Przepięcia w instalacjach fotowoltaicznych – jak skutecznie chronić system PV?

Przepięcia w instalacjach fotowoltaicznych

Przepięcia to nagłe wzrosty napięcia w sieci elektrycznej, które mogą być indukowane przez wyładowania atmosferyczne lub operacje łączeniowe w sieci. W kontekście systemów PV, najbardziej narażonymi komponentami są inwertery DC/AC. Od strony prądu stałego (DC) mogą one doświadczać przepięć indukowanych w łańcuchach PV oraz częściowych prądów pioruna przenikających do instalacji podczas bezpośrednich wyładowań. Z kolei od strony prądu przemiennego (AC) inwertery są podatne na przepięcia pochodzące z sieci elektroenergetycznej.

Znaczenie ochrony przed przepięciami

Skutki przepięć mogą być poważne, prowadząc do uszkodzenia lub zniszczenia kluczowych elementów instalacji PV, takich jak inwertery czy panele słoneczne. To z kolei może skutkować kosztownymi naprawami, przestojami w produkcji energii oraz skróceniem żywotności całego systemu. Dlatego implementacja odpowiednich środków ochrony przed przepięciami jest kluczowa dla zapewnienia niezawodności i trwałości instalacji.

Metody ochrony instalacji PV

1. Ochrona odgromowa: W przypadku nowych budynków konieczna jest ocena ryzyka zgodnie z normą PN-EN 62305-2, aby określić potrzebę instalacji systemu ochrony odgromowej (LPS). Jeśli LPS jest wymagane, należy zadbać o odpowiednie odseparowanie urządzenia od elementów PV, aby uniknąć bezpośredniego narażenia na prądy piorunowe.

2. Ograniczniki przepięć (SPD):

Te urządzenia są kluczowe w ochronie przed przepięciami. Powinny być zainstalowane w strategicznych punktach instalacji PV, takich jak:

• rozdzielnica główna obiektu
• strona AC inwertera
• strona DC inwertera
• panele PV

Dobór odpowiedniego typu SPD zależy od konfiguracji systemu oraz poziomu ryzyka związanego z przepięciami.

3. Minimalizacja pętli indukcyjnych: Należy dążyć do redukcji powierzchni pętli w obwodach DC, co zmniejsza możliwość indukowania się napięć przepięciowych. Osiąga się to poprzez odpowiednie prowadzenie przewodów oraz stosowanie połączeń wyrównawczych.

Normy i standardy

Projektowanie i implementacja systemów ochrony przed przepięciami w instalacjach PV powinny opierać się na aktualnych normach, takich jak:

• PN-HD 60364-7-712:2016-05: Dotyczy wymagań specjalnych dla instalacji fotowoltaicznych.
• PN-EN 62305: Seria norm dotyczących ochrony odgromowej. Przestrzeganie tych standardów zapewnia skuteczność zastosowanych środków ochrony oraz zgodność z obowiązującymi przepisami.

Podsumowanie

Ochrona instalacji fotowoltaicznych przed przepięciami jest kluczowa dla ich bezawaryjnego działania i długowieczności. Poprzez zastosowanie odpowiednich systemów ochrony odgromowej, instalację ograniczników przepięć oraz minimalizację pętli indukcyjnych, można skutecznie zabezpieczyć system PV przed negatywnymi skutkami wyładowań atmosferycznych i innych źródeł przepięć. Inwestycja w solidne środki ochrony przekłada się na bezpieczeństwo, niezawodność i efektywność całej instalacji fotowoltaicznej.