Možnosti vypnutia fotovoltaických zariadení pri požiari
Problematika možnosti vypnutia fotovoltaických zariadení pri požiari alebo údržbe je známa a doteraz aplikované spôsoby prinášajú len čiastkové riešenia. Hlavným problémom je, že bežný spôsob zapojenia umožňuje iba čiastkové vypnutie celkového zariadenia. Na jednotlivých vetvách sa však naďalej stretneme až s 1 000 V DC. Možnostiam zapojenia a bezpečného vypnutia sa venuje nasledovný článok.
Úvod do problematiky
Princípom fungovania solárneho panelu je fotovoltaický efekt. V solárnom článku prichádza na základe tohto efektu k premene elektromagnetického žiarenia s krátkou vlnovou dĺžkou (najmä slnečné žiarenie) priamo na elektrickú energiu. Znamená to, ako náhle vystavíme solárny panel svetlu, začne tento odovzdávať elektrickú energiu. V bežných prípadoch sú panely konštruované tak, že na každom vzniká napätie 40 V DC. Sériovo zapojené panely mávajú výsledné napätie 1 000 V DC.
Treba si však uvedomiť, že elektrická energia „vzniká" v panely vždy, keď na neho dopadá svetlo. Či už slnečné, umelé alebo napr. aj žiarenie z požiaru. Pred každým zásahom hasičov je nutné zavrieť hlavný uzáver plynu a vypnúť hlavný vypínač avšak tento krok nezastaví fotovoltaický efekt, len na nejakom bode odpojí panely od ostatnej elektrickej sústavy. Najväčšou hrozbou pre život sa takto môže stať práve začatie hasenia vodou, keďže napriek vypnutiu hl. vypínača a požiarneho vypínača fotovoltaického zariadenia sú panely stále pod napätím. Netreba hovoriť o tom, čo sa všetko môže stať. Je teda zrejmé, že treba účinne tieto nebezpečenstvá odstrániť. Nevyhnutným zariadením je požiarny vypínač fotovoltaického zariadenia, ktorý by mal byť umiestnení v blízkosti hlavného vypínača, aby hasiči vedeli vypnúť každý zdroj elektrickej energie v objekte.
Možnosti zapojenia sú nasledovné:
Požiarny vypínač
Klasický požiarny vypínač odpojí jednotlivé fotovoltaické slučky (string) od ostatnej sústavy. Len vodiče pred panelmi zostanú bez napätia (napr. zvody zo strechy). V samotnej slučke činí napätie vyše 120 V DC!
Obrázok č. 1
Popis:
Maximálne možné napätie: 1000 V DC!
Redundancia: žiadna
Prúdová ochrana: nie
Hasenie oblúkov: čiastočne možné
Vyskratovanie slučky pomocou požiarneho vypínača alebo stringboxu
Vyskratovanie vodičov slučky prinesie síce slučku bez napätia. Medzi jednotlivými modulmi/panelmi však zostáva napätie 120 V DC.
Maximálne možné napätie: > 120 V DC
Redundancia: žiadna
Prúdová ochrana: čiastková
Hasenie oblúkov: čiastočne možné
Obr. č. 2
Bezpečný požiarny vypínač - Vyskratovanie modulov a slučiek
Najspoľahlivejším spôsobom je vyskratovanie každého modulu samostatne. V systéme nie je žiadne napätie. Tento najspoľahlivejší spôsob je v skutočnosti žiaľ aj najdrahší.
Maximálne možné napätie: 0 V DC
Redundancia: 3-násobná
Prúdová ochrana: áno
Hasenie oblúkov: 100 %
Obr. č. 3
Bezpečný požiarny vypínač - Duálne skratové zapojenie systémom EP-BFA-Dual
Alternatívou k vyššie uvedenému spôsobu je vyskratovať vždy dva moduly. Náklady na takéto riešenie sú úmerne nižšie. Zvyškové napätie činí len 40 V DC.
Maximálne možné napätie: 40 V DC
Redundancia: 1-násobná
Prúdová ochrana: áno
Hasenie oblúkov: 100 %
Obr. č. 4
Bezpečný požiarny vypínač - Trojmodulárne skratové zapojenie systémom EP-BFA-Tripple
Ide o obdobné zapojenie, ako v príklade č. 4, avšak sú vyskratované vždy tri moduly. Aj toto riešenie je dobrým riešením pri ešte nižších nákladoch. Napätie v systéme činí najviac 120 V DC.
Maximálne možné napätie: 120 V DC
Redundancia: 1-násobná
Prúdová ochrana: áno
Hasenie oblúkov: 100 %
Obr. č. 5
Cena a ďalšie výhody
Požiarny vypínač má význam len vtedy, ak je jeho ovládanie umiestnené v pri hlavnom vypínači. Systémy účinných požiarnych vypínačov sa dnes vyrábajú s elektronickým riadením, čo umožňuje efektívne riadenie aj na dlhšie vzdialenosti. Cena takýchto zariadení je navyše výrazne nižšia než u doteraz dostupných výrobkov. Okrem výrazného zvýšenia bezpečnosti pri požiari, je potrebné vyzdvihnúť aj zvýšenie prevádzkovej bezpečnosti, ak sa bezpečný požiarny vypínač použije napr. pri čistení modulov vodou alebo pri údržbe.
Erik Sipeky
Electraplan Slovensko, s. r. o.
Tel. 02/44630934
www.electraplan.sk
www.niedax.sk