Dobór zabezpieczeń dla układów fotowoltaicznych

Dobór zabezpieczeń dla układów fotowoltaicznych

Układy fotowoltaiczne pracują przy prądzie stałym, należy o tym pamiętać dobierając zabezpieczenia. Nie wolno stosować tych samych zasad, które obowiązują przy obwodach prądu przemiennego.

Do zabezpieczeń w układach FV stosowane są bezpieczniki o charakterystyce gPV. Na każdym panelu fotowoltaicznym powinna być umieszczona informacja o znamionowej mocy wyjściowej [W], prądzie znamionowym [A], prądzie zwarciowym [A], napięciu znamionowym [V], maksymalnym napięciu systemu [V] oraz o prądzie znamionowym bezpiecznika ochraniającego panel PV.

Zwykle granicą mocy wyjściowej dla panelu fotowoltaicznego jest moc około 250 W. Maksymalny prąd, który jest w stanie dostarczyć łańcuch fotowoltaiczny przy maksymalnej intensywności światła (prostopadłe padanie światła), wynosi około 110% jego prądu znamionowego. W przypadku zwarcia bezpiecznik musi wytrzymać napięcie pochodzące z innych łańcuchów fotowoltaicznych. Napięcie znamionowe bezpiecznika musi być więc równe lub większe od napięcia bez obciążenia w tej części systemu, w której jest zastosowany. Napięcie bez obciążenia jest nie większe niż 1,2 sumy napięć znamionowych paneli łańcucha.

Jeżeli w łańcuchu fotowoltaicznym powstanie zwarcie, wszystkie łańcuchy, które są z nim połączone równolegle, zaczną zasilać swoim prądem zwarciowym uszkodzony łańcuch PV. To oznacza, że dla n połączonych równolegle łańcuchów fotowoltaicznych, w przypadku zwarcia w jednym łańcuchu, największy dopuszczalny prąd zwarciowy wynosi 1,1 × (n –1) prądu zwarciowego jednego łańcucha fotowoltaicznego.

Innym ważnym czynnikiem jest maksymalna temperatura otoczenia, w której będzie pracował bezpiecznik, powodująca zazwyczaj konieczność obniżenia jego prądu znamionowego. W praktyce prąd znamionowy bezpiecznika zabezpieczającego łańcuch fotowoltaiczny powinien wynosić ok. 1,5-krotność prądu maksymalnego łańcucha.

Dla pracy modułów fotowoltaicznych niebezpieczne jest częściowe zaciemnienie ich powierzchni, ponieważ element zacieniony staje się odbiornikiem prądu o dużej rezystancji. Sposobem ochrony jest instalowanie diod mostkujących.

Autor: mgr inż. Janusz Strzyżewski członek Centralnego Kolegium Sekcji Instalacji i Urządzeń Elektrycznych, członek Polskiego Komitetu Oświetleniowego SEP, członek Izby Inżynierów Budownictwa