Czy uziemienie instalacji fotowoltaicznej jest niezbędne? | Pelsun
Porozmawiaj z Ekspertem tel.  885 021 021
Akademia wiedzy
Pozostałe na blogu

Czy uziemienie instalacji fotowoltaicznej jest niezbędne?

04/02/2025

Fotowoltaika to rozwiązanie umożliwiające wykorzystanie odnawialnych źródeł energii do produkcji własnej energii elektrycznej. Przekłada się to na oszczędności w gospodarstwach domowych, rolniczych i firmach. Oprócz korzyści finansowych, instalacja fotowoltaiczna pozwala również na zwiększenie niezależności energetycznej, redukując tym samym zależność od zmieniających się cen energii i dostawców. Panele fotowoltaiczne charakteryzują się wysokim poziomem bezpieczeństwa i mogą być montowane na dachach, gruncie czy nawet ścianach budynków. Ze względu na umiejscowienie na zewnątrz, pojawia się pytanie o potrzebę ich uziemienia. Poprawnie wykonane uziemienie instalacji fotowoltaicznej jest istotnym elementem jej bezpieczeństwa,  ponieważ chroni zarówno sprzęt, jak i użytkowników przed skutkami przepięć czy wyładowań atmosferycznych.

Przeczytaj także:

Uziemienie instalacji fotowoltaicznej – czy faktycznie jest niezbędne?

pomiar uziemienia instalacji fotowoltaicznejInstalacje fotowoltaiczne cechują się wysokim poziomem bezpieczeństwa, a ryzyko przepięć czy innych nieprawidłowości jest niewielkie. Mimo to, ze względu na fakt, że systemy te wytwarzają i przetwarzają prąd, zaleca się dodatkowe zabezpieczenia w postaci uziemienia. Uziemienie zwiększa bezpieczeństwo użytkowania, chroniąc go przed ryzykiem porażenia prądem w przypadku przerwania obiegu. To rozwiązanie, zwane również instalacją odgromową, tworzy połączenie wyrównawcze między modułami a falownikami, odprowadzając potencjał do ziemi.

Chociaż przepisy nie wymagają obowiązkowego uziemienia instalacji fotowoltaicznej, to jednak jego brak może wiązać się z potencjalnymi stratami w razie nieprzewidzianych zdarzeń. W celu ochrony budynków i instalacji PV stosuje się systemy zwodów pionowych i poziomych, które tworzą strefę ochronną dla całego systemu. Projekt układu zwodów jest dopasowywany do konstrukcji budynku, dzięki czemu możliwe jest efektywne zabezpieczenie zarówno paneli, jak i infrastruktury.

Uziemienie paneli fotowoltaicznych – jakie są zasady?

Zasady dotyczące wykonania uziemienia instalacji fotowoltaicznej określają między innymi normy PN-EN 62305, które opisują ogólne reguły ochrony odgromowej. System odgromowy, nazywany również LPS, składa się z dwóch części.

Pierwszą z nich jest zewnętrzna instalacja uziemiająca, której zadaniem jest przechwycenie energii wyładowania atmosferycznego. Do jej budowy wykorzystuje się przewody, uziomy oraz zwody. Drugim elementem jest wewnętrzna instalacja uziemiająca, mająca na celu zapobieganie iskrzeniu wewnątrz budynku. Może ona być wykonana z połączeń wyrównawczych lub odstępów izolacyjnych między elementami systemu a innymi obiektami wewnątrz budynku.

W przypadku budynków bez zewnętrznej instalacji odgromowej konieczne jest wykonanie uziemienia wewnętrznego. W tym celu stosuje się otwory w aluminiowych ramach modułów fotowoltaicznych, które umożliwiają podłączenie przewodów uziemiających.

Chociaż elementy instalacji fotowoltaicznej są wyposażone w podstawowe zabezpieczenia, zaleca się zastosowanie dodatkowych środków ochrony, czyli uziemienia oraz ograniczników przepięć. Ochrona przeciwprzepięciowa zabezpiecza instalację przed skutkami impulsów wywołanych wyładowaniami elektrostatycznymi w pobliżu budynku i zwiększa bezpieczeństwo użytkowania systemu.

Jak wykonać uziemienie fotowoltaiki?

Rozmieszczenie elementów instalacji odgromowej określa się za pomocą różnych metod projektowania zwodów odgromowych, które pozwalają wyznaczyć strefy zapewniające odpowiednią ochronę. Wybór konkretnej metody i sposób prowadzenia instalacji odgromowej zależy od takich czynników, jak charakterystyka oraz wielkość obszaru podlegającego ochronie, a także wymagania wynikające z przypisanej klasy LPS. Te aspekty decydują o rodzaju zastosowanego systemu i jego efektywności w zabezpieczaniu budynku przed skutkami wyładowań atmosferycznych.

Metoda toczącej się kuli 

Metoda toczącej się kuli jest uniwersalnym sposobem projektowania ochrony odgromowej, który znajduje zastosowanie w różnych sytuacjach. Polega na rozmieszczeniu zwodów w taki sposób, aby hipotetyczna kula o określonym promieniu, odpowiadającym wymaganej klasie ochrony, toczona w dowolnym kierunku nie miała kontaktu z żadnym punktem chronionej konstrukcji. Dzięki temu zapewniona jest skuteczna ochrona obiektu przed skutkami wyładowań atmosferycznych.

Metoda kąta ochronnego

Metoda kąta ochronnego znajduje zastosowanie w przypadku obiektów o prostych kształtach, takich jak budynki czy powierzchnie gruntu. Chroniony obszar ma formę stożka, którego zakres określa wysokość zwodu pionowego oraz kąt ochronny. Aby zwiększyć zasięg ochrony, można zastosować dodatkowe elementy, jak np. zwód poziomy zamontowany pomiędzy zwodami pionowymi. Rozwiązanie to pozwala skutecznie zabezpieczyć większe powierzchnie przed wyładowaniami atmosferycznymi.

Jak wykonać instalację odgromową do fotowoltaiki na dachu skośnym i gruncie?

uziemienie na dachu skosnymNa dachach skośnych instalacji fotowoltaicznej można zastosować zwody poziome, które umieszcza się wzdłuż kalenicy oraz na bocznych krawędziach dachu. Dla zwiększenia ochrony system może być uzupełniony o zwody pionowe. W przypadku konstrukcji wolnostojących najczęściej stosuje się zwody pionowe, których wysokość determinuje kąt osłonowy, zależny od przyjętego poziomu ochrony obiektu.

Grubość, wysokość, materiał oraz sposób rozmieszczenia zwodów i przewodów odprowadzających muszą być dostosowane do klasy ochrony LPS oraz zgodne z wytycznymi zawartymi w normie PN-EN 62305. Dzięki temu system zapewnia skuteczną ochronę przed skutkami wyładowań atmosferycznych.

Czy zastosowanie ograniczników przepięć jest konieczne?

Ryzyko związane z instalacją fotowoltaiczną nie ogranicza się jedynie do bezpośredniego uderzenia pioruna. Równie istotne jest zagrożenie wynikające z impulsu elektromagnetycznego (LEMP), który może powstać w wyniku wyładowania elektrostatycznego w pobliżu. Aby zapobiec skutkom takich zjawisk, w tym przepięciom, stosuje się ochronę przeciwprzepięciową.

Dobór odpowiednich zabezpieczeń przeciwprzepięciowych zależy od charakteru instalacji odgromowej lub jej braku. Przy wyborze ograniczników przepięć należy uwzględnić napięcie pracy systemu oraz klasę ochrony dedykowaną inwerterowi i panelom fotowoltaicznym. Dzięki temu możliwe jest zapewnienie skutecznej ochrony przed uszkodzeniami wynikającymi z impulsów elektromagnetycznych.

ograniczniki przepięć

W przypadku instalacji ochrony przeciwprzepięciowej należy dostosować rodzaj ograniczników do specyfiki budynku. Jeśli obiekt ma ochronę odgromową, ale bez zachowanych odpowiednich odległości izolacyjnych, to stosuje się ograniczniki przepięć typu T-1/T-2. W przypadku, gdy nie ma instalacji odgromowej lub ją posiada i z zachowanymi odpowiednimi odstępami izolacyjnymi, wtedy stosuje się ograniczniki T-2.

W sytuacjach, gdy odległość między panelami fotowoltaicznymi a falownikiem wynosi mniej niż 10 metrów, ogranicznik przepięć montuje się przy falowniku. Jeśli odległość przekracza 10 metrów, konieczne jest zainstalowanie ograniczników zarówno przy falowniku, jak i przy modułach fotowoltaicznych. Po stronie prądu zmiennego (AC) ochronę zapewnia wyłącznik nadprądowy, który współpracuje z ogranicznikami przepięć, montowanymi według podobnych zasad, aby skutecznie zabezpieczyć instalację przed przepięciami.

Jak uziemić instalację PV?

Uziemienie instalacji fotowoltaicznej polega na stworzeniu połączenia wyrównawczego, które umożliwia odprowadzenie ładunków elektrycznych, na przykład z ramy modułu, do ziemi o zerowym potencjale. To istotny element ochrony przeciwporażeniowej, przeciwprzepięciowej oraz odgromowej. Chociaż same panele fotowoltaiczne są zaprojektowane jako urządzenia elektrycznie bezpieczne, wykonanie uziemienia zwiększa bezpieczeństwo całego systemu. Dzięki temu minimalizuje się ryzyko zagrożeń związanych z uszkodzeniem instalacji lub pobliskimi wyładowaniami atmosferycznymi.

Metoda uziemienia instalacji fotowoltaicznej zależy od jej lokalizacji oraz funkcji, jaką ma spełniać połączenie wyrównawcze. W przypadku obiektów bez instalacji odgromowej lub takich, gdzie zachowane są odstępy izolacyjne między systemem odgromowym a instalacją fotowoltaiczną, uziemienie pełni funkcję funkcjonalną. W takiej sytuacji przewody stosowane do uziemienia powinny mieć przekrój nie mniejszy niż 6 mm2. Uziemienie obejmuje połączenie modułów i profili aluminiowych z główną szyną wyrównawczą. Profile aluminiowe naturalnie wyrównują potencjały między modułami, więc wystarczy, że zostaną połączone między sobą oraz z główną szyną za pomocą przewodu.

Jeżeli obiekt jest wyposażony w instalację odgromową, a odstępy izolacyjne nie mogą być zachowane, uziemienie przybiera charakter ochronny. W tym przypadku zakłada się, że w trakcie wyładowania elektrycznego przez połączenie może przepływać prąd. Dlatego konieczne jest użycie przewodów o większym przekroju, co najmniej 16 mm2. Do realizacji uziemienia warto wykorzystać dedykowane rozwiązania oferowane przez producentów konstrukcji montażowych. Konstrukcje wsporcze zazwyczaj mają elementy przystosowane do konkretnego typu szyny, które można połączyć aluminiowym drutem. uziemienie instalacji fotowoltaicznej

Należy pamiętać, że samo uziemienie konstrukcji wsporczej nie wystarczy, ponieważ ramy modułów są anodowane, co eliminuje przewodzenie między stelażem a ramą. Problem ten można rozwiązać, stosując specjalne otwory uziemiające w ramach modułów lub wykorzystując klemy uziemiające, które przebijają warstwę anodowania. Dzięki temu uziemienie obejmie wszystkie elementy instalacji, zapewniając jej bezpieczne i efektywne działanie.

Czy uziemienie instalacji fotowoltaicznej jest konieczne? Komu zlecić jego wykonanie?

W Polsce świadomość znaczenia instalacji odgromowej stopniowo rośnie, jednak uziemienie paneli fotowoltaicznych bywa często zaniedbywane. Zarówno inwestorzy, jak i niektóre firmy montażowe, nierzadko traktują ten element po macoszemu, wykonując go w sposób niedbały, bez uwzględnienia rzeczywistych potrzeb ochronnych budynku i zgodności z normami prawnymi.

W takich sytuacjach niektórzy właściciele zastanawiają się nad samodzielnym wykonaniem uziemienia. Czy jest to dobry pomysł? Projektowanie i montaż instalacji odgromowej to zadanie wymagające wiedzy i doświadczenia. Aby system był skuteczny, konieczne jest przestrzeganie obowiązujących norm, właściwy dobór elementów, przeprowadzenie odpowiednich obliczeń i wykonanie pomiarów. Efektywność ochrony zależy zarówno od staranności wykonania, jak i kompetencji osoby odpowiedzialnej za instalację.

Brak uziemienia lub jego nieprawidłowe wykonanie niesie podobne konsekwencje. W przypadku wyładowania system fotowoltaiczny, podłączone urządzenia, a także osoby przebywające w budynku, są narażone na niebezpieczeństwo. Może dojść do przepięć, uszkodzenia sprzętu, a w skrajnych przypadkach do porażenia prądem lub pożaru.

Uziemienie instalacji PV to podstawowy element zabezpieczający zarówno użytkowników, jak i cały system. Dlatego warto powierzyć to zadanie doświadczonym specjalistom, aby zapewnić sobie pełne bezpieczeństwo i zgodność z wymaganymi normami.