Jak zabezpieczyć instalację fotowoltaiczną przed burzą?

Na całym globie niebezpieczne zjawiska pogodowe występują coraz częściej i są bardziej gwałtowne niż kiedykolwiek wcześniej. Dotyczy to również obszaru Polski, a zwłaszcza południowej części kraju, gdzie często ścierają się różne masy powietrza, tworząc silne fronty burzowe. W tym kontekście instalacja PV może być zagrożona przede wszystkim przez wyładowania atmosferyczne powodujące uszkodzenia, a w najgorszym przypadku pożar. Jak skutecznie uchronić fotowoltaikę przed skutkami burzy?

Dlaczego burza może stanowić zagrożenie dla systemu PV?

Corocznie sezon burzowy w Polsce trwa od kwietnia do września, a to z kolei wiąże się z podwyższonym ryzykiem wystąpienia niebezpiecznych sytuacji jak np. uderzenie pioruna, silny wiatr, gradobicie czy podtopienia. Wszystkie te czynniki mogą mieć poważny wpływ na stan i funkcjonowanie instalacji fotowoltaicznej – zarówno tej znajdującej się na dachu budynku, jak i posadowionej na naziemnej konstrukcji. Oczywiście najbardziej niebezpieczne może być pojawienie się pożaru wskutek uderzenia pioruna.

System PV a ograniczenie ryzyka burzowego

Równie istotnymi aspektami w ocenie ryzyka burzowego jest nie tylko prawidłowo przygotowany projekt i jakość wykonania systemu PV, ale również bieżąca eksploatacja, w dużej mierze zależna od dbałości użytkownika. Projektant, mając do dyspozycji wszystkie kluczowe parametry (jak zapotrzebowanie na energię, obciążenie oraz stan i rodzaj isniejącej instalacji elektrycznej), powinien dobrać zabezpieczenia adekwatne do ryzyka w danym regionie. Chodzi głównie o prawidłowe dobranie:

• modułów PV,
• inwertera (falownika),
• przewodów,
• złączek MC4,
• ograniczników przepięć (odgromników),
• stelaża (dachowego lub naziemnego),
• oraz wyprowadzenie uziemienia.

Jeśli ktoś dopiero planuje montaż fotowoltaiki, powinien pamiętać, że jeśli system będzie miał moc ponad 6,5 kWp, wówczas należy dokonać stosownych uzgodnień projektu z rzeczoznawcą PPOŻ. Więcej o tej procedurze można przeczytać tutaj.

Odpowiedzialność użytkownika w zabezpieczeniu fotowoltaiki przed burzą również ma niebagatelne znaczenie. Chodzi głównie o regularne sprawdzanie działania instalacji – zarówno po burzy, jak i okresowo podczas zwyczajnych warunków. A służy do tego ulokowany na inwerterze elektroniczny moduł z wyświetlaczem (często współpracujący z aplikacją mobilną), który nawet laikowi pozwala ocenić ewentualne nieprawidłowości. Pisząc o okresowym przeglądzie, należy przez to rozumieć coroczną inspekcję techniczną wykonywaną przez uprawnionego serwisanta-instalatora, który oceni stan i parametry pracy systemu PV.

Do tego dochodzi ogólny przegląd instalacji elektrycznej budynku przeprowadzany raz na 5 lat. Taka czynność powinna być wykonywana wyłącznie przez uprawnionego elektryka, który sporządzi niezbędną dokumentację z czynności przeglądowych. Taka kontrola jest ważna tak w przypadku zachowania podstawowego bezpieczeństwa eksploatacji budynku, jak i w zakresie spełnienia warunków umowy ubezpieczenia nieruchomości/fotowoltaiki (jeśli została wykupiona).

Co ciekawe, użytkownik w celu podwyższenia poziomu bezpieczeństwa burzowego może zdecydować o wyłączeniu fotowoltaiki podczas burzy. Oczywiście nie jest to czynność absolutnie niezbędna, ale jak wspomniano, stanowi dodatkową ochronę w czasie niebezpiecznych zjawisk pogodowych.

Ochrona odgromowa fotowoltaiki

Zdecydowana większość niebezpiecznych zjawisk pogodowych obfituje w wyładowania atmosferyczne, które należą do kluczowych ryzyk dla każdego systemu PV. O ile obecność fotowoltaiki na dachu (lub na ziemi) nie wpływa na zwiększenie ryzyka uderzenia pioruna, o tyle może ona zostać uszkodzona w razie kontaktu z prądem piorunowym. Warto tutaj również obalić popularny mit mówiący o tym, że metalowe elementy instalacji „ściągają” pioruny. Nic bardziej mylnego – oczywiście metale są dobrymi przewodnikami prądu, ale same w sobie nie są ani pośrednim, ani docelowym miejscem wyładowania atmosferycznego. Prądy piorunowe niemal zawsze kierują się w najwyższy punkt w okolicy (najczęściej drzewa, anteny, piorunochrony, wysokie budynki), tym samym znajdując ładunkom najkrótszą drogę do ziemi.

Dlatego też dobrą praktyką jest, jeśli budynek i fotowoltaika posiadają zintegrowany system odgromowy chroniący jednocześnie i budynek, i instalację PV. Jak wiadomo, w przypadku typowych domów jednorodzinnych nie jest to wymagany prawem standard, jednak taki system stanowi już wysokiej klasy ochronę przed następstwami wyładowań atmosferycznych. Obiekt uzbrojony w zwody i uziomy skutecznie przechwytuje prądy piorunowe i w bezpieczny sposób kieruje je do ziemi. Brak systemu odgromowego może przyczynić się nie tylko do uszkodzenia instalacji PV i elektrycznej budynku, ale także wywołać pożar tak samej instalacji, jak i budynku. I to niestety pomimo obecności wbudowanych zabezpieczeń fotowoltaiki, które skutecznie udaremniają niszczącą siłę większości wyładowań, ale oczywiście nie tak skutecznie jak profesjonalny system odgromowy. W kwestii ryzyka pożaru warto przypomnieć, że najczęstszą jego przyczyną są m.in. błędy montażowe i projektowe oraz czynniki zewnętrzne jak np. zacienienie i wysokie temperatury niż nie tak znowu częste wyładowania atmosferyczne. Więcej o ryzyku pożaru fotowoltaiki można znaleźć w tym artykule.

Inne zagrożenia dla PV podczas burzy

Groźne zjawiska pogodowe to nie tylko pioruny, ale także gradobicia, silne podmuchy wiatru czy powodzie błyskawiczne. Jeśli chodzi o te ostatnie, to przypadki uszkodzenia fotowoltaiki umieszczonej na dachu są marginalne – narażony jest głównie znajdujący się niżej inwerter. Nieco większe ryzyko dotyczy systemów naziemnych, które posadowione na dość małej wysokości mogą zostać zalane przez wodę i uszkodzone.

Mimo że systemy PV montuje się w odległości co najmniej 20 cm od krawędzi dachu to i tak nie są one w pełni bezpieczne. Podczas bardzo silnych wiatrów może dojść do zerwania nie tyle samej instalacji, ale dachu wraz z instalacją. Wówczas pozostaje jedynie wzmocnić przytwierdzenie pokrycia dachowego do konstrukcji nośnej więźby oraz budynku. Jeżeli zaś dom będzie budowany w strefie silniejszych wiatrów (góry, rejony podgórskie czy nadmorskie), warto zmniejszyć kąt nachylenia dachu do ok. 30°, a czasem nawet mniej.

Ostatnim, ale nie mniej ważnym zagrożeniem jest gradobicie, które w niektórych rejonach zdarza się dość często, powodując wielkie straty zwłaszcza u rolników i sadowników. Oczywiście nie pomijając przy tym budynków i innych obiektów czy instalacji PV. Wszystkie dopuszczone do sprzedaży w Polsce panele PV spełniają określone normy w zakresie odporności na gradobicie – minimalnym standardem jest ochrona przed uszkodzeniem gradziną o średnicy 2,5 cm uderzającą o powierzchnię modułu z prędkością do 82 km/h. Oczywisćie są też producenci oferujący moduły o jeszcze lepszej ochronie. Jednak nie zmienia to faktu, że uderzenia (zwłaszcza tych większych kól gradowych) powoduje mikrouszkodzenia widoczne wyłącznie przy użyciu kamery termowizyjnej.

Aby zmniejszyć skutki wywołane przez burzę, można wykupić ubezpieczenie. Warto pamiętać, że każda szkoda spowodowana czynnikami pogodowymi niesie ze sobą nie tylko konsekwencje materialne, ale także szereg innych, które są trudne do oszacowania. Dlatego lepiej być zapobiegliwym i działać zawczasu, np. wzmacniając dach czy instalując piorunochron.

Podsumowanie

Świadome zabezpieczenie instalacji fotowoltaicznej przed burzą bezpośrednio redukuje ryzyko, które wzrasta w wyniku gwałtownych zjawisk pogodowych, do których zalicza się wyładowania atmosferyczne, silny wiatr, gradobicia czy ulewny deszcz. Aby istotnie podnieść poziom bezpieczeństwa instalacji PV, należy wybrać profesjonalnego wykonawcę, który zaprojektuje, dobierze dobrej jakości komponenty oraz prawidłowo podłączy instalację. Równie dobrym pomysłem jest montaż zintegrowanego systemu odgromowego, chroniącego budynek i fotowoltaikę. Innym ważnym aspektem jest świadomość użytkownika, który powinien monitorować pracę systemu PV, a także regularnie zlecać jej serwis oraz dodatkowo przegląd instalacji elektrycznej budynku. W celu ochrony przed skutkami finansowymi burzy, można też wykupić ubezpieczenie fotowoltaiki oraz nieruchomości.