Szukaj na tym blogu

poniedziałek, 10 września 2012

Ochrona odgromowa instalacji fotowoltaicznej

Warunkiem zadowolenia z instalacji fotowoltaicznej jest jej niezawodna praca przez długie dziesięciolecia. W tym przypadku w miarę możliwości należy instalację PV zabezpieczyć przed zdarzeniami losowymi w szczególności przed uderzeniem pioruna. Aby uzyskać niezbędne zabezpieczenie należy wykonać instalację odgromową lub zmodyfikować istniejącą instalację na budynku zgodnie z normami: 

PN-EN 61173:2002 
PN - EN 62305-1:2008 
PN - EN 62305-2:2008 
PN - EN 62305-3:2009 
PN - EN 62305-4:2009 

Dla inwestora pewnym wyznacznikiem powinny być także standardy wypracowane na największym rynku fotowoltaicznym, czyli w Niemczech. W kraju tym firmy ubezpieczające instalacje PV wymagają dla instalacji o mocy większej od 10 kW instalacji odgromowej wykonanej w III poziomie ochrony oraz wewnętrznej ochrony przeciwprzepięciowej. Z kolei dla wolnostojących instalacji fotowoltaicznych konieczne jest zastosowanie urządzeń ochrony przeciwprzepięciowej i systemu wyrównania potencjałów. 

W przypadku instalacji odgromowej należy zapewnić odpowiednie rozmieszczenie zwodów gwarantujące bezpieczeństwo instalacji. Układ zwodów na dachu czy ziemi powinien opierać się o jedną z trzech poniższych metod: 
– metoda toczącej się kuli (odpowiednia w każdym przypadku); 
– metoda kąta ochronnego (odpowiednia dla budynków o prostych kształtach); 
– metoda oczkowa (odpowiednia dla powierzchni płaskich). 

Stosując metodę toczącej się kuli strefę bezpieczeństwa wyznacza się za pomocą wirtualnego toczenia kuli o odpowiednim promieniu po instalacji. W tych miejscach na powierzchni, które nie są dotykane przez kulę, nie istnieje zagrożenie bezpośrednim uderzeniem pioruna. Dla III poziomu ochrony promień kuli powinien wynosić 45m. 

Wyznaczanie strefy ochronnej instalacji odgromowej w przypadku instalacji fotowoltaicznej na dachu (metoda toczącej się kuli i metoda kąta ochronnego)
Wyznaczanie strefy ochronnej instalacji odgromowej w przypadku instalacji fotowoltaicznej na ziemi lub dachu płaskim (metoda toczącej się kuli i metoda kąta ochronnego)

W przypadku metody kąta ochronnego strefę bezpieczeństwa wyznacza wirtualne pole stożka wyznaczonego przy danym kącie α. Kąt ochronny α zależy od wysokości zwodu i klasy ochrony i jest wyznaczany zgodnie z poniższym rysunkiem. Analogicznie w przypadku wyznaczania kąta ochronnego obszar znajdujący się w granicach kąta jest bezpieczny. 

Kąt ochronny alfa w zależności od wysokości h dla III klasu LPS
 Ważną kwestią przy dostosowywaniu instalacji odgromowej do zabezpieczenia instalacji fotowoltaicznej jest zachowanie odpowiednich odstępów izolacyjnych. Ich zadaniem jest zabezpieczenie elementów instalacji fotowoltaicznej przed przeskokami iskrowymi czy łukami elektrycznymi, które w czasie trafienia piorunem instalacji odgromowej mogłyby pochodzić od zwodów czy przewodów piorunochronnych. Odstępy izolacyjne zgodnie z normą PN - EN 62305-3:2009 wyznacza się na podstawie wzoru:
Gdzie 
S - minimalny odstęp izolacyjny 
ki - współczynnik uzależniony od klasy ochrony 0,04 dla III i klasy LPS 
km- współczynnik uzależniony od materiału odstępu izolacyjnego 1 - dla powietrza 
kc- współczynnik uzależniony od rozpływu prądu w przewodach 1 – dla 1 przewodu odprowadzającego, 1…0,5 – dla 2 przewodów odprowadzających, 
l - długość w metrach, mierzoną wzdłuż zwodu lub przewodu odprowadzającego od punktu, w którym jest rozpatrywany odstęp izolacyjny, do punktu najbliższego połączenia wyrównawczego. 

Instalacja odgromowa wokół instalacji fotowoltaicznej na dachu wraz z zaznaczonymi odstępami izolacyjnymi S

Z reguły wystarczający odstęp izolacyjny S zawiera się między 0,5 a 1 m. Pewien problem pojawia się gdy między elementami instalacji PV a elementami instalacji odgromowej niemożna zachować odstępu izolacyjnego np. z uwagi na stalową konstrukcję dachu lub jego pokrycia lub z uwagi na pełne wypełnienie panelami powierzchni dachu. W takim przypadku, aby zabezpieczyć baterie słoneczne przed przeskokami ładunków elektrycznych z instalacji piorunochronowej należy metalowe elementy konstrukcji paneli połączyć z instalacją odgromową.


Więcej o ochronie przed piorunami instalacji fotowoltaicznej w przygotowywanej książce. Małe instalacje fotowoltaiczne – dobór i ekonomika

Zobacz także:
Panel fotowoltaiczny - jak wybrać najwydajniejszy ? 

 

Prześlij komentarz