A napelemes rendszerek veszélyforrásai és azok kiküszöbölése

2015-04-29 10:05
A jelenleg üzemelő rendszerek döntő része a Villamos Energia Törvény alapján meghatározott ún. Háztartási Méretű Kiserőmű kategóriájába esik – 50 kVA alatti rendszerek –, és az ilyen méretű rendszerek terjedése várható az elkövetkező években is. Mit hoz magával ez a tény? Azt, hogy a rendszerek telepítése nem két-három nagy cég kezében összpontosul – mint a napelemparkok esetében –, hanem sok kisebb-nagyobb vállalkozás végzi ezt a munkát. Ez örvendetes, hiszen így sok vállalkozásnak jelent munkalehetőséget a napelemes rendszerek létesítése.
Ez a tendencia azonban veszélyt is hordoz magában: előfordulhat, hogy olyan vállalkozások is végeznek telepítési munkákat, akiknek sem a műszaki felkészültsége, sem a tapasztalata nem elégséges ahhoz, hogy megfelelő minőségben végezzék ezt a munkát. A napelemes rendszerek pedig jelentős veszélyforrásokat hordoznak magukban.
Nézzük, hogy melyek ezek a veszélyforrások, és hogyan küszöbölhetjük ki őket. A napelemmodulok a fényenergiából villamos energiát állítanak elő. Ez az energia egyenfeszültség formájában áll rendelkezésünkre, hiszen a napelemek egyenfeszültséget állítanak elő. Jelenleg ez a feszültség maximálisan DC 1000 V, de már fejlesztés alatt állnak a DC 1500 V-os rendszerek is. DC 1000 V! Ez a napelemes rendszerek elsődleges veszélyforrása. Hogyan jelenik meg ez a veszély egy napelemes rendszernél?
1. Áramütés elleni védelem nem megfelelő biztosítása.
Az MSZ HD 60 364-7-712-es, a napelemes rendszerek létesítési előírásait tartalmazó szabvány 712.41-es pontja kimondja, hogy a napelemes rendszerek DC-oldalát akkor is feszültség alatt állónak kell tekinteni, ha a rendszer az AC hálózatról le van választva. Az AC hálózatoknál alkalmazott érintésvédelmi megoldások, mint pl. a TT vagy TN rendszerek állandóan feszültség alatt álló DC rendszereknél nem alkalmazhatók.
Mi hát a megoldás? A II. hibavédelmi osztály, azaz a kettős szigetelés alkalmazása. Minden DC-oldalon alkalmazott berendezés, készülék, vezeték és szerkezeti elem feleljen meg a kettős szigetelés követelményeinek. Ezt a megoldást támogatja az említett létesítési szabvány 712.413.2 pontja.
2. Alkalmazott csatlakozó- dobozok és védőberendezés- összeállítások rossz kialakítása.
A napelemes rendszerek DC-oldalán villamos kötéseket kell létesítsünk, és különböző védelmi készülékeket, pl. túlfeszültség-korlátozókat, biztosítókat, kapcsolókat kell elhelyezzünk. Ezeket DC napelem-csatlakozódoboz alkalmazásával tudjuk megoldani.
A létesítési szabvány 712.511.1 pontja szerint a csatlakozó- dobozok kialakítása során be kell tartani az MSZ EN 60 439-1 szabvány előírásait. Mit is jelent ez? Azt, hogy napelemes rendszerek DC-oldalán csak tipizált (TTA) vagy részlegesen tipizált (PTTA) napelem-csatlakozódobozok alkalmazhatók, egyedi kialakításúak nem!
3. DC-oldali villamos szerkezetek nemmegfelelősége.
A létesítési szabvány 712.512.1.1 pontja kimondja: Az egyenáramú oldalon lévő villamos szerkezetek feleljenek meg az egyenfeszültségnek és az egyenáramnak. Ez magától értetődőnek látszik, mégis egy külön szabványpont írja elő. Miért? Azért, mert ennek az egyszerű szabálynak a be nem tartása miatt keletkezik a legtöbb tűzeset a napelemes rendszereknél.
4. Az üzemeltetők, ellenőrzést, javítást végző személyek tájékoztatásának hiánya.
Az idézett szabvány 712.536.2.2.5.1 pontja előírja, hogy a napelem-csatlakozódobozokat el kell látni egy figyelmeztető felirattal, ami jelzi, hogy a dobozban lévő aktív vezetőket állandóan feszültség alatt állóknak kell tekinteni. Mi jelenthet megoldást a 2-4. pontban leírt veszélyforrások kiküszöbölésére?
Az MSZ HD 60 439-7-712 és az MSZ IEC 60 439-1 szabvány vonatkozó előírásainak betartásával előállított, kettős szigetelésű, DC 1000 V-ra bizonylatoltan bevizsgált elemek és szerkezetek alkalmazásával kialakított, megfelelő figyelmeztető feliratokkal ellátott, CE megfelelőségi bizonylattal rendelkező előszerelt napelem-csatlakozó- dobozok alkalmazása.
5. Túlfeszültség-védelem nem megfelelő biztosítása.
A vonatkozó előírások szinte valamennyi napelemes rendszer esetében túlfeszültség-védelem kialakítását írják elő. Ez több, összehangoltan kiválasztott túlfeszültség-védő készülék alkalmazásával biztosítható.
Ez azt jelenti, hogy egy 1-es típusú (korábban B fokozat) készüléket a hálózati betáplálási pontnál, egy 2-es típusú (korábban C fokozat) készüléket az inverter AC-oldalán, valamint az MSZ EN 62 305 villámvédelmi szabvány szerinti biztonsági távolság betarthatóságától függően egy 1-es vagy 2-es típusú készüléket a DC hálózaton, az inverter DC-oldalán telepíteni kell. Különös figyelemmell kell eljárni a DC-oldali készülékek kiválasztásánál.
Itt csak kizárólag napelemes rendszerek védelmére kialakított készülékek alkalmazhatók! Különösen igaz ez a leggyakrabban alkalmazott 2-es típusú készülékekre, mert ezeknél csak az ún. Y-kapcsolásúak alkalmazhatók megfelelő biztonsággal. Ezek a DC-oldali készülékek jellemzően a napelem-csatlakozó- dobozokban kerülnek elhelyezésre. A megoldás tehát: megfelelő készülékek kiválasztása és alkalmazása.
Bár a napelemes rendszerekben a legtöbb veszélyforrás a DC-oldalon jelentkezik, azért az AC-oldal is rejt magában veszélyeket, itt sem járhatunk el „rutinból”, kellő odafigyelés és szakmai felkészültség nélkül.
6. Hibás méretezésből adódó veszély.
A napelemes rendszerek AC-oldalán a DC/AC átalakítást végző inverterek által szolgáltatott villamos energiát egy ún. inverter-csatlakozódobozban egyesíteni kell. A létesítési szabvány 712.434.1 pontja szerint a napelemes rendszer vezetékeit és kábeleit a zárlati, és túláramokkal szemben védeni szükséges. Erre a célra leggyakrabban kismegszakítókat alkalmazunk, amelyeket az inverter-csatlakozódobozban helyezünk el. Ezeknek a készülékeknek a kiválasztása során egy szempontot fokozottan tartsunk szem előtt: itt nem energia-elosztás, hanem energiagyűjtés történik.
Míg egy energia-elosztóban az egyidejűségi tényező értéke 0,3-0,6 addig ebben az esetben ezt az értéket 1-re kell tervezzük. Ha nem vesszük figyelembe ezt a méretezési alapelvet, akkor a termikus viszonyok miatt a hibásan kiválasztott készülékek nem megfelelően fognak működni, téves lekapcsolásokat fognak végezni. Ezt kiküszöbölhetjük speciálisan napelemes rendszerekben való alkalmazásra tervezett inverter-csatlakozódobozok és ezekre hangolt készülék kiválasztási táblázatok alkalmazásával.
 
7. Hálózathoz történő szakszerűtlen csatlakoztatás.
A létesítési szabvány 712.536.2.2.1, 712. 434.1 és 712.413.1.1.1.1 pontjai pontos meghatározásokat tartalmaznak a napelemes rendszereknek a fogyasztói elosztóhálózathoz való csatalakoztatásával kapcsolatban. Megadják a csatlakoztatási pont helyét, annak módját, és előírásokat tartalmaznak a szükséges védelmi készülékekre vonatkozóan. A napelemes rendszerek hálózathoz történő csatlakozatása ezen utasítások figyelembe vételével végezhető el.
A napelemes rendszerek létesítése során két alapvető kritériumot kell teljesítenünk. Az egyik a megbízhatóság kritériuma. A napelemes rendszereket több évtizedes üzemre alakítjuk ki, hiszen a célunk az, hogy hosszú időn keresztül állítsanak elő a nap energiájából villamos energiát a részünkre. A másik, fontosabb kritérium a biztonság. Mint látjuk, a napelemes rendszerek sok potenciális veszélyforrást hordoznak magukban, amelyek könnyen okozhatnak akár katasztrófát is.
Ám kellő odafigyeléssel könnyen megelőzhetjük ezeket a baleseteket. Tartsuk be a vonatkozó előírásainkat, valamint megbízható és biztonságos alkotóelemekből valósítsuk meg napelemes rendszerünket.
Napelemek tűzvédelmi szabályozása

2015. március 5-én hatályba lép az Országos Tűzvédelmi Szabályzatról szóló 54/2014. (XII.5.) BM rendelet, amely a napelemek területén is új szabályozást vezet be.

Ezentúl a napelem modulok közvetlen közelében, a DC oldalon villamos távműködtetésű és kézilekapcsolási lehetőséget kell kialakítani. A távkioldó egység kapcsolóját az építmény villamos tűzeseti főkapcsolója közvetlen közelében kell elhelyezni. A kapcsoló felett “NAPELEM LEKAPCSOLÁS” feliratot kell elhelyezni.
Abban az esetben, ha az épület homlokzatán helyezik el a napelemet, az épületre vonatkozóhomlokzati tűzterjedési határértéket kell teljesíteni. Napelemes tetőfedés alkalmazása esetén a tetőfedésnek a héjalásokra vonatkozó tűzvédelmi követelményeket is teljesítenie kell.
Az épület főbejárata mellett kívülről a napelem jelenlétére utaló biztonsági jelet kell elhelyezni, amely lehet kívülről vagy belülről megvilágított, vagy utánvilágító (fluoreszkáló festékkel bevont) jel, amely legalább a vonatkozó műszaki követelményben meghatározott ideig és mértékben alkalmas a céljának megfelelő fény kibocsátására. forrás: canadian.hu
Forgalmazott márkák