Instalacja odgromowa dla elektrowni fotowoltaicznej robić czy nie robić? Oto jest pytanie. Bardzo ważne i przed którym staje każda z osób decydująca się na montaż paneli fotowoltaicznych. Trzeba przyznać, że urządzenia które wchodzą w skład instalacji nie należą do najtańszych i warto je chronić prze przepięciami które mogą wystąpić. Ale czy ochronę tą zawsze zapewni nam instalacja odgromowa? Czy zawsze jest nam ona potrzebna?
Instalacja odgromowa jako bezpośrednia ochrona przed uderzeniem pioruna
Instalację odgromową wykonuję się w celu ochrony instalacji fotowoltaicznej przez bezpośrednim uderzeniem pioruna w panele fotowoltaicznym. Najbardziej narażonym na uszkodzenia urządzeniem w całej instalacji będzie inwerter. Aby chronić i zabezpieczać wszystkie elementy elektrowni słonecznej przed skutkami wyładowań atmosferycznych wykonujemy instalację odgromową. Projektując taką instalację należy zadbać o prawidłowe rozmieszczenie zwodów które będą gwarantowały bezpieczeństwo instalacji. Rozmieszczenie to powinno zostać określone poprzez zastosowanie jednej ze standardowych metod, stosowanych w takich przypadkach. Metodami tymi są: Metoda toczącej się kuli, którą możemy stosować w każdym przypadku. Metoda kąta ochronnego, którą stosuje się dla budynków o kształtach prostokątnych. Metoda oczkowa, stosowana dla powierzchni płaskich. Bardzo ważne przy projektowaniu instalacji odgromowej jest również zachowanie odpowiednich odstępów izolacyjnych pomiędzy elementami instalacji odgromowej, a instalacji fotowoltaicznej. Zabezpiecza to urządzenia wchodzące w skład mikroelektronik słonecznej przed przeskokami iskrowymi oraz łukami elektrycznymi mogącymi pochodzić od instalacji odgromowej. Odstępy te zazwyczaj zawierają się w przedziale od 0,5 m do 1 m i są wystarczające. Jeżeli zachowanie tych odstępów z różnych przyczyn nie jest możliwa, należy połączyć ze sobą metalowe ramy modułów i instalację odgromowa za pomocą miedzianych połączeń wyrównawczych o przekroju 25 mm2.
Poza bezpośrednim zagrożeniem czyli uderzeniem pioruna w urządzenia mikoelektrowni słonecznej trzeba też zabezpieczyć je przed uszkodzeniami pośrednimi czyli skutkami wyładowań atmosferycznych które wystąpiły w sąsiedztwie instalacji oraz o innym pochodzeniu. W takiej sytuacji najbardziej narażonym urządzeniem na uszkodzenia będzie inwerter, który bez odpowiedniego dodatkowego zabezpieczenia (wszystkie inwertery mają też wbudowane zabezpieczenia) może ulec trwałemu uszkodzeniu. Zagrożenia pochodzenia od różnego rodzaju przepięć ogranicza się za pomocą uziemień, ograniczników przepięć oraz połączeń wyrównawczych.
Brak instalacji odgromowej
W przypadku, na przykład zachowanych odstępów izolacyjnych lub braku instalacji odgromowej nie przewiduję się działania prądu piorunowego na elementy znajdujące się po stronie prądu stałego. Prawidłową ochronę przeciwprzepięciową zarówno po stronie prądu stałego jak i przemiennego będą zapewniały ograniczniki przepięć typu 2 – klasy C. Ograniczniki te należy połączyć z szyną wyrównawczą budynku miedzianym przewodem ochronnym o minimalnym przekroju równym 6 mm2.
Brak instalacji odgromowej oraz brak zachowania odstępów izolacyjnych
W sytuacji gdy odstępy między izolacyjne nie zostały zachowane, trzeba brać pod uwagę bezpośrednie działanie prądu piorunowego na przewody prądu stałego (DC). Tutaj odpowiednią ochronę przeciwprzepięciową po stronie prądu stałego będą zapewniały ograniczniki przepięć typu 1 i 2 – klasa B i C. Po stronie prądu przemiennego ograniczniki typu 2 – klasa C. Ograniczniki klasy C podobnie jak w przypadku poprzednim należy połączyć z szyną wyrównawczą budynku miedzianym przewodem ochronnym o minimalnym przekroju równym 6 mm2. Dla ograniczników klasy B stosuje się miedziane przewodu o przekroju 16 mm2. W oby przypadkach długość przewodu ochronnego nie powinna być większa niż 0,8m.
Wszystkie elementu mikroelektrowni fotowoltaicznej zarówno po stronie prądu stałego jaki i przemiennego, nie zależnie od wymienionego wyżej przypadku, trzeba połączyć wspólnym uziemionym połączeniem wyrównawczym. Gdy mamy do czynienia z sytuacją gdzie mamy zachowane odstępy izolacyjne lub brakiem instalacji odgromowej przekrój tego połączenia powinien być nie mniejszy niż 6mm2 Cu. Kiedy odstępy izolacyjne nie zostały zachowane, minimalny przekrój przewodu to 16 mm2 Cu.
Są też sytuacje w których montaż instalacji odgromowej budzi wątpliwości lub wydaje się nieuzasadniony, np. kiedy budynek na którym mają zostać zamontowane panele fotowoltaiczne nie jest najwyższy w okolicy. Wtedy zazwyczaj właściciele mikroelektorwni nie decydują się na montaż takiej instalacji dbając jednocześnie o to by zabezpieczenia przepięciowe zostały wykonane prawidłowo. Czasem zdarza się też tak, że zakład energetyczny wymaga budowę takiej instalacji inaczej nie odbierze elektrowni słonecznej, czyli nie przyłączy jej do sieci oraz nie dokona wymiany licznika energii elektrycznej na dwukierunkowy. Co oznacza tylko jedno, że instalacja zamiast przynosić zyski zacznie przynosić straty. Wtedy nie mamy wyjścia i taką instalację musimy dla naszego budynku wykonać.
