Zagrożenia występujące w instalacjach fotowoltaicznych
12 marca, 2023 / : PROSUN / Kategorie : Bezpieczeństwo energetyczne, Instalacja fotowoltaiczna
Instalacje fotowoltaiczne emitują pola elektryczne i magnetyczne w różnych zakresach częstotliwości, a ich rodzaj i wielkość przede wszystkim zależy od elementu instalacji fotowoltaicznej, w szczególności:
1) Moduły fotowoltaiczne na które pada promieniowanie słoneczne zamieniają je na energię elektryczną. Moduły będąc źródłem prądu stałego i napięcia stałego są też źródłem pól elektrostatycznych i magnetostatycznych. W momencie padania światła na moduły fotowoltaiczne występuje bezpośrednie pole elektryczne między biegunem + i – generatora słonecznego. W przypadku pojedynczego modułu natężenie pola elektrycznego jest stosunkowo niskie, natomiast gdy kilka modułów słonecznych połączonych jest ze sobą szeregowo, wtedy pole elektryczne jest najsilniejsze tam, gdzie napięcie jest najwyższe.
Uważa się, że należy unikać występowania stałego pola magnetycznego budynku o natężeniu powyżej 2 uT, ponieważ mogą powodować namagnesowanie stalowych części budynku (na przykład połaci dachu).
2) Inwerter jako przetwornica prądu stałego generatora fotowoltaicznego na prąd przemienny 50 Hz zasilacza jest źródłem promieniowania o niskiej i wysokiej częstotliwości.
Inwerter oraz wszystkie inne urządzenia po stronie prądu przemiennego generują pola elektromagnetyczne o charakterystyce zmiennej. Zmienne pola magnetyczne w rzeczywistości występują tylko od falownika w kierunku sieci – ale tylko w ciągu dnia (podczas pracy instalacji). Te zmienne pola są znacznie bardziej szkodliwe dla organizmu człowieka niż pola stałe. Siła zmiennego pola magnetycznego zależy od ilości produkowanej energii przez inwerter (pośrednio od promieniowania słonecznego padającego na moduły fotowoltaiczne).
3) Instalacje prądu przemiennego między falownikiem a miejscem przyłączenia do sieci publicznej są źródłem pól elektroenergetycznych (50 Hz i harmonicznych)
Dodatkowo w miejscach występowania pól elektrycznych i magnetycznych o różnych charakterystykach (zmienne lub stałe) może dochodzić do ich interakcji i mogą powstawać pola elektromagnetyczne o bardziej złożonej charakterystyce.
W przypadku instalacji fotowoltaicznych przyjmuje się następujące graniczne wartości emisji pól:
– stałe pole magnetyczne – gęstość strumienia max. 50 uT,
– zmienne pole magnetyczne – gęstość strumienia max. 0,2 uT
– zmienne pole elektryczne – natężenie max. 10 V/m w nocy lub 20 V/m w ciągu dnia.
W praktyce w odległości powyżej metra od falownika lub przewodu DC pole elektromagentyczne ma na tyle słabe natężenie, że nie występuje zagrożenie przy krótkotrwałym oddziaływaniu na człowieka.
Wartości graniczne emisji pól w instalacjach fotowoltaicznych są niższe niż w innych urządzeniach elektrycznych występujących w gospodarstwie domowym (natężenie pola elektrycznego 5000 V/m i gęstość strumienia magnetycznego 100 uT). Wynika to z faktu, że mogą one występować w stosunkowo długim okresie czasu (szczególnie w okresie letnim, kiedy instalacja fotowoltaiczna może pracować nawet kilkanaście godzin w ciągu całego dnia).
Na koniec warto również wspomnieć, że w przypadku instalacji fotowoltaicznych występuje również zagrożenie związane z niebezpieczeństwem porażenia elektrycznego. O ile po stronie sieci energetycznej występuje napięcie przemienne (w zakresie 230 lub 400 V), to od strony modułów mamy do czynienia z napięciem stałym (w zakresie od 200 – 1000 V, a prądy osiągają nawet wartość 15 A DC), które niosą ze sobą wielkie niebezpieczeństwo (nawet śmierci człowieka, ponieważ wytrąca z rytmu mięsień sercowy). Dlatego zaleca się prawidłowe oznakowanie instalacji fotowoltaicznej i tam gdzie to możliwe zabezpieczenie dostępu przed osobami niepowołanymi (na przykład przed dziećmi). Natomiast sme przewody po stronie DC warto prowadzić w niepalnych rurkach stalowych.
Podczas planowania i budowy instalacji fotowoltaicznych zalecane są następujące środki:
-> inwertery należy montować w większej odległości od miejsc do spania i odpoczynku, wykorzystywanych w ciągu dnia.
-> zastosowanie ekranowane przewody stringów paneli lub należy układać je w uziemionych rurach (istotne również z uwagi na wymagania p.poż),
-> zastosowanie falowników z metalową obudową (jeśli to możliwe)
-> zastosowanie falowników transformatorowych, w których strona DC i strona AC są galwanicznie izolowane (aktualnie prawie nie są dostępne na rynku),
-> uziemienie ramy modułów (uziemienie bieguna ujemnego po stronie DC) może znacznie zredukować pole elektryczne w zakresie wysokich częstotliwości.
-> stosowanie falowników z filtrami sieciowymi po stronie prądu stałego i przemiennego lub montaż dodatkowych zewnętrznych filtrów sieciowych
-> ułożenie kabli fotowoltaicznych (+ i -) w niewielkiej odległości od siebie, co zapewnia częściowe znoszenie się pól elektromagnetycznych lub ułożenie ich w metalowych rurach w celu uzyskania efektu ekranowania pól,
-> sprzężenie pól naprzemiennych można zmniejszyć, stosując skręcenie przewodów dodatnich i ujemnych oraz minimalizując pętle przewodów na dachu,
-> układanie linii prądu stałego z dala od linii prądu przemiennego w celu zapobieżenia sprzężeniu pól przemiennych,
-> falownik należy instalować z dala od miejsc przebywania ludzi, najlepiej w piwnicy lub na zewnątrz budynku – zmniejsza to elektrosmog do minimum.
-> po stronie prądu przemiennego należy stosować kable wielożyłowe,
-> wszystkie niebezpieczne elementy instalacji fotowoltaicznej powinny zostać właściwie oznakowane.
You may also like

Zużycie energii przez prosumenta
Prosumenci chcąc prawidłowo ocenić pracę instalacji fotowoltaicznej muszą wziąć pod uwagę szereg czynników oraz danych, które w większości dostępne są dla każdego posiadacza instalacji fotowoltaicznej. Wielkość produkcji można uzyskać za pośrednictwem aplikacji lub na wyświetlaczu falownika, gdzie podawana jest całkowita produkcja energii elektrycznej od początku jego uruchomienia oraz ewentualnie produkcja dzienna. Zwykle wielkość produkcji odczytana […]
Przeczytaj całość
Bezpieczeństwo energetyczne
Bezpieczeństwo energetyczne obejmuje wiele aspektów gospodarki energetycznej, które są istotne dla prawidłowego funkcjonowania nie tylko systemu energetycznego, ale przede wszystkim wszystkich obywateli. Z jednej strony bezpieczeństwo energetyczne to ekologia, która wpływa nie tylko na zdrowie obywateli (czyste powietrze oznacza mniej zachorowań, mniej wizyt u lekarza i tym samym niższe wydatki na opiekę zdrowotną), ale ma […]
Przeczytaj całość