Połączenie instalacji fotowoltaika z systemem ładowania samochodu elektrycznego to układ, który musi być nie tylko wydajny, ale przede wszystkim bezpieczny. Wymagania dla zabezpieczeń przeciwzwarciowych w takim systemie są kluczowe, ponieważ zarówno falowniki, jak i wallboxy operują na dużych prądach i są narażone na ryzyko przeciążeń i zwarć. Prawidłowo zaprojektowane zabezpieczenia chronią przed poważnymi uszkodzeniami sprzętu, pożarami, a nawet porażeniem użytkowników. Dlatego każdy projekt integrujący instalacje fotowoltaiczne i stację ładowania powinien uwzględniać konkretne przepisy i normy bezpieczeństwa, które regulują stosowanie wyłączników nadprądowych, różnicowoprądowych oraz ograniczników przepięć.
Zabezpieczenia po stronie prądu stałego z paneli PV
Jednym z podstawowych elementów ochrony przeciwzwarciowej w systemie fotowoltaika są zabezpieczenia po stronie DC – czyli między panelami a falownikiem. W tej części układu wykorzystuje się specjalne bezpieczniki topikowe lub wyłączniki nadprądowe DC, które są przystosowane do charakterystyki prądu stałego. W przypadku zwarcia lub przekroczenia dopuszczalnego prądu, elementy te automatycznie odłączają źródło zasilania, chroniąc nie tylko falownik, ale również instalację i sam budynek. Zabezpieczenia te muszą być dobrane zgodnie z maksymalnym prądem zwarciowym, który może wygenerować łańcuch paneli w ekstremalnych warunkach nasłonecznienia. Ważna jest także odporność termiczna i trwałość elementów zabezpieczających.
Zabezpieczenia prądu przemiennego i wallboxa
Po stronie AC, czyli między falownikiem a siecią domową oraz wallboxem, wymagane są klasyczne zabezpieczenia nadprądowe oraz różnicowoprądowe. Instalacje fotowoltaiczne zintegrowane z wallboxem powinny mieć dedykowany obwód z własnym wyłącznikiem nadprądowym, dostosowanym do mocy ładowarki. Równolegle stosuje się wyłączniki różnicowoprądowe typu A lub B, które wykrywają upływy prądu do ziemi, co jest niezbędne w ochronie przed porażeniem elektrycznym. Wallboxy muszą także spełniać wymagania normy PN-HD 60364 oraz być zgodne z wymaganiami producentów pojazdów, które precyzują parametry ładowania i dopuszczalne wartości zabezpieczeń. W przypadku systemów trójfazowych istotne jest również zrównoważenie obciążenia na poszczególnych fazach.
Ochrona przepięciowa i ochrona przed łukiem elektrycznym
Oprócz typowych zabezpieczeń zwarciowych, system PV + wallbox musi zawierać odpowiednią ochronę przepięciową. Fotowoltaika może być narażona na przepięcia atmosferyczne (np. wyładowania) oraz sieciowe, co bezpośrednio zagraża bezpieczeństwu ładowarki i elektroniki auta. Ograniczniki przepięć typu 2 (i czasem typu 1) powinny być instalowane zarówno po stronie DC, jak i AC. Coraz częściej stosuje się także detektory łuku elektrycznego, które wykrywają mikrozwarcia i minimalizują ryzyko pożaru. Technologia ta zyskuje szczególne znaczenie w systemach montowanych w budynkach wielorodzinnych i halach garażowych, gdzie obecność pojazdów zwiększa ryzyko wystąpienia sytuacji krytycznych.
Dostosowanie zabezpieczeń do charakterystyki całego systemu
Projektując zabezpieczenia przeciwzwarciowe, należy uwzględnić nie tylko moc instalacje fotowoltaiczne, ale też specyfikę wallboxa, falownika, lokalnej sieci oraz sposobu eksploatacji systemu. Błędem często spotykanym w instalacjach PV + wallbox jest stosowanie tych samych zabezpieczeń co dla typowych odbiorników domowych, co prowadzi do niepotrzebnych wyłączeń lub braku reakcji na realne zagrożenie. Dobrze dobrany układ zabezpieczeń powinien działać selektywnie – czyli reagować tylko w obszarze awarii – i umożliwiać szybki powrót do normalnej pracy po jej usunięciu. Ostateczne parametry powinny być każdorazowo zatwierdzane przez wykwalifikowanego projektanta z uprawnieniami SEP.
Zabezpieczenia przeciwzwarciowe to nie tylko formalność, ale fundament bezpiecznego działania każdego układu fotowoltaika + wallbox. Dobrze zaprojektowane instalacje fotowoltaiczne muszą uwzględniać dynamiczny charakter pracy tych urządzeń, a także ich wpływ na instalację domową. Dzięki odpowiednim zabezpieczeniom można nie tylko chronić sprzęt, ale też zapewnić pełną niezawodność ładowania auta w każdych warunkach.