Pokračujeme v díle těch,
kteří byli první.

Aktuální vydání

Číslo 12/2016 vyšlo tiskem
7. 12. 2016. V elektronické verzi na webu od 6. 1. 2017. 

Téma: Měření, měřicí přístroje a měřicí technika; Zkušebnictví a diagnostika

Hlavní článek
Lithiové trakční akumulátory pro elektromobilitu (2. část – dokončení)

Aktuality

Svítící fasáda FEL ČVUT nabídne veřejnosti interaktivní program s názvem Creative Colours of FEL Dne 13. prosince v 16.30 hodin se v pražských Dejvicích veřejnosti představí interaktivní…

Fakulta elektrotechnická je na špici excelentního výzkumu na ČVUT Expertní panely Rady vlády pro výzkum, vývoj, inovace (RVVI) vybraly ve II. pilíři…

Švýcaři v referendu odmítli uzavřít jaderné elektrárny dříve V referendu hlasovalo 45 procent obyvatel, z toho 54,2 procent voličů řeklo návrhu na…

Fakulta elektrotechnická ČVUT v Praze pořádá 25. 11. 2016 den otevřených dveří Fakulta elektrotechnická ČVUT v Praze pořádá 25. listopadu od 8.30 hodin Den otevřených…

Calliope mini – multifunkční deska Calliope mini poskytuje kreativní možnosti pro každého. A nezáleží na tom, zda jde o…

Ocenění v soutěži České hlavičky získal za elektromagnetický urychlovač student FEL ČVUT Student programu Elektronika a komunikace Fakulty elektrotechnické ČVUT v Praze Vojtěch…

Více aktualit

Tipy a triky při instalaci přepěťových ochran (část 21)

Oddálený hromosvod pro fotovoltaický stojan aneb ochrana před přímým úderem blesku fotovoltaické aplikace na volném prostranství
 
Dalibor Šalanský, člen ILPC, Luma Plus, s. r. o.
Jan Hájek, organizační složka Praha, Dehn + Söhne GmbH + Co. KG
 
Již jsou to dva roky, co jsme se v seriálu Tipy a triky při instalaci přepěťových ochran věnovali v části 9 ochraně plošných fotovoltaických zdrojů energie. Za ty dva roky se v tomto oboru událo mnohé a nyní lze popsat nejčastější provedení ochrany před bleskem, které se v současné době používá v těchto aplikacích.
 
Dá se s velkou pravděpodobností tvrdit, že typická fotovoltaická elektrárna (FVE) je složena z většího počtu liniových stojanů, které jsou z pozinkované oceli, hliníku nebo dřeva. Pro jejich kotvení v terénu se používají závrtné pozinkované šrouby se závrtnou hloubkou, která je v ojedinělých případech až dva metry. Ve svém kohoutku je pak stojan osazen fotovoltaickými panely typicky o výšce 3,5 až 4,5 m. Stojany nejsou naklápěné (obr. 3) a rozestupy mezi nimi umožňují průjezd obslužných vozidel.
 
Z hlediska vytvoření nejspolehlivější ochrany před úderem blesku – oddáleného hromosvodu – jde o nejideálnější konstelaci (obr. 3). Oddálený hromosvod je i preferovanou volbou, kterou doporučují pojišťovny ve svých pojistných podmínkách. Pryč jsou již doby, kdy zajišťovací ústavy s klidem přebíraly riziko úderu do těchto velkých aplikací – vždyť taková střední elektrárna s plochou do 0,2 km2 a výkonem 2 MW bude podle analýzy rizika na základě statistických údajů zasažena bleskem každých 2,5 roku!
 
Výhodou takovýchto aplikací je, že celková investovaná částka do ochrany před bleskem a přepětím zřídkakdy překročí zanedbatelné půl procento z celkové ceny elektrárny. Díky oddálenému hromosvodu klesnou i nároky na zajištění přesného sledování výkonu jednotlivých měničů.
 

Ochrana FVE před bleskem krok za krokem

 
Pojďme se tedy podívat, jak vystavět oddálený hromosvod kolem panelů.
 

Krok 1

Analýza rizika podle ČSN EN 62305-2. Milanovým softwarem (plná verze zdarma ke stažení na http://www.kniSka.eu) lze udělat tzv. analýzu rizika, tedy rozvahu, jaká úroveň ochrany před bleskem bude dostatečná pro danou aplikaci. Pro většinu těchto elektráren vyjde jako dostatečná úroveň ochrany LPL III a v některých případech i LPL IV. Honza a Dalibor však tyto elektrárny zařazují raději do LPL II s ohledem na jejich velmi vysokou cenu. Těch pár jímačů, které je třeba oproti LPL III navíc instalovat, se na celkové ceně aplikace viditelně neprojeví a ostatní opatření nutná pro zajištění kvalitní ochrany jsou beztak téměř totožná pro všechny úrovně.
 

Krok 2

Druhým krokem je zjištění dostatečné vzdálenosti (opět pomůže zmíněný volně stažitelný software), kterou je třeba dodržet pro zabránění přeskoku z jímací tyče na konstrukci stojanů. V LPL II se tato vzdálenost bude u samostatně stojící jímací tyče při zmiňované výšce stojanů do pěti metrů pohybovat v pohodových hodnotách do 50 cm ve vzduchu. Tyto vzdálenosti jsou opravdu minimální a není problém jímací tyč instalovat v této vzdálenosti. Stačí několik základních prvků pro konstrukci oddálených hromosvodů DEHNiso Combi. Většinou si lze vystačit s několika distančními vzpěrami, jímací tyčí a betony.
 
V tomto okamžiku je již třeba vědět, jakým způsobem bude likvidována v areálu elektrárny tráva. Je-li v plánu vyžínání ruční motorovou kosou (nebo srpem), je možné zvolit toto jednoduché řešení (viz obr. 3). Bude-li v plánu vyžínání motorovou sekačkou, je třeba takto koncipovanou jímací tyč zhruba ve výšce asi 1,5 m ukončit a napojit na drát vyvedený ze zemnicí soustavy v linii nohou stojanu. Dostatečná vzdálenost v této výšce bude již jen lehce přesahovat 10 cm, takže zase při fixaci tohoto drátu lze brát spíše v úvahu možnosti upevnění než vypočtenou dostatečnou vzdálenost. Rozhodně doporučujeme použít pro tento propoj drát potažený plastem FeZn 10. Použije-li někdo drát 8 mm, není sice dodrženo doporučení normy, ale životnost takovéhoto drátu (je-li stejně ošetřen, tj. pečlivě zohýbán do správného tvaru a spoj je svorkou v zemi zabandážován proti korozi) spolehlivě překročí životnost elektrárny. Samozřejmě je nejlepší variantou zvolit nerezový drát (obr. 4).
 

Proč ne kompromis?

 
Občas se vyskytne názor, že FVE stačí uzemnit a panely využít jako náhodné jímače, popř. je doplňkově vybavit pomocnými jímači z drátu (obr. 5), a vše bude v pohodě. Z této pohody vyvede investora většinou první jednání s pojišťovnou, která toto velmi drahé a pravděpodobné riziko rozhodně zohlední ve svých pojistných podmínkách. Využívání panelů jako součástí hromosvodu je možné většinou u malých zdrojů, jejichž plocha není velká (viz analýza rizika), a tudíž nemají zas tak moc velkou hodnotu.
 

Zemnicí soustava

 
Mluvíme-li již tedy o zemnicí soustavě, stále platí, že kvalitní zemnič, na který se připojuje nejen hromosvod, ale i konstrukce panelů a všechny technologie v poli, by měl být zakopán minimálně v 0,8 m a oka této mříže by neměla být větší než 20 × 20 m. Je dobré na připojení připravit i závrtné šrouby a tímto připojením vylepšit hodnoty již tak dobrého zemniče a změnit celou plochu elektrárny téměř na ekvivalent kovové desky.
 

Protikorozní ochrana

 
FVE jsou instalovány i na místa, která ještě nedávno byla vojenskými prostory, fabrikami nebo i skládkami. Zde je vždy důležité zohlednit agresivitu půdy a zvolit odpovídající kvalitu materiálů zemnicí soustavy. V případě velmi kyselé půdy nezbude nic jiného, než použít pro zemnič nerezový materiál.
 

Kompromisní řešení zemniče

 
Vzhledem k velmi těžké pojistitelnosti se rozhodují někteří investoři pro dodržování norem až v průběhu stavby. Kompromisní řešení na FVE jsou v poslední době bohužel častým jevem. Díky nezodpovědnému postupu investorů a zúčastněných pseudospecialistů vznikají často elektrárny bez zemnicí soustavy, kterou je pak nutné velmi draze a komplikovaně dodělávat. Výsledná analýza, o jak velký kompromis se vzhledem k normě jedná, není také levná a ani erudovaných zpracovatelů není v EU mnoho.
 

Závěr

 
Pro srovnání je dále uveden propočet (tab. 1 a tab. 2) pro jeden segment tří stojanů s jednofázovým střídačem s porovnáním oddálení a jeho využitím jako jímače. I v případě FVE platí, že použité materiály pro hromosvod musí splňovat ustanovení řady norem ČSN EN 50164. Při konstrukci jímací soustavy je třeba dbát doporučení výrobce a zajistit statiku konstrukce hromosvodu. V případě výrobků firmy Dehn + Söhne je takováto kvalita i podpora samozřejmostí, a proto jsou i volbou všech, kdo nemají čas řešit reklamace.
 
(pokračování)
 
Obr. 1. Oddálený hromosvod pro fotovoltaický stojan
Obr. 2. „Slunečnice“ chráněná teleskopickou jímací tyčí s tříramennou zavrtávací základnou
Obr. 3. Nosná konstrukce panelu FVE – umístění jímacího zařízení
Obr. 4. Vývod od zemniče nezapomenout ošetřit proti korozi nebo použít nerezový drát
Obr. 5. Jímač spojený s panelem
 
Tab. 1. Varianta propojení
Tab. 2. Varianta oddálení