Keď hovoríme o fotovoltaickom systéme, často uvažujeme jednoducho o FV moduloch, ale typická elektráreň tohto typu je oveľa zložitejšia. Ďalej pozostáva z meničov (Invertorov), meracích rozvádzačov na AC strane pripojených do elektrickej siete, špeciálnych solárnych káblov, spojovacích prvkov, nosných konštrukcií, ako aj rozvádzačov s ochranami na DC strane - ako sú zvodiče prepätia a nadprúdová ochrana. Práve im a problematike ich výberu budeme venovať tento článok.
Jednosmerná strana FV systému
Prosumer fotovoltaická elektráreň má zvyčajne veľmi jednoduchú schému. FV moduly sú umiestnené na streche budovy, vo vnútri sú rozvádzače a meniče, ako aj merací rozvádzač s meračom vyrobenej energie. Všetky tieto prvky sú prepojené dvoj- alebo štvorvodičovými káblami.
Jednosmerné rozvádzače sú spravidla vybavené zariadeniami chrániacimi inštaláciu pred preťažením alebo skratom, obmedzovačmi prepätia a odpojovačom jednosmerného obvodu. Hlavnými účelmi týchto záruk sú:
- ochrana fotovoltaických modulov proti skratu, preťaženiu a spätnému skratovému prúdu,
- ochrana proti spínacím prepätiam,
- ochrana pred prepätiami v dôsledku výbojov blesku.
Pozrite si produkty ETI v predajni Onninen
Nebezpečné prepätia v citlivých fotovoltaických systémoch vznikajú v dôsledku bleskových alebo spínacích prepätí indukovaných v slučkách FV modulov zapojených do série. Preto je prepäťová ochrana jedným z najdôležitejších typov ochrany pre jednosmernú časť fotovoltaickej inštalácie.
Čo je to zvodič prepätia?
Je určený na opakované vybíjanie výbojových prúdov vznikajúcich v dôsledku prepätia vo fotovoltaickej inštalácii. Preto môže fungovať dlhé roky, ak nie je poškodený alebo nedochádza k nárazovému alebo výbojovému prúdu presahujúcemu kapacitu daného zvodiča. Po reakcii na prepätie by sa malo zariadenie vrátiť do pôvodného stavu.
Zvodiče prepätia sa podľa svojej konštrukcie delia na:
- Rezná poistka - využívajúca predovšetkým plynové a vzduchové iskriská.
- Obmedzovací zvodič - používa sa hlavne s varistormi alebo špeciálnymi diódami.
- Kombinovaný zvodič - kombinuje vyššie uvedené dva typy, t.j. kombinácia varistora a plynového iskriska.
Zvodiče prepätia ETI
Zvodiče prepätia typu 1 alebo typu 2?
V súčasnosti sú na trhu tri typy fotovoltických modulov: polykryštalické, monokryštalické a tenkovrstvové. Líšia sa úrovňou odolnosti proti prepätiu, ktorú by mal výrobca uviesť vo svojich špecifikáciách. Výber zvodičov prepätia bude do značnej miery závisieť od tohto parametra. Typicky sú dimenzované pre napätie v rozsahu od 500 V do 1500 V DC. Pri správnej inštalácii a uzemnení môžu poskytnúť prepäťovú ochranu 3 – 5 kV.
V závislosti od veľkosti fotovoltaickej elektrárne sa používajú dva typy zvodičov prepätia: T1 alebo T2. Prvý sa používa na ochranu inštalácie pred prepätiami v dôsledku priamych výbojov blesku do fotovoltaického systému alebo do jeho tesnej blízkosti. Ten na druhej strane chráni systém pred spínacími prepätiami alebo prepätiami spôsobenými nepriamymi výbojmi blesku.
Keďže energia z priameho výboja je zvyčajne veľmi vysoká, zvodič prepätia T1 má iskrisko alebo varistor s väčšou životnosťou. To robí typ 1 nevyhnutne drahším. Typ 2 sa odporúča na použitie v zariadeniach bez externého systému ochrany pred bleskom.
Niekedy je možné použiť zvodič prepätia T2 vo FV elektroinštalácii so systémom ochrany pred bleskom. Napätie na jednosmernej strane je totiž zvyčajne oveľa vyššie ako napätie na striedavej strane, kde sa používajú zvodiče prepätia typu 1. Preto v prípade priameho výboja bude zvodič prepätia na striedavej strane reagovať skôr.
Všeobecná schéma systému FV fotovoltaických modulov a prepäťovej ochrany
Kvôli riziku poškodenia zvodičov prepätia nezabudnite pravidelne kontrolovať ich stav – kontrolné okienko. V prípade poruchy obmedzovača sa na displeji zobrazí červená farba. Používateľ bude následne informovaný o potrebe výmeny vymeniteľného prvku obmedzovača.
Kde nainštalovať zvodič prepätia?
Zvodič prepätia by mal byť umiestnený v blízkosti chráneného objektu. ktorý zabezpečuje. V prípade fotovoltaickej elektrárne to budú FV moduly a invertor. Ak dĺžka kábla spájajúceho moduly s meničom nepresahuje 10 metrov, stačí do každej reťaze nainštalovať jeden zvodič a umiestniť ho čo najbližšie k zariadeniu s najnižším prepäťovým odporom. Typicky to bude DC/AC menič. Pre istotu sa však oplatí skontrolovať technické údaje fotovoltických modulov.
Pozrite si produkty ETI v predajni Onninen
Ak dĺžka kábla medzi vyššie uvedenými prvkami presahuje 10 metrov, mal by byť vedľa modulov nainštalovaný jeden prepäťový spínač T1+2 alebo T2 (v závislosti od toho, či existuje externý systém ochrany pred bleskom alebo nie) a ďalší - zvyčajne rovnakého typu - vedľa meniča.
Prečo používať zvodiče prepätia?
Príklad izolovaného systému ochrany pred bleskom
Vďaka svojej štruktúre a umiestneniu je fotovoltaická inštalácia vystavená priamym a blízkym výbojom blesku. Priemerne je v Poľsku 20 - 30 búrkových dní. To znamená, že každá fotovoltaická elektráreň je vystavená vážnemu poškodeniu v dôsledku výbojov blesku. Tie môžu primárne zničiť drahé komponenty, ako sú samotné moduly alebo DC/AC meniče. V dôsledku toho môže byť vlastník inštalácie v priebehu sekundy vystavený výpadkom prúdu a nákladným opravám FV systému. Na tom nič nemení ani poistenie elektrárne. Aj keď je inštalácia krytá, v prípade poruchy poisťovateľ najskôr skontroluje, či boli splnené všetky formálne podmienky – vrátane vhodných bezpečnostných opatrení. Ak tak neurobíte, pravdepodobne to bude mať za následok odmietnutie vyplatenia náhrady. Aby sa predišlo takémuto riziku, je potrebné do každej FV fotovoltaickej elektrárne inštalovať zvodiče prepätia.
Prepäťová ochrana od ETI Polam
Ak hľadáte spoľahlivé zvodiče prepätia, pozrite si rad ETI Polam. Ponúka všetko potrebné vybavenie na ochranu fotovoltických systémov proti nadprúdu a prepätiu, vrátane hotových rozvádzačov. Nájdete tu rozvádzače vybavené pre individuálnu konfiguráciu FV modulov - prispôsobené počtu modulov v reťazci, počtu paralelne zapojených reťazí, typu a výkonu meniča a počtu vstupov meniča na strane jednosmerného prúdu. Zabezpečte svoju fotovoltaickú elektráreň so skúseným výrobcom!