Protecții fotovoltaice: siguranțe, SPD și împământare

Protecțiile fotovoltaice sunt componentele care opresc sau limitează o defecțiune înainte să devină periculoasă: siguranțe sau disjunctoare, descărcătoare de supratensiune (SPD), separatoare de curent continuu și împământarea structurii. Un sistem fără ele poate funcționa, dar riscă incendii, deteriorarea invertorului și pericol pentru cei care intervin.

Subiectul este tehnic, iar montajul aparține unui electrician autorizat. Totuși, ca proprietar, e util să știi ce trebuie să existe, ca să poți citi proiectul și să pui întrebări corecte.

De ce un sistem fotovoltaic are nevoie de protecții speciale?

Un sistem fotovoltaic lucrează cu curent continuu (DC) pe partea panourilor, iar acesta se comportă diferit de curentul alternativ din casă. Arcul electric apărut într-o conexiune slabă la curent continuu nu se stinge singur la trecerea prin zero, cum se întâmplă la curent alternativ, ceea ce îl face mai periculos.

În plus, panourile produc tensiune de îndată ce primesc lumină și nu pot fi „oprite” de la un întrerupător general. Chiar dacă ai deconectat casa, cablurile dintre panouri și invertor rămân sub tensiune ziua. De aceea proiectul trebuie să prevadă separatoare și semnalizări clare.

Sistemul are două părți de protejat: partea DC (panouri, cabluri, conectori) și partea AC (invertor, tablou, racord la rețea).

Ce siguranțe și întrerupătoare apar pe partea de curent continuu?

Pe partea DC se montează un separator (întrerupător) DC între panouri și invertor, care permite deconectarea sigură pentru service. Multe invertoare îl au integrat, dar pe șiruri lungi sau în sisteme mai mari se mai adaugă siguranțe fuzibile pentru șiruri.

• Separatorul DC: deconectează panourile de invertor, cu rating pentru tensiune continuă, nu pentru alternativă;
• Siguranțele de șir: necesare când se conectează în paralel mai multe șiruri, ca să oprească curentul invers;
• Conectorii: de tip standardizat, montați cu sculele producătorului, pentru că un conector slab strâns se încinge.

Atenție: componentele pentru curent alternativ nu se folosesc în circuite de curent continuu. Rating-ul trebuie să fie explicit pentru DC, altfel arcul electric poate distruge dispozitivul.

Ce protecții se montează pe partea de curent alternativ?

Pe partea AC, invertorul se conectează la tabloul casei printr-un disjunctor dimensionat pentru curentul lui maxim, de regulă cu protecție diferențială (DDR) adecvată. Protecția la curent diferențial oprește alimentarea când detectează curent de fugă prin corp.

La instalațiile racordate la rețea se adaugă protecțiile cerute de operator: protecția de interfață, care deconectează invertorul la variații de tensiune sau de frecvență și mai ales la căderea rețelei. Funcția se numește protecție anti-insularizare și împiedică alimentarea rețelei publice în timpul lucrărilor de reparații. Procesul de racordare este descris în Prosumatorul: ce înseamnă și care sunt pașii de racordare.

Alegerea tipului de invertor influențează și protecțiile necesare, mai ales la sistemele hibride cu baterie, unde apar alte circuite de siguranță. Citește mai mult în Invertorul on-grid, off-grid sau hibrid: diferențe clare.

Ce este SPD și de ce se pune?

SPD (Surge Protective Device) este descărcătorul de supratensiune, un dispozitiv care deviază spre pământ vârfurile de tensiune provocate de fulgere îndepărtate sau de comutări în rețea. Fără el, invertorul și alte echipamente pot suferi defecțiuni dintr-o singură lovitură.

Se montează, de regulă, SPD tip 2 pe partea DC și pe partea AC, iar în zone cu risc ridicat sau cu paratrăsnet pe clădire se analizează și tip 1. Alegerea o face proiectantul în funcție de risc, de lungimea cablurilor și de existența instalației de protecție la trăsnet.

SPD-ul are un indicator de uzură. După o descărcare puternică poate rămâne fără capacitate, deci merită verificat periodic de un electrician, iar cartușul se înlocuiește când indicatorul arată.

Cum se face împământarea sistemului?

Împământarea leagă părțile metalice ale sistemului la pământ, ca un curent de defect să găsească drum sigur, nu prin oameni. Se leagă ramele panourilor, structura de montaj, invertorul și tabloul la bara de egalizare a potențialelor a clădirii.

Elementele uzuale ale unei legături corecte:

1. conductor de egalizare între panouri, cu conexiuni care taie stratul de eloxare al ramei;
2. legătură la structura metalică de montaj;
3. conductor spre priza de pământ a clădirii, cu secțiune conform proiectului;
4. verificarea rezistenței prizei de pământ, care trebuie să rămână în limitele normelor.

Pe lângă ele, la clădiri cu instalație de protecție la trăsnet se discută distanța de separare dintre paratrăsnet și panouri, lucru stabilit de proiectant. Lipsa unei prize de pământ funcționale este una dintre cauzele cele mai frecvente de probleme la instalațiile mai vechi. Aceleași verificări le regăsești în Montajul panourilor pe acoperiș: țiglă, tablă sau terasă, unde structura metalică devine parte din sistemul de împământare. La sfârșitul vieții sistemului, componentele electrice se predau separat, vezi Deșeurile electrice (DEEE): unde predai aparatele vechi.

Ce ceri instalatorului și ce documente păstrezi?

Ceri un proiect sau o schemă monofilară, o listă a protecțiilor montate și procese-verbale de verificare. Documentele te ajută la service, la asigurare și la eventuale reclamații.

Verifică și că tabloul are marcaje clare pentru circuitul fotovoltaic și că există o etichetă la tabloul general, care avertizează că instalația are și o altă sursă de alimentare. Pentru imaginea de ansamblu a unui proiect fotovoltaic, ghidul Panourile fotovoltaice pentru casă: ghid complet pe înțeles este un bun reper, iar întreținerea corectă a instalației e acoperită în Întreținerea panourilor fotovoltaice: curățare și verificări.