POLSKI PRODUCENT MODUŁÓW PV

Zapewniamy
kompleksową ofertę
produktową do instalacji
fotowoltaicznych

Montaż i użytkowanie modułów fotowoltaicznych

Montaż i użytkowanie instalacji fotowoltaicznych – błędy i porady

Wykonując instalację fotowoltaiczną należy przestrzegać obowiązujących przepisów oraz posiadać wiedzę i doświadczenie w tym zakresie. Dotyczy to głównie instalatorów dokonujących montażu, jednak również użytkownik powinien przestrzegać zasad prawidłowego użytkowania całego systemu oraz wiedzieć na co zwracać uwagę podczas odbioru.

 

Dzięki dobrym praktykom stosowanym przez instalatorów i użytkowników, nasza instalacja będzie pracowała przez wiele lat, zmniejszając koszty zużycia energii elektrycznej.

Instalacja fotowoltaiczna jest nietypowym typem instalacji elektrycznej, w skład której wchodzą generatory energii prądu stałego – moduły fotowoltaiczne, urządzenia przekształcające tą energię w energię prądu przemiennego, system montażowy oraz akcesoria elektryczne: kable solarne, konektory, zabezpieczenia elektryczne. Tak duża ilość podzespołów użytych w kompletnym systemie sprawia, że ryzyko uszkodzenia każdego z nich, a tym samym wyłączenie z pracy całości, jest podwyższone. Ryzyko to dotyczy szczególnie modułów fotowoltaicznych poddanych ciągłym działaniom czynników atmosferycznych oraz inwerterów, zawierających układy elektroniki i elementy przyłączeniowe.

Przedstawiony na rysunku nr 1 diagram prezentuje statystykę uszkodzeń instalacji PV w Niemczech wg liczby zdarzeń. Jak widać, najczęstsze uszkodzenia spowodowane są nie tylko wyładowaniami przepięciowymi, na które oczywiście należy zwrócić szczególną uwagę i dobrać odpowiednie urządzenia zabezpieczające, ale także naciskami śniegu, wichurami, błędami technicznymi. Występowanie uszkodzeń powstają zazwyczaj w wyniku błędnego montażu lub użytkowania. Dlatego, nie tylko osoby wykonujące montaż powinny posiadać stosowne uprawnienia oraz doświadczenie, ale także użytkownik powinien znać i przestrzegać zalecenia producentów danych urządzeń.

Rys. 1. Statystyka uszkodzeń instalacji PV w Niemczech wg liczby zdarzeń (dane z 2010 r.).

Inżynier Budownictwa

Ochrona odgromowa i przepięciowa instalacji fotowoltaicznej

2015-01-09

 

Nacisk śniegu, wichura

Niedostosowanie się do wskazań producentów jest pierwszym z najczęstszych powodów uszkodzeń urządzeń pracujących w instalacji fotowoltaicznej. Już na etapie projektowania bezwzględnie należy upewnić się, czy parametry zastosowanych urządzeń odpowiadają warunkom klimatycznym jakie panują w przewidzianym miejscu montażu. Dane te przedstawione są w ich kartach katalogowych i są nimi najczęściej: temperatura otoczenia, stopień ochrony IP oraz sposób chłodzenia. Dodatkowo dla modułów fotowoltaicznych powinny zostać sprecyzowane: wartość maksymalnych obciążeń statycznych, parametry kul gradowych mogących na nie padać oraz obszary w jakich mogą pracować, np. obszary nadmiernego zasolenia, zapylenia, zakurzenia, obszary występowania związków chemicznych (kwaśne deszcze, sadza, nawozy chemiczne), obszary występowania łatwopalnych substancji gazowych. 


Rys. 2. Uszkodzenie spowodowane gradem

Powyższe wytyczne dotyczą także systemów montażowych. Przed przystąpieniem do prac montażowych na połaci dachowej lub elewacji projektant na etapie projektowania, powinien sprawdzić wytrzymałość mechaniczną konstrukcji na obciążenia statyczne, natomiast przy montażu na gruncie – zwięzłość gruntu. W obu przypadkach zastosowana system montażowy powinien zapewnić wytrzymałość na obciążenie wywołane zarówno modułami i możliwym zalegającym na nich śniegiem, jak i wytrzymałość na wiatr. Brak tych obliczeń może być tragiczny w skutkach (zerwane moduły, połamana konstrukcja dachu, obrażenia ludzkie).

Błędy techniczne

Błędy techniczne mogą być związane zarówno z nieprawidłowym wykonaniem projektu, jak i błędnym montażem. Podstawową zasadą podczas konfiguracji systemu fotowoltaicznego jest dobór prawidłowej ilości modułów podłączonych do inwertera (temat omówiony w poprzednim cyklu artykułów). Zbyt duża ilość przyłączonych do inwertera modułów, powodująca przekroczenie wartości napięć – szczególnie w niskich temperaturach – ponad wartości określone w karcie katalogowej, wyłącza inwerter z gwarancji. 

Zastępowanie przewodów solarnych zwykłymi przewodami elektroinstalacyjnymi (np. LGY) jest bardzo często praktyką stosowaną wśród instalatorów. Należy pamiętać, że przewody solarne posiadają dużo lepsze właściwości mechaniczne jak i elektryczne, niż typowe przewody elektroinstalacyjne. Podstawowym parametrem jest ich napięciowa odporność izolacji, która powinna wynosić min. 1000V, a także: odporność na promieniowanie UV, szeroki zakres temperatury pracy, podwójna izolacja, podwyższona wytrzymałość mechaniczna. Ponadto, ze względu na wartość obciążalności prądowej długotrwałej oraz spadki napięć, przekrój przewodów powinien być dobrany prawidłowo. Przekroje ich wynoszą zazwyczaj 4mm2 czy 6mm2.

Kolejnym, również bardzo częstym błędem popełnianym podczas montażu jest zarabianie konektorów na przewodach solarnych nieodpowiednimi narzędziami, np. kombinerkami, nieoryginalną zaciskarką. Skutkiem takich działań jest powstawanie luźnych połączeń oraz pęknięć końcówek, co może prowadzić do powstawania przepięć i upaleń. W skrajnych przypadkach, pojawiające się przepięcia mogą uszkodzić inwerter. W celu prawidłowego zaciśnięcia konektorów należy stosować dedykowane dla danego typu konektora zaciskarki.


Rys. 3. Uszkodzenie puszki przyłączeniowej

Instrukcja inwertera fotowoltaicznego określa są zasady jego montażu. Zazwyczaj, instalatorzy nie zapoznają się z tym dokumentem i montują inwertery niezgodnie z wytycznymi. Sytuacja ta dotyczy szczególnie zachowania wskazanych odległości inwertera od sufitu czy ścian, lub dwóch lub więcej inwerterów względem siebie. Niejednokrotnie podczas osobistego odwiedzania instalacji fotowoltaicznych, byłem świadkiem tego błędu. Niestosowanie się do wytycznych skutkuje ograniczoną wentylacją urządzenia, a co za tym idzie obniżeniem wartości uzysków oraz ryzyko szybszej awarii. Innym błędem jest nieprawidłowe wykorzystanie istniejących w inwerterze dławic, przeznaczonych do konkretnych typów i przekrojów przewodów oraz niezaślepienie nieużywanych wtyczek konektorów – działania te zapewniają zachowanie wskazanego stopnia IP. Pamiętajmy także o tym, aby przyłączane żyły czy same konektory były mocno i stabilnie zamocowane w gniazdach/zaciskach.

Zachowanie odpowiedniego odstępu między modułami, a powierzchnią dachu wpływa na prawidłową cyrkulacje powietrza. Zalecany odstęp, przy którym utworzony komin powietrzny prawidłowo owiewa moduły wynosi 10cm. Wielu producentów systemów montażowych produkuje systemy, gdzie odległość ta jest mniejsza niż zalecana co jest to także dopuszczalne. Ważną zasadą jest jednak, aby moduł nie przylegał bezpośrednio do powierzchni dachu, a minimalna przestrzeń umożliwiająca przepływ powietrza, została zachowana.

Wyładowania, przepięcia

Szeroko poruszanym tematem często pojawiającym się w literaturze jest ochrona przed wyładowaniami atmosferycznymi i przepięciami. Jak zostało przedstawione na samym początku artykułu, wyładowania atmosferyczne i przepięcia powodują największy odsetek uszkodzeń instalacji fotowoltaicznych. Tematem ochrony i doboru tych zabezpieczeń zajmiemy się w kolejnym wydaniu czasopisma, jednak warto wiedzieć, że zastosowanie ich jedynie minimalizuje ryzyko uszkodzenia instalacji i na pewno jest zawsze wymagane w przypadku chęci zawarcia umowy ubezpieczeniowej chroniącej instalacje PV przed tymi zjawiskami. Przy doborze odpowiedniej ochrony należy sugerować się obowiązującymi normami i przepisami, w szczególności:

  • na budynkach z instalacją odgromową sprawdzić czy odstęp izolacyjny między modułami, a zwodami poziomymi został zachowany, a następnie dokonać prawidłowego uziemienia modułów oraz konstrukcji montażowej;
  • na budynkach bez instalacji odgromowej uziemić moduły oraz konstrukcje montażową bezpośrednio z GSU budynku;
  • w projektach naziemnych zastosować odpowiednią ochronę odgromową obliczoną na podstawie obowiązujących norm;
  • zastosować odpowiednią klasę zabezpieczenia przepięciowego, zarówno po stronie DC jak i AC systemu;

wszystkie metalowe części instalacji fotowoltaicznej powinny zostać uziemione; zaleca się również stosowanie miejscowych połączeń wyrównawczych.


Rys. 4. Skutki działania wyładowania atmosferycznego.
Źródło: Materiały szkoleniowe firmy ETI Polam. Roman Kłopocki

Błędy ludzkie

Każdy moduł fotowoltaiczny przed montażem powinien zostać poddany oględzinom gołym okiem, w celu wyrycia uszkodzeń, które mogą wpływać na ich szybsze zużywanie, zmniejszenie uzysków energetycznych, lub uszkodzenie całego systemu, w którym on pracuje. Uszkodzeniami tymi mogą być: pęknięte ogniwa, uszkodzona rama, naderwana puszka przyłączeniowa, rozwarstwienia laminatu, stałe zabrudzenia, porysowania szkła. Nieświadomi z tego faktu wykonawcy, pomijają tą czynność, co w przypadku ewentualnej wymiany/naprawy pociąga za sobą dodatkowe koszty, leżące oczywiście po stronie klienta. Dotyczy to również pozostałych komponentów systemu: inwerterów, systemów montażowych, przewodów. Uszkodzone produkty nie powinny być montowane.

 
Rys. 5. Uszkodzone ogniwa w module.

Rys. 6. Rozwarstwienie ram modułów. 






Rys. 7.
Degradacja modułów w wyniku
złego procesu laminacji.

Jak wcześniej zostało wspomniane, system fotowoltaiczny jest niczym innym jak instalacją elektryczną, podczas montażu której należy przestrzegać norm i zasad z zakresu instalatorstwa elektrycznego. Wprawdzie jeden czy dwa moduły połączone w szereg nie powodują zagrożenia dla życia ludzkiego (napięcie w skrajnych warunkach pogodowych będzie nadal bezpieczne), ale już większa ich ilość, może generować prąd zagrażający życiu. Dlatego dla zasady i nabrania dobrych praktyk należy bezwzględnie pamiętać o unikaniu dotykania części czynnych modułów (odsłoniętych konektorów, przewodów, puszek, przyłączeń).

Częste praktyki instalatorów sprowadzają się do nieprawidłowego transportu modułów w miejsce docelowej instalacji. Powodem takich zachowań jest zazwyczaj chęć oszczędności wynikająca z wynajmu urządzeń transportowych (podnośników, wysięgników). Moduły transportowane są za pomocą prowizorycznych lin, pasów czy szelek. W trakcie tych czynności istnieje nie tylko ryzyko uszkodzenia urządzeń, ale także niebezpieczeństwo dla zdrowia i życia osób pracujących na budowie. Niejednokrotnie, moduły, które uległy upadkowi montowane są w docelowe miejsce, bez przeprowadzonych wcześniej badań, a nawet oględzin. Sprawa również dotyczy samego transportu (nieprawidłowe mocowania, nieprawidłowy rozładunek), podczas którego moduły mogą ulec uszkodzeniu mechanicznemu. Ładunek, transport oraz rozładunek powinien przebiegać zgodnie z wytycznymi producentów, w tym zakresie.

Zwierzęta

Działanie zwierząt jest nieprzewidywalne i zazwyczaj nie mamy na nie wpływu. Najczęściej objawiają się one uszkodzeniem przewodów, szczególnie przez gryzonie. Inne przypadki sprowadzają się do budowania gniazd przez ptaki czy owady przy inwerterach lub na modułach. Pamiętajmy, aby w pomieszczeniach piwnicznych, strychach stosować trutki na gryzonie oraz dbać o szczelność pomieszczeń i profilaktycznie wykonywać okresowe oględziny urządzeń. Przewody powinny być chronione mechanicznie, poprzez zastosowanie koryt lub rurek elektroinstalacyjnych.

Wskazówki eksploatacyjne

Głównym zaleceniem producentów inwerterów fotowoltaicznych jest monitorowanie pracy całego systemu przez cały okres eksploatacji. Pomiary te można dokonywać zarówno bezpośrednio z poziomu inwertera, jak i poprzez sieć internetową. Monitoring on-line pozwala na natychmiastowe wykrycie usterki i przesłanie wiadomości o jej zaistnieniu na indywidualną skrzynkę pocztową lub telefon komórkowy użytkownika. Ze względów praktycznych zaleca się, aby przeprowadzać przeglądy pracującej instalacji fotowoltaicznej, w następujących okresach:

  • miesięczny – oględziny wizualne, ocena pod względem zanieczyszczeń lub widocznych, mechanicznych uszkodzeń np. szyby, ramy, konstrukcji montażowej;
  • półroczny – przegląd urządzeń pod względem, występowania w nich wody, insektów, sprawdzenie bezpieczników, przewodów;
  • pięcioletni – wykonanie pełnych okresowych pomiarów elektrycznych wg obowiązujących norm wraz z termowizją oraz pomiarami sprawności modułów.

Dodatkowo po wystąpieniu anomalii pogodowych (gradobicia, wichury, burze) każdorazowo należy dokonać oględzin wizualnych.

Częstym pytaniem użytkowników instalacji fotowoltaicznych jest :czy moduły należy myć? Jednoznacznie można stwierdzić, że w przypadku montażu modułów pod kątem ~300, występuje efekt samooczyszczenia - wszelkie luźne zanieczyszczenia lub zalegający śnieg samoczynnie opadają z powierzchni modułów. Przydatny w takich sytuacjach jest też deszcz, dzięki któremu luźne nieczystości usunięte, a powierzchnia modułów samoczynnie zostaje wyczyszczona. Nieczystości trwale związane z modułami, należy usuwać samodzielnie. Podczas mycia należy przestrzegać następujących zaleceń:

  • do mycia modułów nie należy stosować myjek wysokociśnieniowych;
  • należy stosować zwykłą wodę, bez dodatków detergentów;
  • nie należy dotykać części przewodzących prąd elektryczny;
  • powinno się unikać mycia modułów podczas słonecznych dni, kiedy temperatura modułów przekracza 600C;

zaleca się mycie z częstotliwością 2 razy w roku, głownie po okresach pylenia i nawożenia roślin.

W celu zapewnienia maksymalnej wygody użytkowników przy korzystaniu z witryny ta strona stosuje pliki cookies. Szczegóły w naszej Polityce prywatności.
Kliknij "Zgadzam się", aby ta informacja nie wyświetlała się więcej.