Fotowoltaika – normy i przepisy dotyczące ochrony odgromowej i przepięciowej
Fotowoltaika – normy i przepisy dotyczące ochrony odgromowej i przepięciowej, fot. pixabay.com
Według Polskich Sieci Elektroenergetycznych w grudniu 2020 r. zainstalowanych instalacji fotowoltaicznych produkujących było łącznie ponad 3,42 GW energii elektrycznej. Przewiduje się, według ostrożnych szacunków, że w ciągu kolejnych 20 lat w Polsce nastąpi wzrost zainstalowanych mocy wytwórczych z instalacji fotowoltaicznych do około 10 GW. Szacuje się, że czas zwrotu nakładów poniesionych na montaż instalacji PV wynosi 10-25 lat.
Zobacz także
Redakcja news Instalacje fotowoltaiczne wydanie IX
Książka dedykowana jest świadomym inwestorom, monterom i handlowcom, którzy zamierzają rozpocząć swoją przygodę z fotowoltaiką lub już są na początku tej drogi.
Książka dedykowana jest świadomym inwestorom, monterom i handlowcom, którzy zamierzają rozpocząć swoją przygodę z fotowoltaiką lub już są na początku tej drogi.
Redakcja news Panele fotowoltaiczne na wodzie. Czy to możliwe w Polsce?
Panele fotowoltaiczne montowane na dachach budynków już nikogo nie dziwią, wręcz stają się coraz bardziej popularne. W Polsce panele PV są najczęściej wybieranym źródłem wspierania rozwoju odnawialnych...
Panele fotowoltaiczne montowane na dachach budynków już nikogo nie dziwią, wręcz stają się coraz bardziej popularne. W Polsce panele PV są najczęściej wybieranym źródłem wspierania rozwoju odnawialnych źródeł energii. Nie wszyscy jednak wiedzą, że istnieje także technologia stosowania paneli słonecznych na wodzie. Czy fotowoltaika na wodzie ma szansę pojawić się w Polsce?
SONEL S.A. Pomiary impedancji pętli zwarcia na farmach fotowoltaicznych
W związku z dynamicznym rozwojem farm fotowoltaicznych rośnie zapotrzebowanie na prawidłowe pomiary impedancji pętli zwarcia na odcinku inwerter-transformator nn/SN. Z pomocą przychodzi Sonel MZC-340-PV...
W związku z dynamicznym rozwojem farm fotowoltaicznych rośnie zapotrzebowanie na prawidłowe pomiary impedancji pętli zwarcia na odcinku inwerter-transformator nn/SN. Z pomocą przychodzi Sonel MZC-340-PV – pierwszy na świecie miernik przeznaczony do pomiarów impedancji pętli zwarcia w sieciach o napięciach dochodzących aż do 900 V AC, z kategorią pomiarową CAT IV 1000 V.
Z tego powodu należy uwzględnić bezpieczną eksploatację paneli PV przez te lata oraz właściwą ochronę odgromową i przeciwprzepięciową. Pamiętać należy, że panele fotowoltaiczne instalowane są na metalowych stelażach, które stanowią konstrukcję wsporczą oraz są elementami, które mogą przewodzić prąd piorunowy. Natomiast połączenia między panelami wykonuje się za pomocą przewodów, w których mogą zaindukować się przepięcia od wyładowania piorunowego w konstrukcję wsporczą lub sąsiednie obiekty. Może to spowodować powstanie pożaru nie tylko instalacji PV, ale również obiektu, na którym są zamontowane. Można przyjąć, że im większa moc elektrowni PV, tym większa zajmowana przez nią powierzchnia i statystycznie większe ryzyko uderzenia pioruna.
Przepisy dotyczące PV
Polskie regulacje prawne nie nakładają bezwzględnego obowiązku instalacji systemu ochrony odgromowej obiektu wyposażonego w instalację PV. Prawo budowlane nakłada, zaś na właściciela lub zarządcę obiektu budowlanego zachowanie należytej staranności w celu zapewnienia bezpiecznego użytkowania obiektu nawet w przypadku wystąpienia wyładowania atmosferycznego. Oznacza to dla inwestora/projektanta konieczność dokładnej analizy ryzyka zgodnie z normą PN-EN 62305-2. Analiza ryzyka przeprowadzona zgodnie z tą normą umożliwia wybór właściwego poziomu ochrony odgromowej budynku.
Pamiętać należy, że zgodnie z art.7. pkt 1 ust.1. Prawa budowlanego (DzU z 2020 r. poz. 1333 z późniejszymi zmianami), do przepisów techniczno-budowlanych zalicza się Rozporządzenie Ministra Infrastruktury z dnia 12 kwietnia 2002 r. w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie, które należy bezwzględnie przestrzegać, w szczególności dotyczy to przywołanych norm, w tym serii norm PN-EN 62305.
Normy dotyczące PV
Do najważniejszych norm dotyczących bezpiecznego użytkowania instalacji fotowoltaicznych (PV) w polskiej i angielskiej wersji językowej należą:
PN-EN 50618:2015-03 P Kable i przewody elektryczne do systemów fotowoltaicznych.
Niniejsza norma dotyczy giętkich jednożyłowych kabli i przewodów zasilających, o usieciowanej izolacji i powłoce, charakteryzujących się małą emisją dymu i niezawierających halogenów. Dotyczy w szczególności kabli i przewodów stosowanych po stronie stałoprądowej (DC) systemów fotowoltaicznych, przy napięciu znamionowym 1,5 kV prądu stałego między żyłami oraz między żyłą a ziemią. Kable i przewody są przeznaczone do stosowania z urządzeniami klasy II. Normalna, maksymalna temperatura żyły przewodu wynosi 90°C, przy czym dopuszcza się eksploatację w temperaturze żyły 120°C przez maksymalnie 20 000 godzin, gdy temperatura otoczenia nie przekracza 90°C. Dodatkowo oczekiwany czas użytkowania w normalnych warunkach eksploatacyjnych wynosi co najmniej 25 lat.
PN-EN IEC 61730-1:2018-06 P Ocena bezpieczeństwa modułu fotowoltaicznego (PV). Część 1: Wymagania dotyczące konstrukcji. Zastępuje PN-EN 61730-1:2007 E.
W niniejszej części normy IEC 61730 opisano podstawowe wymagania konstrukcyjne dla modułów fotowoltaicznych (PV) w celu zapewnienia bezpiecznej eksploatacji elektrycznej i mechanicznej. Przedstawiono szczegółowe zagadnienia mające na celu ocenę zapobiegania porażeniu prądem elektrycznym, zagrożeniom pożarowym i obrażeniom ciała spowodowanych narażeniami mechanicznymi i środowiskowymi. W niniejszej wieloczęściowej Normie Międzynarodowej ustalono wymagania IEC dotyczące modułów fotowoltaicznych do zastosowań naziemnych odpowiednich dla ich długotrwałej eksploatacji w naturalnych warunkach zewnętrznych. Niniejszą normę przeznaczono do stosowania do wszystkich materiałów używanych w naziemnych modułach płaskich, takich jak moduły z krystalicznego krzemu czy moduły cienkowarstwowe. Zastosowanie modułów PV objętych niniejszą normą ograniczone jest do maksymalnego napięcia prądu stałego systemu, które wynosi 1 500 V. Nie zamieszczono w niej wymagań szczegółowych, np. dotyczących zastosowań budowlanych, morskich i samochodowych. Niniejsza Norma Międzynarodowa nie odnosi się do szczególnych wymagań dla produktów, które łączą moduł PV ze sprzętem do konwersji mocy, elektroniką służącą do monitorowania lub kontroli, takich jak zintegrowane falowniki, konwertery lub wymagań dotyczących funkcji odłączających wyjścia. Niniejszą Normę Międzynarodową opracowano, aby zapewnić spójność z sekwencjami badań w normie wieloczęściowej IEC 61215, także pojedynczy zestaw próbek może być wykorzystany do przeprowadzenia zarówno oceny bezpieczeństwa, jak i kwalifikacji konstrukcji modułu fotowoltaicznego.
PN-EN 61194:2002 P Parametry charakterystyczne autonomicznych systemów fotowoltaicznych (PV).
Określono cechy charakterystyczne autonomicznych systemów fotowoltaicznych (PV).
PN-EN 61643-31:2019-07 E Niskonapięciowe urządzenia ograniczające przepięcia. Część 31: Wymagania i metody badań dla SPD instalacji fotowoltaicznych. Zastępuje PN-EN 50539-11:2013-06 E.
Ta część normy EN 61643 ma zastosowanie do urządzeń przeciwprzepięciowych służących do ochrony przed pośrednimi i bezpośrednimi skutkami wyładowań atmosferycznych lub innych przejściowych przepięć. Urządzenia te przeznaczone są do podłączenia do strony dc instalacji fotowoltaicznych o zakresie do 1 500 V dc. Urządzenia te zawierają co najmniej jeden element nieliniowy i są przeznaczone do ograniczania napięć udarowych i odwrotnych prądów przepięć. Określono charakterystyki pracy, wymogi bezpieczeństwa, standardowe metody testowania i oceny. Zgodne z niniejszą normą SPD są przeznaczone wyłącznie do montażu po stronie dc generatorów fotowoltaicznych oraz strony dc inwerterów (falowników). Nie uwzględniono SPD dla systemów fotowoltaicznych FV z magazynowaniem energii (np. baterie, baterie kondensatorów). Nie uwzględniono SPD z odseparowanymi zaciskami wejściowymi i wyjściowymi, zawierającymi określoną serię impedancji pomiędzy tymi zaciskami (tzw. dwuportowe SPD według IEC 61643-11) nie zostały ujęte.
PN-EN 62920:2018-02 E Systemy fotowoltaiczne generujące moc elektryczną. Wymagania dotyczące kompatybilności elektromagnetycznej (EMC) oraz metody testowania przekształtników mocy z zastosowaniem do systemów fotowoltaicznych.
Określa wymagania związane z kompatybilnością elektromagnetyczną (EMC) dla przekształtników mocy z dc na ac (PCE, power conversion equipment) mających zastosowanie w systemach fotowoltaicznych. Urządzenia te mogą być zasilane z wykorzystaniem pojedynczego modułu lub zespołu wielu modułów połączonych w różnych konfiguracjach i mogą być przeznaczone do wykorzystania w połączeniu z akumulatorami, lub innymi formami magazynowania energii. Niniejszy dokument obejmuje nie tylko urządzenia typu PCE podłączone do publicznej sieci energetycznej niskiego napięcia czy innych instalacji sieciowych ac niskonapięciowych, ale także urządzenia PCE podłączone do sieci ac średniego lub wysokiego napięcia bez lub z transformatorem obniżającym napięcie. W dokumencie określone zostały wymagania dla urządzeń PCE przeznaczonych do podłączenia do sieci średniego lub wysokiego napięcia. Urządzenia PCE są kwalifikowane na wymagania EMC jako badanie typu w miejscu badania. Niniejszy norma określa metody i warunki badań dla urządzeń PCE, jak również wymagania związane z emisyjnością i trwałością, ale nie dotyczy to modułów fotowoltaicznych czy innych elementów systemów. Jeżeli zgodność z wymaganiami EMC w miejscu przeprowadzenia badań nie może być wykazana z powodów technicznych związanych z tym miejscem, urządzenie PCE może być kwalifikowane w miejscu swojego pochodzenia, takim jak obiekty producenta bądź w terenie w połączeniu z systemem PV. Jednakże, w przypadku kwalifikacji w miejscu pochodzenia, w CISPR 11 zostały określone jedynie wymagania związane z emisją wysokiej częstotliwości.
PN-HD 60364-7-712:2016-05 P Instalacje elektryczne niskiego napięcia. Część 7-712: Wymagania dotyczące specjalnych instalacji lub lokalizacji. Fotowoltaiczne (PV) układy zasilania. Zastępuje PN-HD 60364-7-712:2007 P.
Norma dotyczy instalacji elektrycznej systemów fotowoltaicznych przeznaczonych do zasilania całości lub części instalacji i /lub wytwarzania energii elektrycznej do sieci. Norma dotyczy wyposażenia systemów PV i podobnie jak to ma miejsce w przypadku każdego innego elementu wyposażenia instalacji elektrycznej, odnosi się do jego doboru i stosowania w instalacji elektrycznej. Instalacja elektryczna systemu PV zaczyna się od modułu PV lub zestawu modułów połączonych szeregowo kablami dostarczonymi przez producenta modułów i doprowadzonych do instalacji odbiorcy, lub sieciowego punktu zasilania. Wymagania zawarte w dokumencie dotyczą systemów PV do zasilania instalacji niepołączonej z siecią, systemów PV zasilających instalację równoległą do zasilania sieciowego, systemów PV zasilających instalację jako alternatywne w stosunku do sieci źródło zasilania, odpowiedniej kombinacji wyżej wymienionych. Rozważane są wymagania odnośnie systemów PV z bateriami lub innymi zasobnikami energii.
Literatura
- J. Wiater, Ochrona domowych instalacji fotowoltaicznych przed skutkami wyładowań piorunowych i przepięć (część 1.) - ryzyko pożaru paneli PV i wymagania w zakresie ochrony a ubezpieczenie, „elektro.info”, 4/2020.
- Fotowoltaiczne układy zasilania – ochrona odgromowa i przed przepięciami zgodnie z normą zharmonizowaną PN-HD 60364-7-712. RST sp. z o.o.
- www.pkn.pl