Instalacja fotowoltaiczna zawiera obwody prądu stałego pomiędzy modułami a falownikiem oraz obwody prądu przemiennego po stronie sieci. Obie części wymagają odrębnego doboru ochrony. Zakres zależy od liczby stringów, napięcia, falownika, układu sieci, instalacji odgromowej i tras przewodów.
Dlaczego strona DC jest szczególna?
Moduły wytwarzają napięcie, gdy są oświetlone. Wyłączenie falownika lub zabezpieczenia AC nie usuwa napięcia ze stringów. Łuk prądu stałego nie przechodzi naturalnie przez zero w każdym półokresie, dlatego jest trudniejszy do zgaszenia.
Aparaty DC muszą mieć:
- odpowiednie napięcie znamionowe,
- określoną polaryzację, jeśli wymagana,
- zdolność wyłączania DC,
- liczbę biegunów zgodną ze schematem,
- odporność na warunki środowiskowe.
Bezpieczniki stringowe
Są potrzebne, gdy równoległe stringi mogą zasilić uszkodzony ciąg prądem wstecznym przekraczającym dopuszczalną wartość modułów i przewodów. Nie każda instalacja z jednym lub dwoma stringami wymaga identycznego zestawu wkładek.
Dobór obejmuje:
- maksymalny prąd zwarciowy modułów,
- maksymalny dopuszczalny prąd zabezpieczenia modułu,
- liczbę równoległych stringów,
- temperaturę,
- napięcie DC,
- kategorię wkładki przeznaczoną do PV.
Zwykła wkładka AC nie powinna zastępować wkładki gPV.
Rozłącznik DC
Umożliwia odłączenie falownika od generatora PV, ale nie sprawia, że przewody od modułów stają się beznapięciowe. Może być wbudowany w falownik lub zewnętrzny.
Musi być przeznaczony do prądu stałego i odpowiedniego napięcia. Błędna polaryzacja albo użycie aparatu AC może prowadzić do łuku i pożaru.
SPD po stronie DC
Ogranicznik dobiera się do maksymalnego napięcia generatora, układu nieuziemionego lub uziemionego, obecności LPS i długości tras. Stosuje się specjalne konfiguracje przeznaczone do PV.
Znaczenie mają:
- Ucpv,
- Up,
- In lub Iimp,
- typ T1/T2,
- zdolność gaszenia prądu następczego,
- układ połączeń,
- koordynacja z SPD po stronie AC.
Zabezpieczenia po stronie AC
Obejmują między innymi:
- wyłącznik nadprądowy lub bezpiecznik,
- aparat rozłączający,
- SPD,
- RCD, jeżeli jest wymagany,
- ochronę przy uszkodzeniu,
- połączenia ochronne.
Prąd znamionowy i charakterystyka zabezpieczenia muszą odpowiadać falownikowi, przewodom i warunkom zwarciowym.
Jaki RCD do falownika?
Decydują konstrukcja falownika, instrukcja producenta i projekt. Niektóre falowniki mają układ monitorowania prądu różnicowego, ale nadal mogą wymagać zewnętrznego RCD określonego typu.
Nie wolno automatycznie stosować typu AC. W zależności od urządzenia może być wymagany typ A, F lub B albo inne rozwiązanie dopuszczone przez producenta.
Instalacja odgromowa i odstępy
Przewody PV na dachu mogą znajdować się blisko LPS. Należy zachować odstęp izolacyjny albo wykonać odpowiednie połączenia wyrównawcze i dobrać ochronę T1.
Przejdź do: SPD a instalacja odgromowa.
Połączenia wyrównawcze i uziemienie
Konstrukcje wsporcze, ramy modułów i urządzenia łączy się zgodnie z projektem i instrukcjami. Nie należy tworzyć przypadkowych, odrębnych uziemień, które przy udarze uzyskają różne potencjały.
Ekrany, trasy kablowe i przewody ochronne powinny tworzyć skoordynowany system.
Zabezpieczenie przed łukiem
Luźne złącze, niedociśnięty konektor, mieszanie niekompatybilnych wtyków i uszkodzony przewód mogą powodować łuk szeregowy. Część falowników ma funkcję detekcji AFCI, ale nie zastępuje prawidłowego montażu.
Najważniejsze są:
- kompatybilne złącza,
- właściwe zaciskanie,
- brak naprężeń,
- ochrona mechaniczna,
- pomiary i termowizja,
- prawidłowe prowadzenie przewodów.
Wyłączenie awaryjne
Wyłączenie AC zatrzymuje pracę falownika sieciowego, lecz moduły nadal wytwarzają napięcie. Systemy szybkiego wyłączenia, optymalizatory lub urządzenia na poziomie modułów mogą zmniejszać napięcie w określonych warunkach, jeżeli przewiduje je projekt.
Budynek powinien mieć czytelne oznaczenia obecności PV i przebiegu tras.
Najczęstsze błędy
Aparat AC użyty po stronie DC
Może nie zgasić łuku przy wymaganym napięciu.
Mieszanie złączy różnych producentów
Podobny wygląd nie oznacza kompatybilności styków.
Brak ochrony przewodów sygnałowych
Przepięcie może wejść przez komunikację falownika.
Odłączenie tylko AC podczas prac
Strona DC pozostaje aktywna przy świetle.
Bezpieczeństwo
Po stronie DC napięcie może być obecne mimo wyłączenia sieci. Montaż, pomiary i serwis powinny być wykonywane przez osoby przeszkolone do pracy z instalacjami fotowoltaicznymi i prądem stałym.
Najczęstsze pytania
Czy każda instalacja PV wymaga bezpieczników stringowych?
Nie. Zależy to od liczby równoległych stringów, parametrów modułów i możliwego prądu wstecznego.
Czy falownik ma wbudowane SPD?
Niektóre mają, ale trzeba sprawdzić typ, parametry i czy ochrona jest wystarczająca dla całego systemu.
Czy można wyłączyć napięcie modułów zwykłym rozłącznikiem?
Rozłącznik odłącza dalszą część obwodu, lecz moduły i przewody do rozłącznika pozostają pod napięciem.