Přepěťová ochrana pro FVE

11.10.2024
Autor: Lukáš Svoboda

O fotovoltaice, tedy využívání slunečního záření k tvorbě elektrické energie, dnes slyšel snad už každý. Instalace FVE (fotovoltaické elektrárny) může při správném provedení a dodržení určitých zásad ušetřit nemalou část ročních nákladů za elektrickou energii.

Lze se setkat s různými systémy pokrývajícími různé požadavky, od malých off-grid (ostrovních) systémů v zahrádkářských koloniích, přes domovní on-grid systémy (tedy systémy připojené k distribuční síti) šetřící náklady běžným domácnostem, až po velké FVE. Všechny tyto systémy mají ale jedno společné – je nutné je chránit proti atmosférickým vlivům a proti spínacím vlivům v distribuční síti. Ať už se jedná o komplexní zapojení přepěťové ochrany velké FVE nebo „pouze“ o ochranu malé domovní FVE, je vždy nutné investované peníze efektivně ochránit. Přepěťová ochrana FVE Vám i přes své nízké pořizovací náklady dokáže ušetřit statisíce korun.

Jako základ ochrany proti úderu blesku si každý pravděpodobně představí hromosvod (odborně LPS – Lightning protection system) instalovaný na střeše objektu. Jedná se o tzv. vnější systém ochrany před bleskem. Ne každý objekt je ale hromosvodem vybaven, nabízí se tedy otázka „Musí být u fotovoltaiky hromosvod?“. Obecně lze říci že nemusí, každý objekt je ale potřeba posuzovat individuálně na základě řízení rizik normy o Ochraně před bleskem ČSN EN 62305-2 ed.2. Po vyhodnocení rizik potom tedy lze objekty rozdělit na objekty s LPS a objekty bez LPS.

Nesmíme ale zapomínat ani na vnitřní ochranu před bleskem (přepěťová ochrana), která je z hlediska naší legislativy povinná. Přepěťová ochrana objekt či zařízení chrání nejenom proti vnějším atmosférickým vlivům, ale i proti jeho elektromagnetickým účinkům či spínacím vlivům v síti, které též mohou citlivé zařízení, jako jsou střídače, poškodit. Správný výběr a zásady jejich použití nám stanovuje norma ČSN CLC/TS 51643-32.

Fotovoltaika s hromosvodem (LPS): jestliže objekt musí mít dle řízení rizika (ČSN EN 62305-2 ed.2) jímací soustavu, je nutné předpokládat přímý úder blesku (proudový impulz s parametry 10/350 µs) do budovy nebo i do PV systému. V takovém případě je dále nutné rozlišit mezi systémy, kde je dodržena přeskoková vzdálenost „s“ mezi jímací soustavou a panely a systémy, kde přeskoková vzdálenost „s“ dodržena není.

Jestliže má objekt jímací soustavu a je dodržena přeskoková vzdálenost mezi jímací soustavou a panely FVE, nehrozí přímý úder blesku do PV systému. V tomto případě je dostačující ochranou SPD typu T2. Vhodným zástupcem SPD na pozici A (resp. na pozicích A a D při větší vzdálenosti jak 10 m mezi střídačem a panely) může být HSA PV 600 M, který je vhodný pro všechny hladiny LPL. Tento výrobek je konkrétně na napětí UCPV = 600 V DC, pro řadu HSA ale nabízíme varianty od 200 V DC do 1 500 V DC. Výrobek je v zapojení Y, jenž je díky použité bleskojistce odolné vůči zemnímu spojení pracovních vodičů a má nulový reziduální (průsakový) proud.

Image 16

Obrázek 1 – PV systém s hromosvodem, kde je dodržena přeskoková vzdálenost „s"

Jestliže objekt má jímací soustavu a není dodržena přeskoková vzdálenost mezi jímací soustavou a panely FVE, hrozí přímý úder blesku do budovy i do PV systému. V tomto případě je nutné instalovat SPD typu T1, v lepším případě vybrat kombinované SPD typu T1+T2. Vhodným zástupcem SPD na pozici A (resp. na pozicích A a D při větší vzdálenosti jak 10 m mezi střídačem a panely) může být HLSA6,5 PV 600 M. Tento výrobek je opět na napětí UCPV = 600 V DC, ale také pro řadu HLSA nabízíme varianty od 200 V DC do 1 000 V DC. Rodinný dům běžně spadá do hladiny LPL III-IV, pro kterou je předepsáno použití svodiče přepětí pro PV aplikace s minimální svodovou schopností 5 kA/pól. Tento výrobek je tedy vhodný zejména pro hladiny LPL III a IV. Zhotoven je opět v zapojení Y. Pro hladiny LPL I a II je vhodná řada HLSA12,5 PV, kterou nabízíme v napěťové hladině 1000 a 1500 V DC.

Image 18

Obrázek 2 – PV systém s hromosvodem, kde není dodržena přeskoková vzdálenost „s“

Jelikož je objekt vybaven jímací soustavou, je dále nutné do hlavního rozvaděče – na pozici C, instalovat SPD typu T1, v lepším případě vybrat rychle reagující, varistorové, kombinované SPD typu T1+T2+T3. Pokud je střídač vzdálen od hlavního rozvaděče více jak 10 m, je zapotřebí zopakovat SPD typu T2 (pokud je dodržena přeskoková vzdálenost) nebo SPD typu T1 (pokud není dodržena přeskoková vzdálenost) přímo před střídačem na pozici B.

Fotovoltaika bez hromosvodu: jestliže objekt nemusí mít dle řízení rizika (ČSN EN 62305-2 ed.2) jímací soustavu (LPS), potom nehrozí přímý úder blesku do budovy ani do PV systému.

Image 19

Obrázek 3 – PV systém bez hromosvodu

V tomto případě můžeme, jako minimální požadavek dle normy instalovat SPD typu T2. Vhodným zástupcem SPD na pozici A (resp. na pozicích A a D, při vzdálenosti mezi střídačem a panely větší jak 10 m) může být HSA PV 600 M, který je vhodný pro všechny hladiny LPL.


Pokud výpočet rizik nestanoví jinak, vhodným zástupcem SPD na pozici C může být SPD typu T2. Pokud je střídač vzdálen od hlavního rozvaděče více jak 10 m, je zapotřebí zopakovat SPD typu T2 přímo před střídačem – pozice B.

Pokud objekt nemá jímací soustavu a není k dispozici výpočet rizika, musí se doplnit, nebo počítat s nejhorším možným případem, tedy s výběrem svodičů bleskového proudu a přepětí pro hladinu LPL I.

Pro všechny výrobky této řady nabízíme jako levnější variantu bez bleskojistky v celé napěťové škále i varianty v zapojení U s označením „/2“ na konci názvu výrobku.

Celá produktová řada též přináší výhodu provedení výměnného modulu – výrobky označeny písmenem M.

Pokud je vyžadována dálková signalizace stavu přepěťové ochrany, lze využít varianty označené jako S. Bezpotenciálový kontakt této signalizace se následně připojuje do systému inteligentní domácnosti (typicky jako vstup řídícího PLC), kde trvale informuje investora o stavu přepěťové ochrany, bez nutnosti fyzické kontroly rozvaděče.

Detailní informace ohledně zapojení přepěťové ochrany fotovoltaických systémů pro rodinné domy