Instalacje fotowoltaiczne zyskują coraz większą popularność, jako ekologiczna metoda produkcji energii elektrycznej w gospodarstwach domowych, rolnych oraz firmach. Wysokiej jakości elementy oraz profesjonalny montaż pozwalają produkować prąd ze Słońca przez wiele lat. Ważne jest również odpowiednie zabezpieczenie instalacji za pomocą ograniczników przepięć SPD. Na czym polega zasada ich działania?

Wyładowania pośrednie i bezpośrednie

Panele fotowoltaiczne w większości przypadków montowane są na dachach, z uwagi na najsilniejsze nasłonecznienie. Dlatego są narażone na wyładowania atmosferyczne bezpośrednie lub pośrednie. Wyładowanie bezpośrednie następuje wskutek uderzenia pioruna bezpośrednio w moduły. Natomiast wyładowanie pośrednie występuje w wyniku uderzenia pioruna, nawet w promieniu kilku kilometrów od paneli. W każdym przypadku, może nastąpić uszkodzenie instalacji PV oraz urządzeń podłączonych do gniazd elektrycznych budynku. Dlatego warto zastosować ograniczniki przepięć.

Podstawowe zasady ochrony

Według norm PN-HD 60364-7-712 i PN-EN 62305, istnieje kilka podstawowych stopni stref ochrony, do których zaliczają się:

• LPZ 0A – obejmuje obszar, w którym instalacja fotowoltaiczna narażona jest na bezpośrednie uderzenie pioruna i jego pełny prąd wyładowania.
• LPZ 0B – obejmuje obszar zabezpieczony przed bezpośrednimi wyładowaniami atmosferycznymi, ale jest narażona na pełne działanie pola elektromagnetycznego wyładowania.
• LPZ 1 – to obszar znajdujący się wewnątrz budynku, który jest chroniony i znajduje na przejściu ze strefy LPZ 0A i LPZ 0B. Jest zabezpieczony przez specjalne ochronniki przepięciowe, które charakteryzują się zdolnością do wytrzymywania prądów udarowych. Obszar LPZ 1 nie jest narażony na bezpośrednie uderzenie pioruna.
• LPZ 2 – to strefa, która najczęściej znajduje się w pojedynczym pomieszczeniu. Prądy udarowe są ograniczone za pomocą rozdzielnic oraz  ochronników (SPD) typu 2.
• LPZ 3 – to strefa wewnątrz pomieszczenia, w której prądy udarowe są ograniczone za pomocą rozdzielnic oraz zabezpieczeń SPD, zamontowanych na krótkich odcinkach przewodów.

Zasada doboru ograniczników przepięć

W doborze ograniczników przepięć trzeba uwzględnić wartość nominalną  impulsu napięcia dla SPD, w stosunku do napięcia pracy oraz poziomu ochrony falownika PV i modułów fotowoltaicznych. Instalacja fotowoltaiczna, zgodnie z normami powinna zachować minimum 0,5 m odstępów izolacyjnych. Jeśli instalacja nie zachowuje takich odstępów, trzeba zamontować ochronniki typu 1 chroniące przed bezpośrednim wyładowaniem atmosferycznym. W przypadku instalacji zamontowanej na dachu innym niż stalowy oraz gdy zachowuje odpowiednie odstępy izolacyjne, wystarczy zamontować ochronniki typu 2. Ograniczniki przepięciowe typu 1, muszą zostać zamontowane w miejscu przyłącza zasilającego.

Z kolei ograniczniki typu 2 są montowane poniżej SPD typu 1, a ich zadaniem jest ochrona urządzeń podłączonych do gniazd elektrycznych przed skutkami wyładować atmosferycznych. Po stronie inwertera (falownika) zalecane jest instalowanie ograniczników typu 1 i 2 lub tylko typu 2 – w zależności od budowy instalacji. Jednak instalatorzy, którzy chcą być pewni swoich instalacji, montują w każdym przypadku ograniczniki 1+2, co daje pewność inwestorowi, że falownik fotowoltaiczny jest odpowiednio zabezpieczony nawet ponad konieczny wymóg.