Uziemienie paneli fotowoltaicznych


panel fotowoltaiczny z uziemieniem

Instalacja fotowoltaiczna stanowi dobry sposób na wsparcie środowiska naturalnego, ale to niejedyny powód dużej popularności fotowoltaiki. Dzięki niej można obniżyć rachunki za energię i przynajmniej częściowo uniezależnić się od jej cen. Fotowoltaika jest bezpieczna i bez problemu można zamontować ten system na dachu czy balkonie. Skoro jest więc instalowana na zewnątrz, to czy wymaga uziemienia? Dowiedz się, jak wygląda kwestia uziemienia fotowoltaiki.

Czy panele fotowoltaiczne muszą być uziemione?

Instalacja fotowoltaiczna wyróżnia się bardzo bezpieczną pracą, a ryzyko przepięcia lub innej nieprawidłowości jest naprawdę niskie. Jest to jednak wciąż instalacja, która produkuje i przetwarza prąd, dlatego warto „dmuchać na zimne” i zadbać o dodatkowe zabezpieczenie. Rozwiązaniem jest uziemienie paneli fotowoltaicznych. Zwiększa ono bezpieczeństwo i gwarantuje, że nie dojdzie do porażenia w sytuacji, gdy obieg zostanie przerwany. Uziemienie, nazywane również instalacją odgromową, to połączenie wyrównawcze, które łączy moduły oraz falownik z ziemią o zerowym napięciu.

Uziemienie instalacji PV jest zalecane dla każdego systemu, ponieważ jest to po prostu element zwiększający bezpieczeństwo. I choć nie ma przepisów, które nakładają taki obowiązek na właściciela budynku, warto wiedzieć, że pozostawienie fotowoltaiki bez uziemienia niesie za sobą ryzyko strat. Żeby określić, czy instalacja jest niezbędna:

  • ocenia się ryzyko strat w przypadku uderzenia pioruna, czyli możliwość utraty życia i wysokość strat materialnych,
  • zwraca się uwagę na dziedzictwo kulturowe, czyli szansę, że uszkodzony zostanie zabytek lub ważna budowla dla kultury i sztuki,
  • bierze się pod uwagę średnią ilość wyładowań uderzających w obiekt i tych, które potencjalnie mogą trafić w obiekt.

Jeśli ryzyko uderzenia pioruna w budynek jest duże, a dodatkowo budowla cechuje się znaczną wartością, rekomenduje się wykonanie instalacji odgromowej fotowoltaiki. Rozważając taką inwestycję, należy pamiętać, że wraz ze zmianami klimatu pojawia się coraz więcej anomalii pogodowych, takich jak burze. W miejscach, w których kiedyś nie były one tak częste, dzisiaj bywają gwałtowne i regularne. W związku z tym trafne oszacowanie tego, czy i jak często w budynek będzie uderzał piorun, może być utrudnione.

Budynki i instalacje fotowoltaiczne chroni się przed uderzeniem pioruna za pomocą systemu zwodów (elementów instalacji odgromowej) pionowych i poziomych, tak aby całość instalacji znajdowała się wewnątrz strefy ochronnej. Sam układ zwodów jest uzależniony od konstrukcji budynku.

Po co wykonywać uziemienie paneli fotowoltaicznych?

Choć to, że fotowoltaika przyciąga pioruny, jest kompletną nieprawdą, nie oznacza, że błyskawica nigdy nie uderzy w dach z instalacją. Jest ona przecież montowana na zewnątrz, na szczycie budynku, czyli w teoretycznie najwyższym punkcie okolicy. Zgodnie z zasadami fizyki wyładowania elektrostatyczne szukają jak najkrótszej drogi do ziemi – istnieje więc ryzyko, że piorun uderzy w dach pokryty panelami fotowoltaicznymi.

Bezpośrednie uderzenie pioruna może skutkować wybuchem pożaru budynku, porażeniem osób czy zniszczeniem całej instalacji oraz urządzeń elektrycznych w budynku. Bardzo niebezpieczna jest również tzw. fala elektromagnetyczna, która pojawia się po wyładowaniu, które nastąpiło w otoczeniu budynku i instalacji. Może ona zniszczyć sprzęty elektryczne, w tym m.in. AGD, RTV, ale też falownik. Uziemienie zabezpiecza także całą instalację w przypadku uszkodzenia tylko jednego modułu.

Jak wykonać uziemienie paneli fotowoltaicznych?

Wytyczne dotyczące prawidłowego wykonania uziemienia modułów fotowoltaicznych określa m.in. zbiór norm PN-EN 62305, określający zasady ochrony odgromowej. Instalacja odgromowa nazywana jest czasem skrótem LPS (ang. Lightning Protection System) i składa się z dwóch części:

  • zewnętrznej instalacji uziemiającej, która służy do bezpośredniego odebrania energii pochodzącej z wyładowania; do jej wykonania służą tzw. zwody, przewody odprowadzające oraz uziom,
  • wewnętrznej instalacji uziemiającej, która ma uniemożliwić występowanie iskrzenia w obiekcie; wewnętrzny LPS może składać się z połączeń wyrównawczych lub odstępu izolacyjnego między częściami LPS a innymi przedmiotami wewnątrz budynku, które przewodzą prąd.
Instalacja fotowoltaiczna na dachu domu

W budynkach, które nie mają własnej zewnętrznej instalacji odgromowej, konieczne jest wykonanie uziemienia wewnętrznego. Robi się to, wykorzystując otwory w ramach aluminiowych modułów fotowoltaicznych. Należy je wykorzystać do połączenia modułów przewodami uziemiającymi.

Urządzenia wchodzące w skład instalacji fotowoltaicznej (panele i falownik) są wyposażone we własne zabezpieczenia, natomiast mimo to warto zastosować dodatkowe elementy. Aby bezpiecznie użytkować moduły fotowoltaiczne, stosuje się uziemienie oraz ograniczniki przepięć. Ochrona przeciwprzepięciowa pomaga uniknąć skutków impulsu, który pojawia się, gdy wyładowanie elektrostatyczne wystąpi nie na budynku, ale w okolicy. Prawidłowe uziemienie paneli fotowoltaicznych oraz ich ram i konstrukcji można wykonać na kilka sposobów, m.in.:

  • wykorzystując drut miedziany do połączenia poszczególnych elementów z punktem uziemiającym – ułatwiają to otwory wykonywane w ramach modułów,
  • wykorzystując klemy z pinami uziemiającymi; należy pamiętać, by połączyć uziemione ramy modułów oraz elementy konstrukcji wsporczej z główną szyną uziemiającą.

Metody uziemiania fotowoltaiki zależą od tego, czemu ma służyć połączenie wyrównawcze oraz tego, w jaki sposób i gdzie umiejscowiona jest instalacja fotowoltaiczna. Nie istnieje więc jeden schemat uziemienia paneli fotowoltaicznych.

Uziemienie paneli fotowoltaicznych na gruncie

Aby uziemić konstrukcję wolnostojącą, stosuje się zwody pionowe, których wysokość determinuje tzw. kąt osłonowy alfa wynikający z przyjętego poziomu ochrony budynku.

Uziemienie paneli fotowoltaicznych na dachu

Instalacja odgromowa na dachu skośnym może zawierać zwody poziome, umieszczone na kalenicy (wzdłuż górnej krawędzi dachu) oraz na krawędziach bocznych. Układ można uzupełnić o zwody pionowe.

Kto powinien wykonać uziemienie instalacji fotowoltaicznej?

Bez wątpienia taką usługę powinno się zlecić profesjonalnej firmie. Prawidłowe uziemienie paneli fotowoltaicznych jest kluczowe, by cały system był bezpieczny. Nie ma sensu robić uziemienia, jeśli ma być ono wykonane byle jak, bez uwzględnienia faktycznych potrzeb budynku. Aby spełniało swoją funkcję, powinien zająć się tym ktoś, kto po pierwsze zna normy, a po drugie wie, jak dopasować uziemienie do konkretnego obiektu. Fachowcy zaprojektują i wykonają taką instalację poprawnie i zgodnie z obowiązującymi normami. Nieprawidłowe wykonanie instalacji odgromowej niesie za sobą bowiem podobne skutki jak jej brak. Robienie tego samodzielnie, bez doświadczenia i kompetencji, spowoduje, że ani system solarny, ani osoby przebywające w jego pobliżu nie będą bezpieczne.

Jeśli masz w planach ubezpieczenie fotowoltaiki (albo budynku, na którym jest zamontowana), jej uziemienie wykonane przez profesjonalną ekipę może być jednym z wymogów zawarcia umowy polisy.

Uziemienie instalacji fotowoltaicznej – FAQ

Czy do fotowoltaiki potrzebna jest instalacja odgromowa?

Instalacja odgromowa zwiększy bezpieczeństwo budynku, zapobiegając możliwym wyładowaniom elektrostatycznym na budynku, gdzie zamontowane są panele PV.

Jaki kabel wybrać do uziemienia paneli fotowoltaicznych?

Norma dopuszcza uziemienie kablem o przekroju co najmniej 16 mm kw.

Jaka rezystancja uziemienia dla paneli fotowoltaicznych?

Dla obiektów budowlanych zaleca się, aby nie przekraczała ona wartości 10 Ω, chyba że zostały sprecyzowane inne, specjalne wytyczne.

Jak głęboko powinno być uziemienie?

Powinno znajdować się na głębokości nie mniejszej niż 3 metry, natomiast konkretna głębokość zależy od rodzaju gruntu.

Czy można podłączyć uziemienie do instalacji odgromowej?

Gdy na budynku występuje zewnętrzne urządzenie piorunochronne LPS (instalacja odgromowa), uziemienie ochronne może być połączone z odgromowym.