Wyładowania atmosferyczne, a instalacja fotowoltaiczna. Ten temat nadal owiany jest mgiełką tajemnicy i wzbudza kontrowersje. Zupełnie niepotrzebnie, bo fotowoltaika nie jest łowcą burz i nie przyciąga piorunów, tak samo jak nie wywołuje pożarów – jeżeli jest wykonana zgodnie ze sztuką. Skąd więc pochodzi ta cała dezinformacja? Wyjątkowo ma ona poparcie w faktach, by uzyskać kontrolę nad prawami fizyki wystarczy jednak uziemienie paneli fotowoltaicznych.
Dlaczego należy uziemiać instalację fotowoltaiczną?
Na pytanie, dlaczego należy uziemiać instalację fotowoltaiczną tak naprawdę odpowiedź znalazła się już we wstępie. Uziemienie paneli fotowoltaicznych to podstawowa ochrona instalacji PV. Burza z gwałtownymi wyładowaniami niesie ze sobą dwa główne niebezpieczeństwa. Uderzenie pioruna o napięciu nawet kilkudziesięciu milionów volt oraz fala elektromagnetyczna, która po uderzeniu pioruna powstaje. Ona też jest zagrożeniem, przede wszystkim dla sprzętów elektrycznych — w tym inwertera.
Z czego się składa uziemienie instalacji fotowoltaicznej
Prawidłowe uziemienie paneli fotowoltaicznych polega na wykonaniu połączenia wyrównawczego. To ono pozwala na bezpieczne odprowadzanie ładunków elektrycznych do ziemi. Piorun zawsze „szuka” najkrótszej drogi do ziemi i tę jego właściwość wykorzystuje się, gdy konstruuje się instalację odgromową. Zasady i wymagania techniczne, które dotyczą ochrony odgromowej określa zbiór norm PN EN 62305. Uziemienie paneli fotowoltaicznych zgodnie z obowiązującą normą, jest konieczne, aby dokonać odbioru technicznego budynku oraz by zagwarantować sobie skuteczność działania instalacji odgromowej. Normy precyzują wiele detali, to z czego się składa uziemienie instalacji fotowoltaicznej oraz do pewnego stopnia samą procedurę. Zawierają one wytyczne jak uziemia się instalację fotowoltaiczną.
Jak uziemia się instalację fotowoltaiczną?
O tym jak zrobić uziemienie fotowoltaiki decyduje w dużej mierze fakt czy sam budynek, z którym powiązana jest elektrownia słoneczna posiada już instalację odgromową. Z kolei o tym czy sam budynek musi ją posiadać i na jakim poziomie to będzie ochrona również decydują normy.
Instalacje odgromową dzielimy na zewnętrzną i wewnętrzną. Zewnętrzna służy do bezpośredniego odbierania energii wyładowań podczas burzy, natomiast część wewnętrzna ma za zadanie przeciwdziałać iskrzeniom, wszelkim przepięciom w obiekcie.
Prace nad odgromieniem rozpoczyna się od podjęcia decyzji o rozmieszczeniu poszczególnych elementów instalacji. Do tego zadania wykorzystuje się kilka metod m.in. metodę kąta ochronnego czy metodę toczącej się kuli. Każda z nich ma nieco odmienne założenia, jednak w obu przypadkach ich zastosowanie ma skutkować wyznaczeniem tzw. przestrzeni chronionej budynku.
Gdy na obiekcie odgromienie nie jest zainstalowane wtedy uziemienie paneli fotowoltaicznych i całej instalacji PV jako takiej pełni rolę funkcjonalną. Uwaga! Przekrój przewodu w tym wypadku powinien wynosić przynajmniej 6 mm kwadratowych. Takie uziemienie fotowoltaiki zawsze powinno posiadać połączenie modułów fotowoltaicznych i profili aluminiowych do głównej szyny wyrównawczej za pomocą przewodu. Takie rozwiązanie techniczne stosuje się również, gdy zachowane są odstępy izolacyjne między elektrownią słoneczną, a uziemieniem fotowoltaiki.
Pora na omówienie sytuacji odwrotnej do tej opisanej powyżej. Nieruchomość ma uziemienie fotowoltaiki, jednak niemożliwe jest zachowanie odstępów izolacyjnych pomiędzy samą fotowoltaiką a uziemieniem. Wtedy konieczne jest przyjęcie założenia, że w przypadku wyładowań przez połączenie będzie płynąć prąd. W takich okolicznościach zachodzi konieczność zastosowania przewodu o znacznie większym przekroju – przynajmniej 16 mm.
Prace nad prawidłowym uziemieniem fotowoltaiki ułatwia, to że konstrukcje mocujące dla fotowoltaiki w większości wyposaża się w dedykowane rozwiązania uziemiające, dodatkowo indywidualizowane ze względu na rodzaj stosowanej w danej konstrukcji szyny mocującej. W ten sposób uziemienie samej konstrukcji paneli fotowoltaicznych jest prostsze, ale warto pamiętać o tym, że nie jest ono wystarczające i nie jest tożsame z odgromieniem całej instalacji. Podkreślmy to jeszcze raz uziemienie konstrukcji paneli fotowoltaicznych, to nie jest uziemienie instalacji fotowoltaicznej. Dlaczego? Między stelażem a anodowaną ramą modułu nie występuje zjawisko przewodzenia. By to zmienić stosuje się specjalne otwory uziemiające w ramach, ewentualnie wykonawcy sięgają po specjalne klemy, które przebijają anodowanie.
Źle wykonane uziemienie fotowoltaiki - do czego może prowadzić?
Czy uziemienie paneli fotowoltaicznych na gruncie musi przebiegać w odmienny sposób niż ma to miejsce w przypadku lokalizacji instalacji PV na dachu? Dla konstrukcji wolnostojących na poziomie gruntu wspomniane wyżej normy stanowią, aby wykorzystywać tzw. zwody pionowe. W przepisach określa się ściśle ich wysokość uzależnioną od kąta osłonowego alfa wynikającego z przyjętego poziomu ochrony budynku. A to nie wszystko. Normy determinują również wybór materiału wykonania oraz jego grubość. Czy obchodzenie tych restrykcyjnych norm ma sens? Źle wykonane uziemienie fotowoltaiki i to do czego może prowadzić skutecznie zniechęca do omijania obowiązujących przepisów. O zagrożeniach ze strony pioruna była już mowa na początku tego artykułu. Pracę nad uziemieniem najlepiej powierzyć wyspecjalizowanym w tej dziedzinie firmom, a jak sprawdzić ich pracę i czy instalacja fotowoltaiczna jest prawidłowo uziemiona?
Jak sprawdzić czy instalacja fotowoltaiczna jest prawidłowo uziemiona?
Przede wszystkim należy skontrolować czy elementy systemu są ze sobą dobrze połączone, wszystkie przewody doprowadzone do ziemi. Następnie należy skupić się na średnicy zastosowanych kabli, rodzaju zastosowanych listew odgromowych oraz ograniczników przepięć. Rodzaj tych ostatnich zawsze powinien być ściśle dostosowany do napięcia pracy, klasy ochrony niezbędnej dla paneli i samego inwertera oraz samej instalacji odgromowej.
