PROJEKTOWANIE INSTALACJI FOTOWOLTAICZNYCH WRAZ Z DOBOREM ZABEZPIECZEŃ. OMÓWIENIE, PYTANIA I ODPOWIEDZI Lit modios nust, commolo rerum, vel eos earchillatur aut occuptis et excepuda ium rem sum corioratet es ute nonseque nimolum quiam, sit etur alit alitist poris-si simil ipsunt acestio. Agnihicitio. Bit, te qui dunti ut quamusa mendis aliquatur, tem doleserunt hil modisquae quis et, si ut moditatum, ommolup tatur, aut expe-lias seri asitature nem. Ita est ut inihilitas eos quiam esci ut eum dolor sitis rere-Projektowanie

renti nis is untia exceatem dolupta tempor ratur sit lamusandus.

Lestrum quo corem faccae disimperrore a dolendae evendae caborit doluptae.

instalacji fotowoltaicznych

wraz z doborem

Książkę polecają:

zabezpieczeń

Omówienie,

pytania i odpowiedzi

Polecamy nasze pozostałe publikacje:

ISBN 978-83-8344-360-7

Publikacje i prenumerata wydawnictw:

tel.: 22 518 29 29 • faks: 22 617 60 10

e-mail: cok@wip.pl

UON 33

9 7 8 8 3 8 3 4 4 3 6 0 7

Cena brutto 69,00 zł

Projektowanie

instalacji

fotowoltaicznych

wraz z doborem

zabezpieczeń

Omówienie,

pytania i odpowiedzi

Copyright © by Wiedza i Praktyka sp. z o.o.

Warszawa 2024

Projektowanie instalacji fotowoltaicznych wraz z doborem zabezpieczeń. Omówienie, pytania i odpowiedzi 3

Autorzy: inż. Bartłomiej Jaworski, Karolina Dębowska, dr inż. Łukasz Rosłaniec, mgr inż. Janusz Strzyżewski, Marcin Szponder

Redaktor merytoryczny: Mateusz Maciejczyk Wydawca: Anna Jagodzińska

Redaktor: Anna Gardyniak

Koordynator produkcji: Mariusz Jezierski Korekta: Zespół

Skład, łamanie: Agnieszka Makowska

Druk: KRM Druk

ISBN: 978-83-8344-360-7

Nr rejestrowy BDO: 000008579

Wiedza i Praktyka sp. z o.o.

03–918 Warszawa, ul. Łotewska 9a

tel.: 22 518 29 29, faks: 22 617 60 10

e-mail: cok@wip.pl

Copyright by Wiedza i Praktyka sp. z o.o.

Warszawa 2024

Wydanie I

Publikacja „Projektowanie instalacji fotowoltaicznych wraz z doborem zabezpieczeń.

Omówienie, pytania i odpowiedzi” chroniona jest prawem autorskim. Przedruk materiałów opublikowanych w niniejszej publikacji – bez zgody wydawcy – jest zabroniony. Zakaz nie dotyczy cytowania publikacji z powołaniem się na źródło. Publikacja została przygotowana z zachowaniem najwyższej staranności i wykorzystaniem wysokich kwalifikacji, wiedzy i doświadczenia autorów oraz konsultantów. Zaproponowane w publikacji porady i interpretacje nie mają charakteru porady prawnej. Ich zastosowanie w konkretnym przypadku może wymagać dodatkowych, pogłębionych konsultacji. Publikowane rozwiązania nie mogą być traktowane jako oficjalne stanowisko organów i urzędów państwowych. W związku z tym redakcja nie może ponosić odpowiedzialności prawnej za zastosowanie zawartych w publikacji wskazówek, przykładów, informacji itp. do konkretnych przypadków.

4

Projektowanie instalacji fotowoltaicznych wraz z doborem zabezpieczeń. Omówienie, pytania i odpowiedzi Portal Elektryka to kompleksowy i praktyczny portal dla specjalistów z branży elektrycznej, w którym najlepsi eksperci z wieloletnim doświadczeniem interpretują dla Ciebie trudne przepisy i normy elektryczne.

To jedyny tak kompleksowy portal dla elektryków!

Baza kalkulatorów

Codziennie nowe

Wzory dokumentów Filmy instruktażowe

Normy polskie

Indywidualne

elektrycznych

wiadomości z branży

i protokołów

i e-booki

i zagraniczne

konsultacje z ekspertem

Zaloguj się na portaldlaelektryka.pl

Masz pytania? Skontaktuj się z naszym Centrum Obsługi Klienta: tel. 22 518 29 29, email: cok@wip.pl, portalelektryka@wip.pl

Projektowanie instalacji fotowoltaicznych wraz z doborem zabezpieczeń. Omówienie, pytania i odpowiedzi 5

Spis treści

I

Projektowanie instalacji fotowoltaicznej

1. Projektowanie

oraz dobór zabezpieczeń instalacji fotowoltaicznej po stronie DC.................................. 9

• Dobór paneli fotowoltaicznych (PV)............................................................................ 10

• Dobór inwertera................................................................................................................... 13

• Przykładowe obliczenia................................................................................... 16

• Zabezpieczenie przeciążeniowe i zwarciowe.................................................... 21

• Ochrona przeciwprzepięciowa........................................................................ 23

• Dobór parametrów ogranicznika przepięć...................................................... 24

• Ochrona przed pożarem.................................................................................. 25

2. Porównanie i analiza poszczególnych technologii ogniw fotowoltaicznych............. 27

3. Pomiary oceniające jakość przekształtników energoelektronicznych dla źródeł fotowoltaicznych.......................................................................................... 32

• Typy falowników fotowoltaicznych................................................................. 34

• Badanie sprawności przekształtnika................................................................ 37

• Pomiary jakości energii elektrycznej................................................................ 39

• Pomiar wykrycia pracy wyspowej.................................................................... 44

• Pomiary dotyczące ochrony przeciwporażeniowej........................................... 46

4. Ochrona odgromowa instalacji fotowoltaicznych................................................... 48

• Ochrona przepięciowa.................................................................................... 51

5. Ochrona przeciwpożarowa w systemach fotowoltaicznych..................................... 56

6. Ochrona przepięciowa paneli FV w budownictwie jednorodzinnym...................... 60

• Ochrona przed bezpośrednim uderzeniem pioruna....................................... 60

•

Określanie stref ochronnych metodą toczącej się kuli......................... 61

•

Metoda kąta ochronnego.................................................................... 63

• Ochrona przed przepięciami w budynku z zewnętrzną instalacją odgromową..................................................................................................... 64

• Ochrona przed przepięciami w budynku bez zewnętrznej instalacji odgromowej.................................................................................................... 67

6

Projektowanie instalacji fotowoltaicznych wraz z doborem zabezpieczeń. Omówienie, pytania i odpowiedzi II

Ocena bezpieczeństwa modułu fotowoltaicznego

• Zakres normy EN IEC 61730-12018............................................................... 70

• Klasyfikacja, zastosowanie i użytkowanie zgodne z przeznaczeniem............... 93

• Projektowanie i konstrukcja.......................................................................... 112

• Bariery izolacyjne i połączenia elektryczne.................................................... 135

• Załącznik B. Koordynacja izolacji modułu fotowoltaicznego......................... 156

• Załącznik B. Kontynuacja zagadnienia izolacji modułu PV.......................... 168

• Jak powinien wyglądać protokół z badania systemu fotowoltaicznego? ......... 177

Projektowanie instalacji fotowoltaicznych wraz z doborem zabezpieczeń. Omówienie, pytania i odpowiedzi 7

Publikacja prezentuje dobre praktyki doświadczonych elektryków, schematy techniczne i opisy wykonywania pomiarów. Doradza, jak bezpiecznie i w zgodzie z normami przeprowadzać pomiary i przygotować bezbłędną dokumentację, aby zapewnić sobie bezproblemowy odbiór inwestycji.

KORZYSTAJ Z PRZYWILEJÓW PRENUMERATORA.

Zaloguj się do serwisu i zyskaj dostęp do Strefy Czytelnika: Serwis on-line

Szkolenia wideo

Wzory dokumentów

Pytania do eksperta

E-lett er

najnowsze wydanie i archiwum

Filmy instruktażowe

Dostęp do aktywnych

Potrzebujesz wsparcia,

„Instalacje elektryczne

publikacji na stronie

i fachowe materiały

wzorów dokumentów i wielu wyślij pytanie ekspertowi: w praktyce”

www.pomiarywelektryce.pl

szkoleniowe

innych narzędzi niezbędnych

pomiary@wip.pl

Co tydzień najnowsze

w twojej pracy

aktualności i porady

Zaloguj się na pomiarywelektryce.pl

Masz pytania? Skontaktuj się z naszym Centrum Obsługi Klienta: tel. 22 518 29 29, e-mail: cok@wip.pl, pomiary@wip.pl

Słowo od redaktora

Dzięki malejącym kosztom inwestycji i rosnącym cenom na rynku energii instalacje fotowoltaiczne stają się coraz bardziej interesujące dla inwe-storów, a więc także dla projektantów oraz elektroinstalatorów. System fotowoltaiczny (PV) to elektrownia słoneczna, która z wykorzystaniem paneli fotowoltaicznych wykonuje przemianę energi słonecznej w energię elektryczną. W książce przedstawiono przykładowe obliczenia wykonywane podczas projektowania oraz podano wykaz przepisów i norm dotyczących systemów fotowoltaicznych. Ponad to warto wiedzieć, że instalację fotowoltaiczną na dachu budynku jednorodzinnego należy chronić przed wyładowaniami atmosferycznymi. Przemawia za tym stosunkowo duża powierzchnia paneli PV znajdujących się na budynku i umieszczenie ich na powierzchni dachu budynku przy jednocześnie małej wytrzymałości udarowej elementów wchodzących w skład układu.

Stąd w książce zawarto również informację na temat ochrony przepię-ciowej, odgromowej oraz przeciwporażeniowej.

Życzę udanej lektury.

Mateusz A. Maciejczyk

Redaktor Portalu Elektryka

Projektowanie instalacji fotowoltaicznych wraz z doborem zabezpieczeń. Omówienie, pytania i odpowiedzi 9

Projektowanie oraz dobór

zabezpieczeń instalacji

fotowoltaicznej po stronie DC

System fotowoltaiczny (PV) to elektrownia słoneczna, która z wykorzystaniem paneli fotowoltaicznych wykonuje przemianę energii słonecznej w energię elektryczną. Z tej książki dowiecie się, jak zaprojektować instalację fotowoltaiczną: dobrać panele PV, inwerter oraz zabezpieczenia.

Przedstawiamy też przykładowe obliczenia wykonywane podczas projektowania. Do przemiany energii słonecznej w elektryczną potrzebny jest układ składający się z: generatora PV (panel lub zestaw paneli fotowoltaicznych), magazynu energii wraz z regulatorem oraz falownika (przekształtnik prądu stałego w przemienny o parametrach sieci elektroener-getycznej zasilającej budynek). W przypadku instalacji prosumenckich, ograniczonej do budynków mieszkalnych, funkcjonują dwa systemy PV:

• autonomiczne, niedołączane do sieci,

• dołączane do sieci, rozproszone lub scentralizowane.

Rys. 1. Elementy systemów prosumenckich: połączonego z siecią i niepołączonego

10

Projektowanie instalacji fotowoltaicznych wraz z doborem zabezpieczeń. Omówienie, pytania i odpowiedzi Dobór paneli fotowoltaicznych (PV)

Spośród dostępnych sposobów wyznaczania wymaganej mocy paneli PV najprostsza jest metoda oparta na średnim dziennym zapotrzebowa-niu na energię w miesiącu największego nasłonecznienia. Wymaganą moc generatora PV należy w tym przypadku wyznaczyć z wykorzystaniem poniższego wzoru:

gdzie:

Qd – średnie dzienne zapotrzebowanie na energię w miesiącu o najwięk-szym nasłonecznieniu, w [kWh/dzień],

Inasł. – nasłonecznienie dla czerwca dla odpowiedniego dla instalacji kierunku azymutu i pochylenia (lub najbliższego), odczytane z pliku statystyk miesięcznych typowych lat meteorologicznych, dostępnych na stronie Ministerstwa Infrastruktury i Rozwoju w dziale: „Typowe lata meteorologiczne i statystyczne dane klimatyczne dla obszaru Polski do obliczeń energetycznych budynków”, w [Wh],

ηinst. – sprawność instalacji, która zależy głównie od typu zastosowanych akumulatorów – dla akumulatorów litowo-jonowych można przyjąć ok.

80%, a dla żelowych czy AGM – ok. 65%,

PPVwym– wymagana moc systemu PV, w [W].

Następnie należy określić miejsce montażu paneli fotowoltaicznych oraz wybrać modele w celu określenia wymiarów zewnętrznych.

W przypadku instalacji poziomej, przedstawionej na rysunku 2, poznaw-szy wymiary płaszczyzny instalacyjnej, liczbę modułów PV rozmieszczo-nych w poziomie XM i w pionie YM można obliczyć z wykorzystaniem poniższych wzorów:

PROJEKTOWANIE INSTALACJI FOTOWOLTAICZNYCH WRAZ Z DOBOREM ZABEZPIECZEŃ. OMÓWIENIE, PYTANIA I ODPOWIEDZI Projektowanie instalacji fotowoltaicznych wraz z doborem zabezpieczeń to kompleksowy przewodnik po projektowaniu instalacji fotowoltaicznej dla domów jednorodzinnych. Publikacja stanowi nieocenione źródło wiedzy zarówno dla osób rozważających inwestycję w odnawialne źródła energii, jak i dla profesjonalistów zajmujących się montażem takich systemów. Ma na celu nie tylko udostępnienie wiedzy, ale również zwrócenie uwagi na ważne detale, które mogą być przeoczone podczas rutynowej pracy. Książka zawiera szczegółowe instrukcje dotyczące projektowania systemów fotowoltaicznych, wyboru komponentów – w tym paneli, falowników, ograniczników przepięć Projektowanie

oraz zabezpieczeń odgromowych. Podkreśla również, jak ważny jest dobór mocy instalacji, zależny od lokalizacji, rozmiarów i kształtu dachu, a także od instalacji fotowoltaicznych

zapotrzebowania energetycznego budynku.

wraz z doborem

Książkę polecają:

zabezpieczeń

Omówienie,

pytania i odpowiedzi

Polecamy nasze pozostałe publikacje:

ISBN 978-83-8344-360-7

Publikacje i prenumerata wydawnictw:

tel.: 22 518 29 29 • faks: 22 617 60 10

e-mail: cok@wip.pl

UON 33

9 7 8 8 3 8 3 4 4 3 6 0 7

Cena brutto 69,00 zł