Jak zabezpečit fotovoltaiku

Poradíme, jak na bezpečné jištění a odpínání FVE. Jak zabránit požáru při poruše? Jaké jsou možnosti ochrany DC části, AC části fotovoltaiky? Pro fotovoltaické systémy je třeba dodržovat vyšší bezpečnostní nároky než u běžné elektroinstalace. Uvedeme důležité, aktuálně platné, technické normy a základní principy, na které musíte myslet při výběru komponentů pro fotovoltaické systémy. Tím prodloužíte životnost FVE a minimalizujete rizika.

Nejčastější rizika u FVE

• Nedostatečná ochrana vůči vlivům prostředí: mechanické poškození větví, kamenem, ptáky,...
• Nezohlednění statiky budovy při projektování FVE: zhroucení ploché střechy pod tíhou solárních panelů a sněhu.
• Nedodržena bezpečná vzdálenost vedení hromosvodu a solárních kabelů: úder blesku se přenese i do FVE soustavy.
• Špatně dimenzovaný venkovní rozvaděč FVE: přehřátí v rozvaděči na střeše v létě.
• Nedostatečný prostor mezi poli solárních panelů: neúmyslné poškození při montáži či výměně solárních panelů.
• Nezajištěna mechanická ochrana a pevné uložení solárních kabelů: porušení izolace vodiče způsobí v důsledku elektrický oblouk či zkrat.

Většině těchto rizik se lze vyhnout správně naprojektovanou fotovoltaikou, odbornou montáží a správným jištěním zejména DC části FVE.

Proč je nutné jištění solárních panelů?

Solární panely, či PV moduly, produkují stejnosměrné napětí kdykoliv na ně dopadá sluneční záření. Nedají se vypnout. Toto DC napětí může být paradoxně nebezpečnější než střídavé napětí AC, protože solární panely jsou zapojeny v řetězci (tzv. stringu). Konkrétní nebezpečí nastává v situaci, kdy je ve stringu poškozen jeden PV modul. To může vzniknout i málo pravděpodobnými příčinami v otevřeném venkovním prostředí. Obvykle mechanické poškození se projeví jako zkrat v solárním panelu. V tu chvíli ostatní funkční solární panely dodávají energii do tohoto poškozeného místa. Následuje nestabilita v celé FVE a požár. Stavební materiály i solární panely obsahují hořlavé látky a požár se šíří.

A jak by situace vypadala se správným jištěním DC části FVE? Jistící prvek samočinně odpojí vadný string PV modulů dřív než vznikne požár. Zbytek soustavy může fungovat dál. Co když je ale porucha rozsáhlejší? Odpovědí je víceúrovňové jištění. Připomeňme strukturu sítě solárních panelů: skládá se z PV modulů zapojených do stringů, stringy jsou zapojeny do polí. Tyto PV pole jsou standardně připojeny do měniče, který generuje střídavé AC napětí. Jištění DC části FVE by mělo být ve 3 úrovních:

• Ochrana PV stringu – pro malé i velké FVE
  
• Ochrana PV pole – pro FVE s více poli
  
• Ochrana PV měniče – pro bezpečný servis
  

Jaké jističe použít pro DC část FVE?

Aktuálně platná norma pro FVE je ČSN 33 2000-7-712 ed. 2 – Fotovoltaické (PV) systémy. Z této normy vychází následující požadavky na jističe a pojistky, obecně nadproudovou ochranu. Ve stejnosměrném obvodu (DC rozvaděči FVE) použijte vždy jističe pro DC bez určené polarity, tzv. obousměrné. Bohužel, jističe s určenou polaritou mohou zdánlivě pracovat správně, ale při výše zmíněném poškození solárního panelu se může změnit polarita a s tím si už tyto jističe neporadí. Rozdíl je v tom, že jističe s určenou polaritou neumí zhášet DC elektrický oblouk opačné polarity uvnitř zhášecí komory. Proto je nutné použít obousměrné DC jističe. Dále, jističe pro FVE musí splňovat normy EN-60947-2 nebo EN 60898-1. Pojistky pro FVE musí mít vypínací charakteristiku gPV, dle normy EN 60269-6. Existuje celá paleta jistících a odpínacích prvků pro fotovoltaiku, například od výrobce Eaton. S výběrem kvalitních komponent vám pomůžeme.

Spínací přístroje pro DC část FVE

Pro spínací přístroje v DC obvodu, odpínače a odpojovače, uvádí zmíněná norma pro fotovoltaické systémy doporučení spínat každý pól. Zároveň musí být spínání obou pólů realizováno jedním přístrojem. V praxi to znamená mít u každého PV stringu jeden dvoupólový odpojovač s pojistkami gPV. Protože však DC odpojovač nelze odepnout pod zátěží z důvodu úrazu elektrickým obloukem (chová se jako držák pojistek), je třeba před tyto odpojovače zařadit PV odpínač. Takový odpínač nám umožní bezpečně odpojit celé PV pole v souladu s normou. Až potom můžeme manipulovat s pojistkami v odpojovačích nebo se solárními panely.

 

Ochrana DC části FVE je zajištěna kombinací: vypínače FVE, jistič a pojistkový odpínač FVE, přepěťová ochrana. Velmi užitečné a komplexní řešení "all in one" je i oblouková ochrana AFDD detekující oblouk, reziduální proud i nadproud kdekoliv v DC soustavě. Veškeré DC přístroje musí být určené pro PV aplikace, bez určení polarity a pro jmenovité napětí 1000V či 1500V. Ochrana AC části FVE je zajištěna: proudovým chráničem, jističem, přepěťovou ochranou. Přístroje je potřeba instalovat do vhodného plastového rozvaděče s dostatečným stupněm krytí, izolace a odolností.

Jak tedy na bezpečnou fotovoltaiku? Stačí nepodceňovat profesionální projektování fotovoltaiky se správným dimenzováním jištění FVE, zohlednění statiky budovy a hromosvodu.

Odpínače, jističe, rozvaděče pro fotovoltaiku i solární kabely prvotřídních značek najdete u nás.

CHCI FVE KOMPONENTY

Zdroj: Eaton