Występujące w elektrowni fotowoltaicznej wartości napięć są tak zaprojektowane, że nie przekraczają 1000 V (niezależnie czy od strony prądu stałego, czyli modułów fotowoltaicznych, czy od strony prądu przemiennego, czyli sieci elektroenergetycznej). Napięcie przekraczające wartość 1000 V może uszkodzić przede wszystkim falownik, ale jednocześnie może mieć negatywny wpływ na moduły fotowoltaiczne oraz inne elementy systemu fotowoltaicznego takie jak np. moduły TIGO, elementy wyposażenia monitoringowego.

Dlatego w przypadku prawidłowo przeprowadzonego procesu projektowania instalacji fotowoltaicznej, nie ma szans aby podczas normalnej jej pracy uszkodzić czy to moduły fotowoltaiczne, czy też inwerter fotowoltaiczny.
Niestety w praktyce mogą wystąpić sytuacje w których poszczególne elementy systemu fotowoltaicznego mogą ulec uszkodzeniu, a może to mieć miejsce w przypadku wystąpienia wyładowań atmosferycznych, które zwykle niosą ze sobą napięcia przekraczające wartości dopuszczalne zarówno dla modułów fotowoltaicznych, jak i inwerterów (znacznie przekraczają dopuszczalną wartość 1000 V).

Zabezpieczenie przeciwprzepięciowe

Aby zabezpieczyć elementy systemu fotowoltaicznego przed uszkodzeniem zalecane jest stosowanie zabezpieczeń przeciwprzepięciowych, które zwykle montuje się przed i za falownikiem.
Zabezpieczenie przeciwprzepięciowe zamontowane od strony modułów fotowoltaicznych ma ochronić falownik w przypadku wystąpienia wyładowania od strony modułów i konstrukcji wsporczej na której są one zamontowane. Zabezpieczenie montowane od strony licznika energii elektrycznej ma zadanie chronić instalację (moduły i falownik) od przeciążeń pochodzących od strony sieci elektroenergetycznej. Jednocześnie moduły fotowoltaiczne powinny być również uziemione, w szczególności ich ramy aluminiowe.

Przy tej okazji wart zaznaczyć, że sama instalacja fotowoltaiczna nie zwiększa ryzyka przyciągnięcia pioruna do obiektu na którym jest zamontowana, ponieważ zwykle nie jest najwyższym punktem tego obiektu.

W przypadku instalacji fotowoltaicznych wyposażonych w instalację odgromową, zalecane jest stosowanie zabezpieczeń klasy I, natomiast w pozostałych przypadkach wystarczające jest zastosowanie zabezpieczenia klasy II. W momencie wystąpienia wyładowania atmosferycznego w układzie pojawia się bardzo wysokie napięcie, które dzięki zabezpieczeniom przeciwprzepięciowym jest przenoszone do ziemi i tym samym nie przepływa ono ani przez falownik, ani przez inne elementy elektroniczne, które mogły by być narażone na takie sytuacje losowe. Czas zadziałania zabezpieczenia przeciwprzepięciowego zwykle jest bardzo krótki i wynosi mniej niż 0,1 sekunda, od momentu dotarcia do zabezpieczania fali przepięciowej.

Zabezpieczenie przeciwprzepięciowe

Niestety większość zabezpieczeń przeciwprzepięciowych ulega uszkodzeniu po ich zadziałaniu i ponieważ zwykle nie jest to w żaden sposób sygnalizowane, dlatego zaleca się okresową ich kontrolę. Jeśli nie sprawdzimy takiego zabezpieczenia i w przyszłości wystąpi ponowne wyładowanie, które będzie miało wpływ na naszą instalację fotowoltaiczną, to może ono uszkodzić poszczególne jej elementy (najczęściej falownik).

Ponieważ zwykle producenci wyposażenia elektrowni fotowoltaicznych w warunkach gwarancyjnych wykluczają sytuacje związane związane z wyładowaniami, dlatego warto zastosować i odpowiednio kontrolować stan zabezpieczeń przeciwprzepięciowych. Pozwoli to nam w przyszłości zaoszczędzić znaczne kwoty w sytuacjach awaryjnych, w których uszkodzeniu mogą ulec takie części jak falownik, czy moduły fotowoltaiczne (koszt tych elementów stanowi ponad 50 % wartości całej instalacji fotowoltaicznej).

Przy okazji jeśli chcielibyśmy ubezpieczyć instalację fotowoltaiczną przed skutkami wyładowań, to jednym z warunków udzielenia ubezpieczenia jest posiadanie przez elektrownię odpowiednich zabezpeczeń.

Zabezpieczenie przepięciowe