Bezpečnost solárních fotovoltaických napájecích systémů

Bezpečnostní požadavky jsou uvedeny v ČSN 33 2000-7-712: z března 2006: Elektrické instalace budov – Část 7-712: Zařízení jednoúčelová a ve zvláštních objektech – Solární fotovoltaické (PV) napájecí systémy. Základní bezpečnostní požadavky na PV systémy a jejich komponenty jsou stanoveny v Nařízení vlády č.17/2003 Sb., kterým se stanoví technické požadavky na elektrická zařízení nízkého napětí.

Ochrana před úrazem elektrickým proudem
Fotovoltaické zařízení PV na straně DC musí být považováno za činné vždy, i když je odpojeno od strany AC. U systémů SELV a PELV nesmí normalizované zkušební napětí UOC STC naprázdno celého nezatíženého PV modulu přesáhnout 120V DC. Ochrana samočinným odpojením od zdroje na straně DC vyžaduje zvláštní opatření, která se připravují. Na straně AC musí být PV napájecí vodič připojen k napájené straně přes přístroje zajišťující samočinné odpojení napájených zařízení od obvodů zajišťujících napájení.

Pokud elektroinstalace včetně PV napájecího systémů nemá alespoň jednoduché oddělení mezi AC stranou a DC stranou, užije se k samočinnému odpojení od zdroje proudový chránič typu B podle ČSN IEC 755:1994 (35 4180) Všeobecné požadavky pro proudové chrániče, změna 2. Proudový chránič typu B se nepožaduje, pokud je měnič pro zařízení PV konstruován tak, že není schopen přenést poruchový proud DC do elektrické instalace.

• Ochrana použitím zařízení třídy ochrany II nebo s rovnocennou izolací se přednostně použije na straně DC.

• Ochrana nevodivým okolím se na straně DC nedovoluje.

• Ochrana neuzemněným místním pospojováním se na straně DC nedovoluje.

• Ochrana proti proudovému přetížení na straně DC se nemusí provádět u vodičů, PV řetězců a PV polí, pokud zatížitelnost vodiče je rovna nebo vyšší než 1,25 násobku normalizovaného zkušebního proudu nakrátko ISC STC PV modulu, PV řetězce, PV pole nebo PV zdroje v každém místě.

Ochrana proti proudovému přetížení se nemusí provádět u hlavních vodičů PV, pokud zatížitelnost vodiče je rovna nebo vyšší než 1,25 násobku normalizovaného zkušebního proudu nakrátko ISC STC PV zdroje. Požadavky na ochranu proti proudovému přetížení platí pouze pro ochranu vodičů. Pro ochranu PV modulů musí být dodrženy pokyny výrobce. PV napájecí vodič musí mít na straně AC hlavního přívodu přístroje pro ochranu proti proudovému přetížení a zkratu. Ochrana proti elektromagnetickému rušení (EMI) v budovách musí být provedena tak, aby plochy smyček vedení byly co nejmenší a minimalizovala se tak napětí indukovaná při úderu blesku.

PV moduly musí vyhovovat normativním požadavkům na tato zařízení, např. ČSN EN 61215:1997 (36 4630) Fotovoltaické moduly z krystalického křemíku pro pozemní použití – Posouzení způsobilosti konstrukce a schválení typu.

Rozvodnice PV pole nebo zdroje a rozvodnice se spínacími přístroji musí vyhovovat požadavkům ČSN EN 60439 – 1 ed. 2:2000 (35 7107) Rozváděče nn – Část 1: Typově zkoušené a částečně typově zkoušené rozváděče.

PV moduly mohou být spojeny do sérií až do dovoleného provozního napětí PV modulů (normalizované zkušební napětí UOC STC naprázdno celých nezatížených PV řetězců) a PV měničů a řídí se tím, které z těchto napětí je nižší. Údaje k těmto zařízením musí dodat jejich výrobce. Pokud jsou použity závěrné diody, potom se závěrné napětí určuje jako 2x UOC STC PV řetězce. Závěrné diody musí být připojeny do série PV řetězců.

PV moduly musí být instalovány takovým způsobem, aby byl zajištěn odvod tepla při maximálním slunečním osvitu v daném místě. Postup instalace stanovuje výrobce. Výběr a montáž zařízení musí umožňovat přístupnost a bezpečnou údržbu, a ta nesmí nepříznivě ovlivňovat servisní práce na zařízeních PV a nesmí snižovat bezpečnost zařízení. Vodiče PV řetězců, polí a hlavního vedení musí být voleny a uloženy tak, aby se minimalizovalo nebezpečí zkratu a nežádoucích zemních spojení (např. zvýšením ochrany vedení proti vnějším vlivům použitím jednožilových kabelů s pláštěm). Vedení musí odolávat působení očekávaných vnějších vlivů (vítr, námraza, teplota a sluneční záření).

K zajištění údržby PV měniče musí být zajištěna možnost jeho odpojení od DC strany a od AC strany. Při odpojování a spínání mezi PV instalací a distribuční sítí je třeba distribuční síť a rozvod považovat za zdroj a PV instalaci za zátěž. U PV měniče musí být na straně DC zapojen odpojovač. Všechny rozváděče (PV zdroje, PV pole) musí být označeny štítkem oznamujícím, že části uvnitř rozváděčů mohou být živé ještě po odpojení PV měniče. Pokud jsou použity vodiče ochranného pospojování, pak musí být vedeny souběžně s vodiči DC, vodiči AC a zařízením a co nejblíže k nim.

Fotovoltaická elektřina se vyvíjí velmi rychlým tempem
a je jediným zdrojem nezávislým na fosilních palivech a uranu. Je snadno skladovatelná v akumulátorech v budovách, je nezávislá na poruchách přenosových soustav a výpadcích distribučních sítí. Je schopna zajistit nepřetržitost napájení nouzových zařízení, zejména neporušenost funkce městských infrastruktur v krizových obdobích, provoz mobilních telefonů, vysílaček, signalizačních zařízení požární ochrany, signalizaci a osvětlení dopravního značení, napájení a provoz dálničních telefonů, meteorologických stanic, regulačních stanic plynu apod.

Současné fotovoltaické elektrárny, hybridní, ostrovní, síťové a individuální PV zdroje a systémy mají výkony řádově v desítkách Wattů až stovkách kWh a jsou schopny zajistit nepřetržitý provoz vybraných zařízení sloužících k zajištění bezpečnosti. Proto by měla být fotovoltaika součástí každého bezpečnostního plánu měst, vesnic a obydlených území na kterých je požadována nepřetržitá dodávka elektrické energie pro zajištění bezpečnosti lidí i majetku.

Více z oblasti fotovoltaiky naleznete zde ...