Hírek

Napelemek és a villamos energia – biztonság és beavatkozás

2022-11-22 08:34:30

A megújuló energiaforrások legelterjedtebb technológiái a napelemes rendszerek. Itt a szokásostól eltérően DC és AC feliratokat találhatunk. Mit jelentenek ezek? Miért fontos ez a tűzoltónak a beavatkozás során?

Napelem és felderítése

A napelemes rendszerek kétféle kialakításúak lehetnek.

1. Az ad-vesz mérővel rendelkező hálózathoz csatlakozó rendszer.
2. A sziget üzemű rendszer, mely a megtermelt energiát akkumulátorban tárolja a felhasználásig.

A sziget üzeműek általában egy kisebb rendszert alkotnak. Olyan helyen jellemző az alkalmazásuk, ahol elektromos hálózattól távoli épületek, létesítmények energiával történő ellátás a cél. Az ad-vesz mérővel szerelt változattal gyakrabban találkozunk. A háztartásokban és ipari létesítményekben sűrűbben előforduló rendszerek. Napelem parkoknál a veszély felismerése a kiépített rendszer jellegéből, paramétereiből adódóan vizuálisan egyszerűbb és könnyebb. Családi házaknál, különböző funkciójú létesítményeknél nem mindig meghatározható veszélyt jelentenek.

Ezért a napelemmel ellátott épület bejáratánál táblát kell elhelyezni, amely lényeges és segítő információ a felderítés során. Ennek megfelelő intézkedést kell hozni a beavatkozó állomány áramütéssel szembeni védelme érdekében.

Villamos energiai alapismeret

A villamosságban két fajtáját különböztetjük meg az elektromos áramnak,

• a DC egyenáramot és
• az AC váltakozó áramot.

AC váltakozó áramú villamos energia rendszerek világszerte 50 vagy 60 Hz-es rendszerek, mely előnye a hatékonyabb villamos energia szállítása. Itt a feszültség idő diagramon a szinuszos feszültség jel metszi a nulla átmenetet, ezáltal a villamos ív könnyebben kialszik.

DC egyenáramú rendszerekben nincs a feszültség-idő diagramon nulla átmenet, így a villamos ív nehezebben alszik ki, ezáltal nagyobb veszélyt hordoz magában.

A másik különbség a két rendszer között a feszültség szintek határainak a meghatározása.

Érintési feszültség határa:

• DC rendszernél 110 V,
• AC rendszernél 50 V.

Kisfeszültség (KIF) felső határa:

• DC rendszernél 1500 V,
• AC rendszernél 1000 V.

Mit kell tudnunk a beavatkozás biztonsága érdekében?

A villamosságban elengedhetetlen és biztonságtechnikai szempontból is jelentős fogalmak:

Tehermentesítés:

• Tehermentesítéskor a terhelést vesszük le a rendszerről, tehát áram nem fog folyni, de a feszültség jelen marad.

Feszültség nélküli állapot:

• A feszültségmentesítés MSZ 1585-ben meghatározott 5 lépéséből valamelyik nem teljesül. Ez általában a földelés-rövidre zárás. Ebben az esetben a feszültség nincsen jelen, azonban a környezet által előidézhető töltődés levezetése a föld felé a villamos berendezésen nincs biztosítva.

Feszültségmentes állapot:

• a feszültségmentesítés 5 lépése végre van hajtva, beleértve a földelés-rövidre zárást is.

Ezek tudatában tisztábban fogjuk látni, hogy a napelemes rendszerben hol milyen feszültség típusok és szintek vannak jelen és ezek milyen veszélyt hordoznak magukban, úgyhogy érdemes górcső alá venni a napelemes rendszerek felépítését és fajtáit is.

Napelemes vagy fotovoltaikus rendszerek

A napelemes rendszereket más néven foto voltaikus rendszereknek is hívjuk. A photo voltaikus kifejezésben benne van, hogy a napelem panelek nem kizárólag napfény hatására termelnek villamos energiát, a termelés szűrt fény hatására is elindul.

Napelemes rendszerek felépítése

A napelem cellák DC egyen feszültséget állítanak elő. Egy panel több kicsi cellából, a cellákat összekötő vékony vezetőkből, a vezetőket fogadó dióda hídból, a dióda hídból kicsatlakozó vezetékekből és az azokon lévő csatlakozókból épül fel.

Fizikai és mechanikai szilárdságát a cellák védelmére szolgáló edzett üveg és a panel merevségét adó fém keret szolgálja.

Egy napelem panel nagyjából 35 V feszültséget és nagyjából 8 A áramerősséget állít elő. Ez a feszültség szint önmagában nem veszélyes, azonban a napelem paneleket sorba kötik stringekbe, ami azt jelenti, hogy a feszültség szint a napelemek számával növekszik. Tehát ha van egy 24 paneles stringünk, ahol a panelek 35 V-os feszültségszintet állítanak elő, ott a string kapcsain 840 V feszültség lesz jelen.

Ahhoz, hogy teljesítmény kialakuljon feszültségnek és áramnak kell jelen lennie. Az inverter adott DC feszültség szintnél kezd el termelni (ez inverterenként változó), tehát ha egy napelemes rendszer nem termel villamos energiát, attól még a kapcsain veszélyes feszültség szint jelen lehet. Eddig a pontig a rendszerek megegyeznek.

Megkülönböztetjük a háztartási és az ipari rendszereket.

Háztartási rendszerek

A háztartási rendszerekben általában egy inverter van jelen  a termelésben, ami közvetlenül csatlakozik a hálózatra egy ad-vesz mérőn keresztül. A stringek közvetlenül csatlakoznak az inverterbe, ezért az inverter alsó kapcsait folyamatosan feszültség alatti állapotúnak kell tekinteni. Az inverter AC oldali kapcsain 0,4 kV-os feszültség szint van jelen.

Háztartási rendszernél nagy veszélyt jelent a tetőn való elhelyezkedés a fa gerendák gyúlékonysága miatt, és hogy a tűzoltók a beavatkozás során nem tudnak a rendszer felépítéséről tájékozódni egy szakembertől, mivel a tulajdonosok nagy része nem villamos szakember.

Ipari rendszerek

Ipari rendszerek között két típust különböztetünk meg.

1. stringinverteres,
2. központi inverteres rendszer.

A string inverteres rendszer hasonlít a háztartási rendszerekhez, tehát a stringek egyenesen az inverterbe csatlakoznak be, amiből egy 20 MW-os rendszernél kb 170 darab van. Ott megtörténik az átalakítás.

Az inverterek AC gyűjtő szekrényekbe csatlakoznak be. Egy ilyen szekrény 4 invertert fogad. Az AC gyűjtő szekrények betonházas transzformátor állomásba csatlakoznak be (BHTR).

Itt történik a feszültségszint feltranszformálása 0,4 kV-ról 6,10,22 vagy 35 kV-ra. A BHTR-eket központi kapcsoló állomások fogadják, majd egy kitápláló mezőn keresztül a villamos energia továbbítása megtörténik a hálózatra.

Az inverterek DC kapcsai szintén folyamatosan feszültség alatti állapotúnak tekinthető.

Az AC gyűjtő szekrényeket, a BHTR-eket és a kapcsoló állomásokat le lehet választani a hálózatról.

Nagy előnyt jelent, hogy ipari rendszereknél vannak helyismerettel rendelkező szakemberek, akik tudják, hogy a tűzoltók a naperőmű különböző részein milyen veszélyekkel találkozhatnak.

A központi inverteres rendszereknél a stringek DC gyűjtő dobozba csatlakoznak be. Egy string gyűjtő doboz 30 stringet tud fogadni. A string gyűjtő dobozok nagy teljesítményű inverterekbe csatlakoznak be.

A string gyűjtő dobozok bejövő kapcsain a feszültség folyamatosan jelen van, tehát erre a berendezésre a feszültség mentesítési nyilatkozatot nem lehet kiadni.

Az inverterek betonházas transzformátor állomásokban helyezkednek el. A BHTR-ekben találhatóak a transzformátorok, melyek a 0,4 kV-ot középfeszültségre transzformálják fel. A BHTR-eket központi kapcsoló állomás fogadja. A DC gyűjtő szekrények utáni berendezések, ha a körülmények engedik leválaszthatóak a hálózatról.

A bejegyzés a Rescue Security & Safety VI projekt része, melynek összefoglaló oldala itt található meg.

Vissza