Fotowoltaika w firmie – projektowanie i aspekty techniczne

Odpowiedni dobór, zaprojektowanie i montaż mikroinstalacji w firmie nie jest jednak tak prosty jak w przypadku instalacji domowych. Obecnie rynek fotowoltaiki w Polsce jest dość nasycony, jeśli chodzi o wybór wykonawców. Decydując się na wykonanie instalacji domowej, można ją mieć wykonaną nawet w ciągu 2-3 tygodni od kontaktu z firmą wykonawczą i są one zazwyczaj nieskomplikowane w kwestii realizacji oraz montażu. Z kolei im większa instalacja, tym łatwiej popełnić błąd, a w firmach zazwyczaj mówimy o mikroinstalacjach o mocy 40 lub 50 kW. Dlatego bardzo istotne jest powierzyć realizację takiej inwestycji kompetentnej firmie. Co takiego odróżnia mikroinstalacje fotowoltaiczne firmowe od domowych? Poniżej w kilku punktach postaram się to streścić.

Lokalizacja montażu instalacji

Mikroinstalacje domowe montuje się zazwyczaj na dachach. Przyjęło się, że dach budynku jednorodzinnego przeniesie dodatkowe obciążenie w postaci paneli fotowoltaicznych. W przypadku firmy sytuacja ta jest już inna. W firmach zazwyczaj mamy do czynienia z dachami płaskimi. Mogą to być różne dachy – betonowe, ale również zadaszenia hal, magazynów wykonane z blachy lub pokryte membraną. Przed podjęciem decyzji o lokalizacji instalacji konieczne jest wykonanie obliczeń konstruktorskich wytrzymałości dachu.

W Dolata Electric mieliśmy już sytuacje, w których obliczenia konstruktorskie wykazały, że na dachu nie można położyć dodatkowo żadnego obciążenia. Były to zazwyczaj hale wykonane jeszcze w latach 90. wg innych wytycznych obciążalności dachu niż obowiązujące. Jeśli efekt obliczeń jest właśnie taki, to należy rozważyć montaż w innym miejscu – inny budynek, grunt.

Fot. Instalacja na dachu budynku biurowego, realizacja Dolata Electric

Odpowiedni dobór konstrukcji, paneli i inwertera

Jest to temat, który może wydawać się najprostszy, jednak bez odpowiedniej wiedzy tutaj także można popełnić błąd. Jeśli chodzi o inwerter, to na rynku jest dostępny szeroki wachlarz producentów. To na co musimy zwrócić uwagę, to czy inwerter jest dopuszczony do pracy w polskiej sieci energetycznej. Można to sprawdzić na stronie PTPiREE – wykaz urządzeń akceptowanych przez OSD. Jeśli planujemy instalację w przyszłości rozbudować do większej mocy – np. 500 kW, to musimy zwrócić uwagę na jeszcze jedną rzecz w tym dokumencie. Dla jakich modułów wytwarzania energii inwerter jest akceptowany? Jeśli tylko dla modułu A, to oznacza, że z tym inwerterem do sieci przyłączymy instalację o mocy nie większej niż 200 kW. Wybór inwertera jest bardzo ważny na tym etapie. Inna sprawa to zabezpieczenia jakie posiada inwerter, np. AFCI, współpraca z optymalizatorami itp. W przypadku paneli, warto zapoznać się z ich instrukcją montażu. Jeżeli panele zostaną źle zamontowane, to automatycznie tracimy gwarancję. Najczęstsze niedopatrzenie pojawia się przy dachach płaskich. Nie każdy panel może zostać zamontowany na dachu płaskim. Dotyczy to szczególnie paneli o dużych rozmiarach, czyli też o dużych mocach. Wiąże się to nierozerwalnie z doborem konstrukcji montażowej. Najważniejsze, żeby konstrukcja była w całości rozwiązaniem systemowym wybranego producenta. Na dachach płaskich warto stosować wiatrownice zmniejszające siłę działania wiatru na panel, a co za tym idzie zmniejszające ryzyko uszkodzenia panela i instalacji.

Od czasu do czasu w mediach pojawia się informacja, że przy okazji występowania silnych wiatrów, jakaś instalacja spadła z dachu. Zawsze ma to związek z nieodpowiednim doborem konstrukcji oraz niewłaściwym jej montażem. Na naszej stronie można znaleźć opis jednej z naszych zrealizowanych inwestycji – Fotowoltaika Poznań o mocy 50 kW. Wykonywaliśmy instalację na dachu firmy, z której wcześniej spadła inna instalacja. Okazało się właśnie, że na taką tragedię złożyły się: źle dobrana konstrukcja, rozwiązanie niesystemowe, nieprawidłowy montaż.

Fot. Instalacja 40 kW zamontowana na hali magazynowej, realizacja Dolata Electric

Okablowanie, podłączenie do sieci, zabezpieczenia

Temat tak szeroki, że mógłby powstać z niego osobny artykuł. Zacznijmy od okablowania. W przypadku małych domowych instalacji, instalator nie ma z tym większego problemu.  W instalacjach firmowych dużej mocy, dobór kabla zasilającego (po stronie AC) wymaga już znajomości podstawowej wiedzy na ten temat. Należy wziąć pod uwagę oczywiście długotrwałą obciążalność prądową, a spadek napięcia najlepiej już wyliczyć. W instalacjach fotowoltaicznych dopuszczalny spadek napięcia na przewodach/kablach zasilających przyjmuje się na poziomie 1%. Jest tak dlatego, że mamy tu do czynienia ze wzrostem napięcia, a nie spadkiem. W związku z tym, im większa impedancja linii zasilającej, tym wzrost napięcia na kablu zasilającym będzie większy. Może to bardzo szybko doprowadzić do wzrostu napięcia do poziomu 253 V i inwerter się wyłączy. W firmach kabel zasilający instalację może mieć długość 10 m, ale również 200 m. Przekroje kabli będą zupełnie inne.

Kolejna bardzo istotna kwestia to sposób przyłączenia do sieci. W instalacjach domowych nie ma to większego znaczenia, instalacja jest przyłączana zazwyczaj za wyłącznikiem głównym. W firmach z kolei sieć jest rozległa i bardzo często spotykamy się z agregatem prądotwórczym. W takiej sytuacji inwerter nie może zostać podłączony w dowolnym punkcie sieci, ponieważ nie powinien on pracować równolegle z agregatem prądotwórczym. Kabel zasilający oczywiście powinien zostać odpowiednio zabezpieczony w rozdzielnicy zasilającej. Nie może on zostać przyłączony bezpośrednio do wyłącznika głównego lub szynoprzewodów. Sposób wykonania okablowania instalacji fotowoltaicznej w firmie również jest istotny. Po pierwsze prowadzenie kabli na dachach płaskich powinno być wykonywane w dedykowanych do tego korytach kablowych na odpowiednich stopach. Okablowanie pomiędzy kolejnymi rzędami paneli na dachu płaskim nie może być prowadzone w rurach karbowanych lub luzem. W firmach możemy się również spotkać z podziałem na strefy pożarowe i dymne. Prowadząc kable pomiędzy tymi strefami, należy je odpowiednio zabezpieczyć i oznakować. Każda instalacja fotowoltaiczna musi być odpowiednio zabezpieczona. Jako zabezpieczenia rozumiemy: zabezpieczenia przeciwprzepięciowe, zwarciowe, przeciążeniowe, wyłączniki, rozłączniki, uziemienie, instalację odgromową. Nieprawidłowy ich dobór lub wykonanie naraża inwestora na uszkodzenie lub zniszczenie instalacji. Ograniczniki przepięć powinny być dostosowane do instalacji i napięcia, w którym są podłączone – ograniczniki do sieci AC, PV, typu B lub B+C. Druga rzecz to dobór odpowiedniego wyłącznika AC instalacji. Pytanie jakie powinno się pojawić, to czy instalacja powinna być wyposażona w wyłącznik awaryjny? Nasze instalacje montowane w firmach zawsze są w taki wyłącznik wyposażone, mimo tego, że żaden przepis jasno tego nie nakazuje. Jeśli instalacja będzie wyposażona w wyłącznik awaryjny, to wyłącznik główny musi być wyłącznikiem automatycznym z wyzwalaczem. Z wyłącznikiem awaryjnym można powiązać również wyłączniki ppoż. po stronie DC. Jeśli instalacja jest zlokalizowana na dachu, to warto ją w takie wyłączniki dodatkowo wyposażyć. W przypadku awarii daje to pewność, że napięcie DC znajduje się tylko na dachu. Jednocześnie wyłącznik awaryjny pozwala na błyskawiczne wyłączenie instalacji przez osoby przebywające w obrębie budynku w chwili zaistnienia jakiegokolwiek widocznego zagrożenia. Podobnie jak w przypadku zespołów maszyn i urządzeń na halach, które również taki wyłącznik posiadają. Równie ważnym zabezpieczeniem jest uziemienie i ekwipotencjalizacja. Z tym wiąże się także instalacja odgromowa. Instalacja musi zostać w całości objęta systemem połączeń wyrównawczych, musi być odpowiednio uziemiona i odpowiednio połączona z instalacją odgromową. Bardzo łatwo popełnić tutaj błąd, jeśli nie ma się odpowiedniej wiedzy, a taki błąd może kosztować inwestora przykre konsekwencje. Wszystkie sprawy związane z zabezpieczeniami i doborem okablowania opisuję szczegółowo na moim  Blogu elektrycznym.

Fot. Inwerter i zabezpieczenie instalacji fotowoltaicznej 50 kW, realizacja Dolata Electric

Dokumentacja i ppoż.

Każda mikroinstalacja fotowoltaiczna o mocy powyżej 6,5 kWp musi być objęta dokumentacją techniczną zatwierdzoną przez rzeczoznawcę ds. ppoż. i należy zgłosić fakt jej wykonania do odpowiednich organów PSP. Tak mówi Ustawa o odnawialnych źródłach energii. Generalnie każde przedsięwzięcie budowlane powinno zostać zakończone dokumentacją, którą należy dostarczyć inwestorowi. Dokumentacja taka musi również zawierać protokół z elektrycznych pomiarów odbiorczych. Druga sprawa to ppoż. Po pierwsze instalacja musi zostać odpowiednio wykonana i zabezpieczona. W przypadku ochrony ppoż. mówimy nie tylko o zabezpieczeniu obiektu i instalacji przed powstaniem pożaru, ale również zapewnieniu możliwości prowadzenia bezpiecznej akcji gaśniczej, jeśli pożar wybuchnie. Dokumentacja instalacji musi zawierać część nazwaną „Warunki techniczne ochrony przeciwpożarowej” i musi być zatwierdzona przez rzeczoznawcę ds. ppoż. Na koniec realizacji inwestycji, należy mikroinstalację zgłosić do OSD, który odbiera ją poprzez wymianę licznika energii na dwukierunkowy. Jeżeli firma posiada własny transformator lub stację transformatorową, to takie zgłoszenie nie jest tak proste jakby się mogło wydawać, ponieważ przed dokonaniem zgłoszenia, konieczna jest aktualizacja IWR stacji transformatorowej.

Jak widać mikroinstalacje firmowe są bardziej skomplikowane technicznie niż mikroinstalacje domowe. Taka złożoność procesu realizacji oraz zwracanie uwagi na szczegóły techniczne jest zazwyczaj oczywista w przypadku innych inwestycji budowlanych. Niestety jednak w fotowoltaice czasem błędnie podchodzi się do tematu jakby był nadwymiar prosty i polegał tylko na dostarczeniu produktu do klienta. Jednak, żeby instalacja faktycznie była dobrą inwestycją oraz nie stanowiła zagrożenia dla firmy i jej pracowników, warto do niej podejść profesjonalnie i rzetelnie.

Mgr. inż. Maciej Dolata Właściciel firmy Dolata Electric oraz autor branżowego Bloga eksperckiego blog.maciejdolata.com