Prawidłowy dobór zabezpieczeń AC i DC w instalacjach fotowoltaicznych to jeden z najważniejszych elementów pracy instalatora. Ochrona przepięciowa, zabezpieczenia nadprądowe, właściwe przekroje przewodów oraz poprawny montaż decydują o bezpieczeństwie systemu, jego niezawodności i żywotności. Ten przewodnik krok po kroku wyjaśnia, jak dobrać zabezpieczenia AC/DC zgodnie z dobrą praktyką instalatorską.
Zabezpieczenia po stronie AC i DC pełnią podobną funkcję, jednak różnią się budową i sposobem działania. Wynika to z charakteru prądu stałego oraz specyfiki pracy modułów PV.
Prąd stały jest trudniejszy do rozłączania ze względu na brak naturalnych przejść przez zero. Dlatego po stronie DC stosuje się komponenty odporne na łuk elektryczny, o wyższej wytrzymałości izolacji i specyfikacji dedykowanej do wysokich napięć DC.
Typowe zabezpieczenia DC:
Po stronie AC instalacja PV pracuje jak standardowy obwód elektryczny. Jednak specyfika falowników wymaga stosowania urządzeń zgodnych z ich parametrami pracy.
Typowe zabezpieczenia AC:
Ograniczniki przepięć DC chronią moduły i falownik przed przepięciami pochodzącymi od wyładowań atmosferycznych oraz impulsów indukowanych w przewodach. Ich dobór zależy od rodzaju budynku, odległości między panelami a falownikiem oraz rodzaju pokrycia dachowego.
Dobór SPD zależy od:
Najczęściej stosowane typy SPD DC:
Warto zwrócić uwagę, że w przypadku instalacji PV montowanych na pokryciach metalowych, takich jak blachodachówka czy blacha trapezowa, ryzyko indukowanych przepięć znacząco rośnie. Metalowa powierzchnia działa jak kolektor impulsów elektromagnetycznych w czasie wyładowań atmosferycznych, nawet jeśli budynek nie posiada instalacji odgromowej. W praktyce instalatorskiej oznacza to, że na dachach metalowych zaleca się stosowanie SPD DC typu 1+2.
Ograniczniki powinny być montowane możliwie blisko wejścia przewodów do budynku lub przy falowniku, a połączenia ochronne powinny być jak najkrótsze.
Zabezpieczenia nadprądowe DC chronią przewody i moduły przed skutkami zwarć oraz przeciążeń. Stosuje się je szczególnie przy równoległym łączeniu stringów.
Zasady doboru:
Część falowników ma wbudowany odłącznik DC, ale w większych instalacjach oraz przy długich trasach kablowych zaleca się stosowanie dodatkowego rozłącznika DC przy wejściu przewodów do budynku.
Wyłączniki nadprądowe AC dobiera się zgodnie z prądem wyjściowym falownika i przekrojem przewodów. Przykładowo falownik trójfazowy 10 kW generuje ok. 14,5 A, więc stosuje się MCB 16 A o charakterystyce C.
W instalacjach PV nie stosuje się RCD typu AC. Dla większości falowników beztransformatorowych wymagane są RCD typu A, a w niektórych przypadkach typu B. Zawsze należy stosować typ zgodny z instrukcją producenta falownika.
W standardowych instalacjach stosuje się SPD AC typu 2, natomiast w budynkach z instalacją odgromową – SPD typu 1+2. Najlepiej montować je w głównej rozdzielnicy budynku.
Wymagania:
Najczęściej stosowane przekroje:
Przykładowe wartości:
Prawidłowy dobór zabezpieczeń AC/DC to podstawa bezpiecznej instalacji fotowoltaicznej. Właściwie dobrane komponenty ograniczają ryzyko przepięć, zwarć, uszkodzeń falownika oraz przegrzewania instalacji. Przemyślana konfiguracja zabezpieczeń to inwestycja w bezpieczeństwo, trwałość i niezawodność systemu PV na wiele lat.