Kiedy należy stosować ograniczniki w instalacji PV?

Zabezpieczenie instalacji fotowoltaicznych w obiektach budowlanych z zastosowaniem ograniczników przepięć jest obecnie już powszechnym standardem. Nawet elektrownie naziemne coraz częściej chronione są przez zewnętrzne ograniczniki przepięć. Dobór właściwego zabezpieczenia sprowadza się przede wszystkim do wyboru typu ogranicznika oraz jego znamionowego napięcia pracy.

Typ ogranicznika: Typ 1+2 lub Typ 2 uwzględnia jego wytrzymałość na prądy indukowane i prądy pioruna. Napięcie pracy z kolei powinno być uwzględniane zarówno po stronie DC, jak i AC. Obwody PV obecnie mogą być chronione ogranicznikami o napięciu nawet do 1500 V prądu stałego. Odpowiedni dobór ogranicznika powinien zapewnić właściwą wytrzymałość urządzenia i bezpieczną pracę instalacji.

Podstawowe wymagania w zakresie doboru ograniczników przepięć zawarte są w normie zharmonizowanej PN-HD 60364-7-712.

Kiedy i gdzie stosować ograniczniki przepięć w obwodach DC PV

Ochrona przed przepięciami instalacji fotowoltaicznej po stronie stałoprądowej DC uzależniona jest od ochrony odgromowej i rozmiarów instalacji PV.
Zgodnie z punktem 712.443.101 normy PN-HD 60364-7-712: „Tam, gdzie zgodnie z HD 60364-4-443 ochrona przed przepięciem dorywczym jest wymagana, powinna być zastosowana również po stronie d.c. instalacji PV.”
Z tego wynika, że: 🔸 Ochrona obwodów PV powinna być stosowana w każdym obiekcie wyposażonym w urządzenie piorunochronne (LPS), ponieważ zastosowanie LPS wymusza zabezpieczenie instalacji elektrycznej z zastosowaniem ogranicznika przepięć Typu 1. 🔸 Ochrona może być także stosowana nawet jeśli budynek nie posiada LPS, szczególnie w obiektach użyteczności publicznej, handlowych, przemysłowych i tam, gdzie przebywa duża liczba osób.
W pozostałych przypadkach zastosowanie ochrony uzależnione jest od oceny ryzyka na podstawie współczynnika CRL. W praktyce ochrona przed przepięciami konieczna jest w każdym obiekcie położonym w terenie wiejskim i podmiejskim.

Ocena ryzyka i długości trasy DC

Zgodnie z punktem 712.443.102, należy ocenić ryzyko w zależności od długości trasy kablowej między falownikiem a modułami PV.
Wartość długości L porównywana jest z wartością krytyczną Lcrit, zależną od typu instalacji PV i lokalnej gęstości wyładowań atmosferycznych Ng.

Tablica 1. Ocena ryzyka wg PN-HD 60364-7-712

Tablica 1.
📌 Jeżeli L ≥ Lcrit, wymagana jest ochrona przed przepięciami po stronie DC.

Lokalizacja SPD

Zgodnie z punktem 712.534.104: „Ograniczniki przepięć w obwodzie PV powinny znajdować się jak najbliżej falownika.”
Falownik to najbardziej wrażliwy element instalacji, narażony na przepięcia z obu stron – DC i AC. Ograniczniki umieszcza się więc przede wszystkim w rozdzielnicy przyłączeniowej, przy falowniku.
Jednak normy są w tej kwestii rygorystyczne – jeśli odległość od falownika do paneli przekracza 10 metrów, może być wymagana dodatkowa ochrona po stronie paneli PV.
Ograniczniki warto stosować również jako zabezpieczenie obwodów wprowadzanych z zewnątrz (np. z dachu) do wnętrza budynku.

Kiedy należy stosować SPD w obwodzie DC instalacji PV?

•    Zawsze, gdy obiekt wyposażony jest w urządzenie piorunochronne (LPS),
•    Gdy obiekt nie posiada LPS, ale instalacja AC jest chroniona przed przepięciami,
•    Gdy długość trasy DC między falownikiem a panelami przekracza wartość Lcrit.

Podsumowanie

W większości przypadków w instalacjach PV stosowanie ograniczników przepięć nie budzi wątpliwości – kluczowe jest jednak dobranie właściwego typu i parametrów urządzenia.
📌 Typ ogranicznika (1+2 lub 2) zależy od ochrony odgromowej, 📌 Napięcie znamionowe UCPV powinno uwzględniać specyfikę łańcucha PV i warunki pracy.
Dobór odpowiedniego SPD przekłada się na niezawodność, trwałość i bezpieczeństwo instalacji PV – a więc także inwestycji całego obiektu.

Chcesz podjąć decyzję o zabezpieczeniu swojej instalacji? 💡 Wybór odpowiedniego ogranicznika przepięć to nie tylko zgodność z normą, ale przede wszystkim świadoma ochrona Twojej inwestycji.