Když mluvíme o fotovoltaickém systému, často si představíme pouze FV moduly, ale typická elektrárna tohoto typu je mnohem složitější. Skládá se také z měničů (invertorů), měřicích rozvaděčů na straně střídavého proudu připojených k elektrické síti, speciálních solárních kabelů, spojovacích prvků, nosných konstrukcí a také rozvaděčů s ochranou na straně stejnosměrného proudu – jako jsou přepěťové ochrany a nadproudové ochrany. Právě jim a problematice jejich výběru se budeme věnovat v tomto článku.
DC strana FV systému
Typicky má prosumerská fotovoltaická elektrárna velmi jednoduché schéma. FV moduly jsou umístěny na střeše budovy, uvnitř jsou rozvaděče a měniče, stejně jako měřicí rozvaděč s měřičem vyrobené energie. Všechny tyto prvky jsou propojeny dvou- nebo čtyřžilovými kabely.
V rozvaděčích stejnosměrného proudu se obvykle instalují zařízení chránící instalaci před přetížením nebo zkratem, svodiče přepětí a jistič stejnosměrného proudu. Hlavní účely těchto ochran jsou:
- ochrana fotovoltaických modulů před zkraty, přetížením a zpětnými zkratovými proudy,
- ochrana proti přepětí při spínání,
- ochrana před přepětím způsobeným bleskovými výboji.
Prohlédněte si produkty ETI v obchodě Onninen
Nebezpečná přepětí v citlivých fotovoltaických systémech jsou důsledkem bleskových výbojů nebo spínacích přepětí indukovaných ve smyčkách sériově zapojených FV modulů. Proto je ochrana proti přepětí jedním z nejdůležitějších typů ochrany pro stejnosměrnou část fotovoltaického zařízení.
Co je to svodič přepětí?
Je navržen tak, aby opakovaně sváděl vybíjecí proudy vznikající v důsledku přepětí ve fotovoltaické instalaci. Může tedy fungovat mnoho let, pokud není poškozen nebo pokud nedojde k přepětí či vybíjecímu proudu přesahujícímu možnosti dané ochrany. Po reakci na přepětí by se zařízení mělo vrátit do původního stavu.
Vzhledem ke své konstrukci se svodiče přepětí dělí na:
- Omezovač odpojení - s využitím primárně plynových a vzduchových jiskřišť.
- Omezovací svodič - používá hlavně varistory nebo speciální diody.
- Kombinovaný svodič - kombinující dva výše uvedené typy, tj. kombinace varistoru a plynového jiskřiště.
Svodiče přepětí ETI
Svodiče přepětí typu 1 nebo typu 2 ?
V současné době jsou na trhu tři typy fotovoltaických modulů: polykrystalické, monokrystalické a tenkovrstvé. Liší se úrovní přepěťové odolnosti, kterou by měl výrobce specifikovat ve svých specifikacích. Výběr svodičů přepětí bude do značné míry záviset na tomto parametru. Obvykle jsou přizpůsobeny jmenovitým napětím v rozmezí od 500 V do 1500 V DC. Při správné instalaci a uzemnění mohou poskytnout přepěťovou ochranu na úrovni 3 - 5 kV.
V závislosti na velikosti fotovoltaické elektrárny se používají dva typy svodičů přepětí: T1 nebo T2. První slouží k ochraně instalace před přepětím způsobeným přímými údery blesku do fotovoltaického systému nebo v jeho těsné blízkosti. Druhý chrání systém před spínacími přepětími nebo přepětím způsobeným nepřímými údery blesku.
Protože energie z přímého výboje je obvykle velmi velká, má svodič přepětí T1 jiskřiště nebo varistor s větší pevností. Díky tomu je typ 1 nutně dražší. Typ 2 se doporučuje pro použití v zařízeních bez externího systému ochrany před bleskem.
Někdy lze v elektroinstalaci fotovoltaiky se systémem ochrany před bleskem použít svodič přepětí T2. Je to proto, že napětí na straně stejnosměrného proudu je obvykle mnohem vyšší než napětí na straně střídavého proudu, kde se používají svodiče přepětí typu 1. V případě přímého výboje proto svodič přepětí na straně střídavého proudu zareaguje dříve.
Obecné schéma systému FV modulů a přepěťové ochrany
Vzhledem k riziku poškození svodičů přepětí nezapomeňte pravidelně kontrolovat jejich stav – kontrolní okénko. V případě poruchy svodiče přepětí se v jeho kontrolním okénku objeví červená barva. Uživatel bude následně informován o nutnosti výměny vyměnitelného prvku svodiče.
Kam nainstalovat svodič přepětí?
Svodič přepětí by měl být umístěn v blízkosti chráněného objektu, který chrání. V případě fotovoltaické elektrárny se jedná o FV moduly a střídač. Pokud délka kabelu spojujícího moduly se střídačem nepřesahuje 10 metrů, stačí do každého řetězce nainstalovat jeden svodič a umístit ho co nejblíže zařízení s nejnižší odolností vůči přepětí. Obvykle se jedná o DC/AC střídač. Pro jistotu je však vhodné zkontrolovat technické údaje fotovoltaických modulů.
Prohlédněte si produkty ETI v obchodě Onninen
Pokud délka kabelu mezi výše uvedenými prvky přesáhne 10 metrů, měl by být u modulů instalován jeden svodič přepětí T1+2 nebo T2 (v závislosti na tom, zda je nainstalován externí systém ochrany před bleskem) a druhý – obvykle stejného typu – u střídače.
Proč používat svodiče přepětí?
Příklad izolovaného systému ochrany před bleskem
Vzhledem ke své konstrukci a umístění je fotovoltaická instalace vystavena přímým a blízkým úderům blesku. V Polsku je průměrně 20–30 bouřkových dnů. To znamená, že každá fotovoltaická elektrárna je vystavena vážným škodám v důsledku úderů blesku. Ty mohou zničit především drahé komponenty, jako jsou samotné moduly nebo DC/AC střídače. V důsledku toho může být majitel instalace během sekundy vystaven výpadkům proudu a nákladným opravám FV systému. Na této skutečnosti nic nemění ani pojištění elektrárny. I když je instalace kryta, v případě poruchy pojišťovna nejprve ověří, zda byly splněny všechny formální podmínky – včetně vhodných ochranných opatření. Jejich absence pravděpodobně povede k odmítnutí vyplacení náhrady. Aby se tomuto riziku předešlo, je nezbytné zajistit, aby v každé FV elektrárně byly instalovány svodiče přepětí.
Přepěťová ochrana od ETI Polam
Pokud hledáte spolehlivé svodiče přepětí, podívejte se na značku ETI Polam. Nabízí všechna potřebná zařízení k ochraně fotovoltaických systémů před nadproudy a přepětím, včetně hotových rozvaděčů. Zde najdete rozvaděče vybavené pro individuální konfiguraci FV modulů - přizpůsobené počtu modulů v řetězci, počtu paralelně zapojených řetězců, typu a výkonu měniče a počtu vstupů měniče na straně stejnosměrného proudu. Zajistěte si svou fotovoltaickou elektrárnu u zkušeného výrobce!