Uziemienie instalacji fotowoltaicznej - jak je prawidłowo wykonać?

Przyczyny uziemiania instalacji PV

Mówiąc ogólnie uziemienie paneli fotowoltaicznych wynika z charakteru danej instalacji. Wszyscy wiemy, że urządzenia działające na prąd, a tym bardziej produkujące prąd, muszą być wyposażone w zabezpieczenia. Jednak, żeby lepiej zrozumieć po co nam uziemienie instalacji PV, dobrze jest przyjrzeć się niebezpieczeństwom, przed którymi nas chroni.

• Pożary fotowoltaiki – istnieją dwie podstawowe przyczyny pożarów: wyładowania atmosferyczne i zwarcie paneli fotowoltaicznych. Ryzyko każdej z tych przyczyn będzie zmniejszone, jeżeli założymy prawidłowe uziemienie i odgromienie. Oczywiście najbardziej skutecznym sposobem na zabezpieczenie będzie powierzenie instalacji profesjonalistom.
• Wyładowania elektrostatyczne (pioruny) – oprócz ogólnego uziemienia ważne jest odgromienie. Niebezpieczne są zarówno pioruny uderzające w samą instalację jak i w pobliżu niej (fala elektromagnetyczna). Połączenie wyrównawcze odprowadza nadmiarowe ładunki do ziemi, dzięki czemu zmniejsza ryzyko zniszczenia sprzętu, pożaru lub porażenia osób znajdujących się w pobliżu.
• Przepięcia i uszkodzenia spowodowane awariami modułu – Ponieważ instalacja fotowoltaiczna składa się z wielu elementów, istnieje duże ryzyko, że któryś z nich zostanie uszkodzony. Zwarcie paneli fotowoltaicznych może wynikać z użycia słabej jakości urządzeń lub nieprawidłowego zabezpieczenia. Warto jednak również zwrócić uwagę na prawidłowe uziemienie. Źle uziemione instalacje PV mogą ulegać też innym awariom np. upływowi prądu z falownika do uziemienia zamiast do instalacji elektrycznej.

Niebezpieczeństwo powyższych zdarzeń jest uzależnione od wielu czynników – między innymi od położenia budynku lub gruntu, na którym będzie montowana instalacja. Jednak w każdym przypadku warto jest zapewnić urządzeniom odpowiedni rodzaj uziemienia.

Odgromienie i uziemienie instalacji PV – co trzeba wiedzieć?

Zasady wykonania uziemienia w instalacji fotowoltaicznej są uzależnione od rodzaju instalacji. Innych sposobów użyjemy na dachu pochyłym, innych w przypadku paneli na gruncie. Nie zawsze też jest konieczne wykonanie odgromienia. Kiedy i jak powinno się przeprowadzić uziemienie paneli fotowoltaicznych? kiedy również przyda się odgromienie?

Jak zrobić prawidłowe uziemienie?

Uziemienie instalacji PV może być tzw. połączeniem wyrównawczym (uziemienie zewnętrzne) lub odgromieniem (uziemienie wewnętrzne). W zależności od tego jaką rolę pełni w naszej instalacji, będzie miało inny przekrój przewodu. Jaki kabel do uziemienia paneli fotowoltaicznych jest najlepszy? Wynika to z zasad wykonania uziemienia w instalacji fotowoltaicznej:

• Uziemienie wewnętrzne - Jeżeli instalacja nie ma odgromienia albo znajduje się ono w pewnej odległości od paneli, to przekrój przewodu powinien mieć minimalną średnicę 6 mm. Odległość między uziemieniem wewnętrznym a fotowoltaiką powinna wynosić co najmniej 0,5 m.
• Uziemienie zewnętrzne - Zabezpiecza przed przepięciami. W przypadku uziemiania zewnętrznego i wewnętrznego instalacji kabel musi być grubszy, bo będzie przez niego płynąć prąd. Zaleca się co najmniej 16 mm grubości.

Uziemienie paneli fotowoltaicznych to tylko część pracy, jaką należy wykonać. Powinno się uziemić całą instalację, to znaczy wszystkie jej kluczowe elementy. Najważniejszym z nich jest falownik, odpowiedzialny za przetwarzanie prądu stałego w zmienny.

Jak wygląda odgromienie?

Odgromienie przeprowadza się w miejscach, gdzie ekspert określi wysokie ryzyko uderzenia pioruna i uszkodzenia instalacji oraz wysokie straty jakie przyniósłby taki wypadek. Sama fotowoltaika nie przyciąga piorunów, ale zwykle znajduje się w najwyższym punkcie i na otwartej przestrzeni, co czyni ją łatwym celem dla wyładowań elektrostatycznych. Z tego powodu nie ma konieczności wykonywania odgromienia w każdej instalacji.

Rodzaj instalacji odgramiającej zależy od tego jak i gdzie zamontowane są panele oraz reszta instalacji. Wewnętrzne uziemienie instalacji PV jest konstruowane na takiej samej zasadzie jak odgromienie w przypadku każdego dachu. Elementami instalacji chroniącej przed wyładowaniami atmosferycznymi będą tzw. zwody poziome i pionowe, przewody odprowadzające oraz uziomy. Szczegóły dotyczące dostosowania zwodów do konstrukcji oraz ochrony przeciwprzepięciowej powinien opracować specjalista. Jeśli szukasz więcej porad, sprawdź także zebrane w tym miejscu artykuły na temat fotowoltaiki.

Wykonanie uziemienia krok po kroku

Podstawowe zasady wykonania uziemienia instalacji fotowoltaicznej to dopasowanie go do rodzaju instalacji z uwzględnieniem poszczególnych elementów.

Co z czym połączyć?

Panele posiadają własne zabezpieczenia jednak nie gwarantują one prawidłowego uziemienia w momencie połączenia poszczególnych modułów, falownika i magazynu energii. W aluminiowych ramach modułów fotowoltaicznych znajdują się tzw. punkty uziemiające (w różnych modelach mogą być różnie rozmieszczone, ale zwykle są oznaczone symbolem uziemienia). Punkty te są otworami, przez które można przeprowadzić przewody uziemiające i połączyć ze sobą panele. Ten rodzaj połączenia przeprowadza się jeżeli konstrukcja wsporcza nie zapewnia wyrównania potencjałów. Do tego celu najczęściej używa się drutu miedzianego, za pomocą którego panele zostają połączone z resztą instalacji. Przekrój przewodu, o czym pisaliśmy wcześniej, wynosi 6 mm jeżeli budynek ma uziemienie zewnętrzne. Uziemienie paneli oraz zacisk uziemienia falownika są prowadzone do głównej szyny wyrównawczej lub w razie jej braku do uziomu pionowego (tzw. szpilki). Ta zaś nie może się znajdować dalej niż 0,5 m od falownika. Wynika to z potrzeby minimalizacji długości przewodów łączących.