– liczba połączonych szeregowo paneli fotowoltaicznych w jednym łańcuchu

Wymogi techniczne dla instalacji fotowoltaicznych

Aby instalacja fotowoltaiczna działała sprawnie, bezawaryjnie i bezpieczne przygotowany został szereg wytycznych i wymogów, których spełnienie ma to zapewnić. Już na etapie projektowania instalacji wymagane jest, aby osoba, która go wykonuje posiadała uprawnienia budowlane do projektowania w specjalności instalacyjnej, a dokładniej w zakresie sieci, instalacji i urządzeń elektrycznych i elektroenergetycznych wymienionych w ustawie Prawo budowlane. Istnieje również druga możliwość, która dopuszcza wykonanie projektu osobom, które uzyskały certyfikat od Prezesa Urzędu Dozoru Technicznego w zakresie systemów fotowoltaicznych.

Szczegółowe wymaganie stawia się także poszczególnym elementom systemu: modułom fotowoltaicznym, falownikom oraz optymalizatorom mocy. Moduł fotowoltaiczny powinien cechować się sprawnością na poziomie przynajmniej 16%, a maksymalna moc modułu w warunkach STC nie powinna spadać poniżej 275 Wp, dodatkowo po pierwszym roku użytkowania spadek mocy modułów nie powinien przekroczyć 3%. Wytrzymałość mechaniczną modułów określa się natomiast na poziomie minimum 5400 Pa. Wykorzystywane inwertery powinny być beztransformatorowe, mieć sprawność euro nie mniejszą nić 96% i wykazywać współczynnik zakłóceń harmonicznych prądu poniżej 3%. W zastosowanych falownikach zalecany jest dobór naturalnej konwekcji lub wymuszonej konwekcji wentylatorowej, jako sposobu chłodzenia. Każdy inwerter powinien mieć zapewnioną gwarancję na wady ukryte na okres co najmniej dziesięciu lat. W niektórych instalacjach pojawia się konieczność skorzystania z optymalizatorów mocy, powinny mieć one możliwość współpracy z dowolnym falownikiem i nie ograniczać sposobów montażu modułów fotowoltaicznych. Sprawność maksymalną określa się na poziomie nie mniejszym niż 98%. Minimalna gwarancja na optymalizator mocy to również dziesięć lat.

Kiedy poszczególne elementy instalacji fotowoltaicznej są już odpowiednio skompletowane należy zastanowić się nad zagadnieniem ich odpowiedniego montażu. W zależności od tego jak zostanie ono dobrane niezbędne jest dobranie odpowiedniej konstrukcji wsporczej. Materiałem z jakiego najlepiej ją wykonać jest aluminium i stal nierdzewna. Sam sposób montażu zależy od rodzaju posadowienia (grunt, dach płaski, dach skośny) oraz rodzaju istniejącego pokrycia dachowego.

Ochrona przeciwprzepięciowa to przede wszystkim omówiona powyżej kwestia odpowiedniego usytuowania ograniczników. Natomiast istnieje też kilka dodatkowych wytycznych, które mogą podnieść jakość takiej ochrony. Na początku warto odróżnić, czy obiekt wyposażony jest w urządzenie piorunochronne, czy też nie. Jeżeli tak, to odpowiednie będzie zastosowanie ograniczników przepięć typu 1 lub w przypadku, gdy zachowane są odstępy izolacyjne – typu 2. W obiektach niewyposażonych w urządzenie piorunochronne zalecane jest dokonanie ekwipotencjalizacji systemu fotowoltaicznego. Można to uzyskać dzięki połączeniu przewodem wyrównawczym konstrukcji wsporczej generatora z główną szyną wyrównania potencjału budynku. Dodatkowo zabezpieczamy inwerter po stronie stałoprądowej ogranicznikami przepięciowymi typu drugiego.

Do połączeń w urządzaniach zabezpieczających przed przepięciami SPD wykorzystujemy przewody o odpowiednim przekroju. Dla instalacji nie posiadających urządzeń piorunochronnych oraz posiadających tego typu urządzenia, przy zachowaniu bezpiecznego ostępu izolacyjnego – przewód miedziany o średnicy co najmniej 6 mm². Większego przekroju wymagają natomiast instalacje z urządzeniem piorunochronnym, bez zachowania bezpiecznego ostępu izolacyjnego – przewód miedziany o średnicy minimum 16 mm².