W instalacjach fotowoltaicznych jednym z priorytetów jest zapewnienie maksymalnego bezpieczeństwa obiektom i przebywającym w nich ludziom. Równie ważne jest też efektywne działanie instalacji, dlatego są one wyposażone w tzw. ograniczniki przepięć. Jakie cechy musi spełniać ogranicznik i jakie są skutki jego braku?
Sprawdź ograniczniki przepięć w hurtowni Onninen
Instalacje fotowoltaiczne, a ich ochrona ogranicznikami przepięć
Jednym ze sposobów na pozyskiwanie energii z odnawialnych źródeł jest wybór instalacji fotowoltaicznej. Ich montaż wiąże się ze spełnieniem określonych wymogów, w tym właściwego zabezpieczenia układu m.in. przed przepięciami. W układzie bez zabezpieczeń bardzo łatwo mogłoby dojść do awarii. Bez względu na powód pojawiającego się przepięcia, może ono doprowadzić do uszkodzenia samych paneli, jak i falowników, przewodów, lub innych istotnych dla prawidłowego działania elementów.
Zabezpieczenie instalacji fotowoltaicznej przed przepięciami jest niezbędne, ze względu na specyfikę montażu i usytuowanie paneli. Znajdujące się na zewnątrz budynku, są narażone na działanie trudnych warunków atmosferycznych. Największym zagrożeniem jest uderzenie pioruna. Nie musi on trafić bezpośrednio w panele, bo nawet odległość kilku kilometrów może doprowadzić do powstania przepięcia indukcyjnego i awarii.
Odpowiednie zabezpieczenie pozwala chronić instalację przed zakłóceniami pojawiającymi się w sieci elektrycznej. Jeśli instalacja PV jest połączona z siecią elektroenergetyczną w budynku, przez co są narażone na awarie i przepięcia wywołane nieprawidłową pracą urządzeń w sieci. Zastosowanie właściwej ochrony przeciwprzepięciowej pozwala zapobiegać awariom oraz wysokim kosztom ewentualnych napraw.
Mechanizm działania ograniczników przepięć polega na odprowadzaniu z układu nadmiaru energii przepięciowej, w celu ochrony działających urządzeń i komponentów. Energia ta jest następnie przekierowywana do ziemi. W instalacjach fotowoltaicznych stosuje się ogranicznik przepięć DC i AC.
W praktyce, w instalacjach wykorzystuje się różne rodzaje ograniczników. W zależności od klasy są to ograniczniki:
- typu 1 — stosowane tam, gdzie ryzyko bezpośredniego uderzenia pioruna jest wysokie, w tym w systemach posiadających zewnętrzną ochronę odgromową;
- typu 2 — najczęściej stosowane w instalacjach fotowoltaicznych, gdzie największym zagrożeniem są tzw. przepięcia indukcyjne związane z wyładowaniami atmosferycznymi lub pochodzące z sieci;
- typu 3, które są używane łącznie z modelami typu 2, ich rolą jest zapewnienie dodatkowej ochrony urządzeniom elektronicznym szczególnie wrażliwym na skoki napięcia.
Jakie cechy musi spełnić ogranicznik przepięć do systemów PV?
W instalacjach fotowoltaicznych stosowane są specjalne ograniczniki przepięć, cechujące się odpornością na wysoką i niską temperaturę. Ze względu na fakt, że panele fotowoltaiczne instalowane są na zewnątrz, narażone są na mróz, wiatr, deszcz, a latem także na działanie promieniowania słonecznego. Z tego względu stosowane ograniczniki muszą być wytrzymałe i przygotowane do pracy w skrajnych temperaturach. Przyjmuje się, że zakres powinien obejmować przedział od -40°C do +85°C.
Drugim istotnym czynnikiem jest wysoka wytrzymałość impulsowa. Zabezpieczenie musi być w stanie przyjąć impuls nawet o dużej wartości, bez ryzyka jego uszkodzenia. Wartość ta musi być duża, rzędu nawet 40 kA, a gdy używany jest ogranicznik przepięć typ 1 — nawet wyższa. Od tego zależy bezpieczeństwo całego układu.
Skutki braku zastosowania odpowiednich ograniczników przepięć PV
Ochrona przeciwprzepięciowa jest niezbędna w instalacjach fotowoltaicznych. Nagły wzrost wartości parametrów oraz pojawienie się przepięcia mogłoby doprowadzić do poważnej awarii fotowoltaicznych, falowników, przewodów i złączy.
Pojawiające się przepięcia instalacji elektrycznej stwarzają ryzyko wybuchu pożaru paneli. Stąd tak ważne jest zapewnienie maksymalnej ochrony przeciwpożarowej. Należy pamiętać, że pożar paneli to także zagrożenie dla budynków mieszkalnych.
W celu prawidłowej ochrony stosowany jest ogranicznik przepięć, dopasowany do potrzeb konkretnej instalacji. Jego dobór musi być kompatybilny z systemem ochrony odgromowej instalacji.
Brak ogranicznika w instalacjach elektrycznych przy panelach fotowoltaicznych może prowadzić do spadku efektywności działania oraz przerw w dostawie prądu.