Napsal jsem před nedávnem příspěvek, jestli se dá fotovoltaika navrhovat bezpečně. Vyvolal mnoho reakcí, ale také i mnoho dotazů.

Včetně všemožných tvrzení, co všechno prý „nejde“.

Česko je patrně jedna z mála zemí, kde nejsou stanoveny žádné požadavky na vypínání fotovoltaik na objektech z důvodu požární bezpečnosti. Aktuálně neexistuje žádný požadavek, jaké napětí by mělo či nemělo zůstat na DC části po vypnutí PV systému. Zvláštní. Přitom prakticky ve všech okolních státech (tedy vyjma Polska, tam jsem to nezkoumal) nějaké požadavky platí.
Proč to zase „nejde“ jen v Česku?

V Německu je po vypnutí PV systému na DC části požadováno napětí do 120 V DC (viz VDE-AR-E 2100-712, čl. 7.1.1).

V Rakousku je po vypnutí PV systému na DC části požadováno napětí do 90 V DC (viz OVE-Richtlinie R 11-1, čl. 5.2.3).

Na Slovensku je po vypnutí PV systému na DC části požadován buďto beznapěťový stav, anebo takový napěťový stav, který umožní hašení pod napětím (viz STN 34 3085:2016, čl. 6.5.2).

Takže co tedy „nejde“, když to všude jinde evidentně jde? A jak to udělat, aby šla fotovoltaika vypnout, anebo aby aspoň neznemožňovala případné hašení objektu? Toto jsou věci, které má projektant řešit, a ve svém návrhu vyřešit. Tedy … pokud je to projektant, a ne zas jen věčný kopírovač (nesmyslů).

Vypínání pomocí optimizerů

Norma IEC 62548:2016 je v čl. 5.1.5.1 označuje jako „DCUs“. Malé elektronické krabičky, které se osadí buďto na každý panel, anebo na dvojici panelů. Výstup z panelu se zapojí do DCU, jednotlivé DCUs se zapojí sériově za sebe. Po ztrátě komunikačního signálu od receiveru/střídače se DCUs vypnou, a tím pádem vypnou i celou DC část. Resp. téměř ji vypnou, protože po vypnutí na každém DCU zůstane něco okolo 1 V, takže reálně je pak po vypnutí PV systému na celé DC části bezpečné napětí. Proudově mají být dimenzovány nejméně na 1,25 násobek I_SC(STC) panelu (srov. IEC 62548:2016, čl. 5.1.5.2 + 7.3.13).

Nevýhodou je, že DCU jsou investičně dražší.
Nicméně že je něco dražší ještě neznamená, že by to „nešlo“.

Vypínání zkratováním výstupu panelů

Poměrně kontroverzní způsob, neb na vhodnost zkratování panelů neexistují jednotné názory.

Nicméně třeba slovenská STN 34 3085:2016 v Příloze B zkratování uvádí jako způsob vypínání PV systému. Ať už po jednotlivých panelech, či po skupinách 2-3 panelů. Německá VDE-AR-E 2100-712 či rakouská OVE-Richtlinie R 11-1 pak zkratování jako jednu z možností vypínání uvádějí též, ať už po jednotlivých panelech, či po jejich skupinách. Preferováno je nicméně zkratování spíše na úrovni panelů, protože když zkratovací zařízení celého pole selže, obnoví se jeho plné napětí; když selže zkratovací zařízení jen jednoho panelu, objeví se zpět jen napětí onoho panelu.

Pro zkratování lze používat jak elektronické tak i mechanické spínací prvky, dimenzovány mají být nejméně na 1,25 násobek I_SC(STC) panelu (srov. VDE-AR-E 2100-712, čl. 7.1.1 + OVE-Richtlinie R 11-1, čl. 5.2.3). V obvodech zkratovaných řetězců musí být navíc osazeny diody proti zpětnému toku proudu.

Nevýhodou je, že zkratovací zařízení je investičně dražší.
Nicméně že je něco dražší ještě neznamená, že by to „nešlo“.

Vypínáním odpojováním panelů

Na okraj pole se osadí dálkově ovládaný vypínač, který po aktivaci vypínacího povelu odepne DC kabeláž. PV panely a kabeláže pod nimi zůstávají pod napětím, samotná DC kabeláž mimo PV pole je pak už bez napětí. Toto mi osobně přijde jako kočkopes, protože v oblasti panelů může stále být nebezpečné napětí, a tím pádem objekt nemusí jít vůbec hasit.

Jelikož jde o odpojování, nelze používat elektronické spínací prvky, ale pouze mechanické (srov. ČSN 33 2000-5-53 ed. 3, čl. 537.2.2). Vypínače mají být dimenzovány nejméně na 1,25 násobek I_SC(STC) panelu (srov. VDE-AR-E 2100-712, čl. 7.1.1 + OVE-Richtlinie R 11-1, čl. 5.2.4).

Nevýhodou je, že vypínače jsou investičně trochu dražší.
Nicméně že je něco dražší ještě neznamená, že by to „nešlo“.

Bezpečnost napětím do 400 V DC

Jak známo (či mezi mnohými neznámo), tak hasiči mají stanoveny postupy pro hašení pod napětím až do 400 V AC/DC (srov. Metodický list HZS číslo P 48, čl. I odst. 10 písm. a). Pak úplně nejjednodušším způsobem, jak zajistit požární bezpečnost objektu s fotovoltaikou je, jednoduše udržet maximální napětí DC části U_OC(max) do 400 V.

U menších systémů na rodinných a bytových domech je to zcela snadno řešitelné, např. pomocí MPPT trackerů (např. Victron, Studer, atd.), či mikrostřídačů. Pro větší systémy se mi zatím nepodařilo najít střídače větších výkonů aspoň v desítkách kW, které by měly nízký napěťový rozsah (třeba 100 až 400 V), a současně velkou proudovou zatížitelnost (aby šlo řadit více řetězců paralelně) MPPT vstupů. Patrně ani neexistují?

Nicméně na rodinných a bytových domech bez problémů řešitelné. Včetně řešení na bezpečném napětí do 120 V DC.

Ano, celé to je trochu investičně dražší.
Nicméně že je něco dražší ještě neznamená, že by to „nešlo“.

Bezpečnost rozpojováním řetězců

Tento způsob je z mé hlavy. Používám jej v projektech, kdy není ze strany objednatele požadavek na některý z výše uvedených.

Pokud existuje předpis, který umožňuje hasit objekty pod napětím do 400 V AC/DC, pak patrně stačí po vypnutí PV systému na DC části zajistit napětí do 400 V. Na DC části sice standardně bývá napětí větší, nicméně napětí řetězce se odvozuje od počtu sériově řazených panelů. Pak ale není nic jednoduššího, než ony řetězce, na kterých je napětí větší, než 400 V, jednoduše rozepnout na 2-3 sériové části, kdy na každé z nich už bude méně jak 400 V.

Neboli, v rozváděči DC části stačí na každý řetězec osadit stykač, který jej rozpojí. Pokud mám na řetězci maximální napětí U_OC(max) do 800 V DC, pak jej stačí rozepnout na dvě části; každá bude do 400 V. Pokud mám na řetězci napětí U_OC(max) do 1000 V, pak jej musím od vypínacího povelu rozepnout na 3 části; na každé pak bude do 333 V.

Jakmile přijde vypínací povel FVE STOP, stykače DC rozváděči na výstupu rozpojí řetězce, a na celém PV systému bude napětí do 400 V. A hasiči mohou bez obav objekt hasit.

Ano, celé to je lehce investičně dražší.
Nicméně že je něco dražší ještě neznamená, že by to „nešlo“.

12 komentářů: “Jak na objektech zajistit bezpečnost FVE?”

1. Jiří napsal:

   11. 10. 2023 (9:56)

   Dobrý den,
   musím nainstalovat bezpečné odpojení na instalaci, kterou mám na rekreačním objektu, když je její výkon pod 10kWp?
   Ve znění vyhlášky je objekt pojmenován jako rodinný dům není úplně jasné jestli se musím bezpečné odpojení instalovat na rekreačním objektu, který není k podnikání.
   Děkuji za informaci.
   Jiří

   Odpovědět
   • Jan Hlavatý napsal:

     11. 10. 2023 (10:05)

     Musíte se podívat na definice, na které vyhláška č. 114/2023 Sb. odkazuje. V § 3 odst. 3 je za zmínkou o „rodinném domě“ odkaz na poznámku pod čarou č. 1, která odkazuje na dva předpisy. Odkazuje na § 2 písm. a) bod 2 vyhlášky č. 501/2006 Sb. a odkazuje na § 13 písm. c) zákona č. 283/2021 Sb. Čili z pohledu práva pokud daný objekt splňuje odkazované definice, pak se jej úleva týká, pokud definice nesplňuje, pak se jej úleva netýká.

     Odpovědět
2. Libor napsal:

   7. 9. 2023 (19:43)

   Dobrý den. Máme nainstalováno 30 panelů (455Wp/ks). Regulátory Victron. Každý panel osazen optimizerem. Ostrovní systém. Při konečné kontrole jsme zaznamenali, že na stránkách prodejce Victron je tento text, kterého jsme si dříve nevšimli: Upozornění: MPPT regulátory Victron Energy není povoleno používat v kombinaci s optimizéry fotovoltaických panelů. Při použití může dojít k poškození MPPT regulátorů i optimizérů a toto poškození nemusí být uznáno jako oprávněná reklamace. FVE jsme odstavili a tento víkend se chystáme demontovat optimizery z panelů. Tím chci jen říci, že optimizery nejsou pro každou aplikaci. Což jsem já osobně netušil…

   Odpovědět
3. Martin napsal:

   1. 8. 2023 (23:45)

   Dobrý den,
   mohu poprosit o o tip jaké DC stykače používáte pro rozpojování stringů na 400 V ?
   Díky moc,

   Odpovědět
   • Jan Hlavatý napsal:

     2. 8. 2023 (8:14)

     To je velmi dobrý dotaz! Ono totiž nelze použít stykače jakékoli. Pokud je na DC části více jak 120 V, pak musí být splněn požadavek na dvojitou nebo zesíleno izolaci (viz ČSN 33 2000-7-712 ed. 2, čl. 712.410.102). Což znamená, že pokud jsme mezi 600 a 1000 V DC, musí komponenty splňovat požadavky pro kategorii přepětí II (viz ČSN 33 2000-7-712 ed. 2, čl. 712.412.101). Což pak znamená, že takový stykač (ale i jakýkoli jiný komponent) musí splňovat hodnotu U_imp nejméně 8 kV (viz ČSN EN IEC 60664-1 ed. 3; pokud by Vás to zajímalo podrobněji, pak viz zde). No a takový stykač se pak hledá dost blbě, neb buďto většina výrobků bývá jen na 6 kV, anebo hodnotu U_imp u nich výrobci vůbec neuvádějí.

     Sám znám zatím jen dva stykače, které požadavek U_imp = 8 kV splňují: EPM DC, anebo Schrack/Benedict K3DC. Jestli znáte někdo nějaké další, sem s nimi 🙂

     Odpovědět
4. Petr napsal:

   29. 7. 2023 (12:29)

   Dobrý den, řešíme odpojení fve a instalace dle vyhlášek a norem a technicky je v tom veliký problém. Pokud chci dálkově odpínat panely – čím napájet odpínací relé za stop tlačítkem ? Pokud zvolím napájení AC z distribuce tak mi při každém výpadku sítě zdechnou panely a nemohou přes den napájet baterii a zálohované obvody. Pokud napájím relé pro panely z měniče ze strany zálohy, tak v zimě při špatném počasí kdy bude baterie mrtvá to ani nenahodím. A co obvody v instalaci, které jsou naživu při výpadku sítě (backup) ? Hasiči vypnou jistič v RE rozvodnici, dálkově možná odstřihnou panely (a hurá pokud bohatý investor dal optimizéry), ale nikde nikdo neřeší, že systém přejde do backup módu a v instalaci stavby stejně behá v několika obvodech 230/400V. Co na to odborníci ? Děkuji

   Odpovědět
   • Jan Hlavatý napsal:

     29. 7. 2023 (12:43)

     Stačí vypínání neřešit podpěťovou cívkou, viz dřívější článek zde na blogu.

     Odpovědět
5. Tomáš napsal:

   8. 5. 2023 (0:11)

   Zajímalo by mne jestli někdo provedl analýzu rizik a zhodnotil jestli zvýšená míra rizika požáru instalacemi různých vypínačů a optimizerů stojí za to. Zvláště když hasiči musí každé elektrické zařízení hasit vždy tak, jako by bylo pod napětím, optimizéry neoptimizéry. Takže i když jim při požáru krví podepíšete že je to vypnuté, tak velitel zásahu může nařídit pouze ochlazování okolí a nic s tím neuděláte. K ničemu je to nezavazuje a nic to negarantuje.
   Nejčastější příčina požárů v současnosti jsou DC spoje – konektory. Každý optimizér na jednotlivém panelu zvyšuje počet spojů – konektorů 2,6 násobně.
   Například řetězec ze 4 panely má 5 spojů – konektorů. Pokud tam přidáme optimizéry bude to už 13 spojů – konektorů. Navíc i samotný optimizér nelze považovat za zaražení které by se nemohlo pokazit a nezpůsobit požár.
   Druhá nejčastější příčina jsou DC vypínače na střeše a pojistkové a spojovací skříňky což také souvisí i s těmi spoji. Toto má ještě velkou tendenci k růstu příčin požáru, protože se naštěstí ještě moc v ČR nepožívají. V USA je to povinné a na těch fotkách níže je to i vidět:
   https://www.acsolarwarehouse.com/news/solar-fires-dc-arc-faults-on-solar-systems/
   Nejdůležitější je požívat mozek a platí že co tam není to se nemůže pokazit nebo hořet. A daleko lepší než ty různá nespolehlivá zařízení je vést + a – pól každý vlastní chráničkou, vývodkou, žlabem atd… , kdo se moc bojí může i v pancéřovaných nebo v kovových trubkách. Prostě když budou póly stále od sebe a v dostatečné vzdálenosti a spoje protipožárně zajištěny, tak je to v bezpečnosti a riziku požáru daleko před optimizéry a je to i levnější.

   Odpovědět
6. Tomáš napsal:

   7. 5. 2023 (23:26)

   Nejistějí řešení které vyhoví všem absurdnostem je tlačítko totálního vypnutí připojené na nálože pod panely. Hasiči to pak po odborném zmáčknutí tlačítka pro ně určeném vyhodí celé do povětří a žádná elektřina je nekopne a ani hasit už nebudou muset. Asi je to i nejistější a nejlevnější řešení z výše navržených. O totálním vypnutí bude každý hasič informován zrakem i sluchem.

   Odpovědět
7. Petr Hlaváček napsal:

   30. 1. 2023 (11:26)

   Dobrý nápad udělat přednášku , protože v tomto není moc jasno…na portálu elektrika je Stop tlačítko DC strany uváděno jako povinné, ale jaká norma to nařizuje a za jakých podmínek, jakým způsobem nikoliv.

   Odpovědět
8. Marcel napsal:

   6. 1. 2023 (8:16)

   Mohu poprosit o více informací ohledně bezpečnosti pomocí rozpojování řetězců

   Odpovědět
   • Jan Hlavatý napsal:

     6. 1. 2023 (12:52)

     Jaké informace máte na mysli? Vzhledem k tomu, kolik je k tomu dotazů, to asi dám do jarní přednášky o FVE …

     Odpovědět