Połączenia zewnętrzne w instalacjach fotowoltaicznych

Fot. 1. Złącza do instalacji fotowoltaicznych pracują na zewnątrz i są narażone na wpływ czynników środowiskowych - stąd też ich szczelność jest kluczowa

Instalatorzy wykonują swoją pracę często w niewygodnych warunkach (np. na dachu), stąd też ważna jest jak najmniejsza liczba operacji wymaganych do zainstalowania złącza. Oczekiwana jest także możliwość łączenia za pomocą tego samego elementu przewodów o dość szerokim zakresie przekrojów (np. od 2,5 do 6 mm²).

Ważny jest ponadto materiał, z jakiego wykonane są omawiane elementy. Złącza te są cały czas narażone na wpływ czynników środowiskowych (deszcze, promieniowanie UV, duże wahania temperatur, zanieczyszczenia środowiska). Dlatego też testy przeprowadzane przez producentów są dość rygorystyczne - w końcu muszą oni zagwarantować prawidłowe działanie przez minimum kilkadziesiąt lat.

W większych instalacjach fotowoltaicznych podstawowe rozwiązania niekoniecznie zawsze muszą się sprawdzić. Stąd też ważne jest, aby mieć możliwość zastosowania złączy, które mogą pracować przy wyższym napięciu lub z większym obciążeniem prądowym. Pożądane przy tym jest, aby część stykowa była na tyle uniwersalna, by nie było konieczności stosowania specjalnych adapterów lub przejściówek. Dotyczy to także możliwości użycia wszelakiego rodzaju akcesoriów - np. bezpieczników.

Co na rynku?

Fot. 2. Szybki montaż bez specjalistycznych narzędzi upraszcza tworzenie instalacji, gwarantując przy tym minimalizację błędów montażowych

Na rynku jest kilku wiodących producentów złączy do zastosowań fotowoltaicznych. Niektórzy z nich, starając się dopasować do przyjętych standardów, oferują podobne rozwiązania praktycznie kompatybilne ze sobą.

Niestety jest to tylko teoretyczne, gdyż żaden z nich nie zaleca łączenia swoich złączy z tymi, które pochodzą od innego producenta, a wręcz jasno informuje, że nie bierze odpowiedzialności gwarancyjnej w przypadku stwierdzenia takiego działania. Jest to słuszne, bowiem z pozoru tak samo wykonane elementy, pomimo że można je połączyć ze sobą, często różnią się bardzo istotnymi detalami.

Różnice można na przykład znaleźć w konstrukcji styków prądowych. Aby złącze przewodziło właściwie prąd (zgodnie z założeniami projektanta), obie części - męska i żeńska - muszą być wykonane we właściwy sposób, uwzględniający także margines bezpieczeństwa na starzenie się materiału.

Producenci przeznaczają na badania ogromne sumy pieniędzy, tak aby zagwarantować bezawaryjne działanie raz połączonego systemu przez kilkadziesiąt lat. Istotne stają się tu wąskie tolerancje wymiarowe, właściwy materiał, odpowiedni kształt styków czy siły dociskowe między częścią żeńską a męską.

Fot. 3. Producenci systemów złączy testują swoje rozwiązania tak, aby długoterminowo zapewnić ich bezawaryjną pracę

Przykład negatywnego wpływu sparowania złączy dwóch producentów; różne pokrycie galwaniczne części stykowych może prowadzić do powstania ogniwa elektrycznego na ich połączeniu, co w niekorzystnym przypadku powoduje zainicjowanie zjawiska korozji.

Konstrukcja izolatora, który realizuje skuteczne ryglowanie obu części, także jest istotna - czasem drobna różnica może wywołać rozszczelnienie takiej niedopasowanej pary, narażając połączenie na wpływ środowiska zewnętrznego, a w skrajnych przypadkach doprowadzić nawet do jej rozłączenia przy niewielkim naprężeniu przewodów.

Szczelne połączenia pozwalają ponadto stosować na zewnątrz część elementów montowanych zazwyczaj w szafkach instalacyjnych. Takimi są m.in. bezpieczniki topikowe, które podczas pracy wytwarzają ciepło. To ostatnie może mieć niepożądany wpływ na pozostałe urządzenia pracujące obok nich, stąd też warto rozważyć użycie elementów bezpiecznikowych montowanych bezpośrednio w torach przewodów łączących panele z szafkami rozdzielczymi.

Fot. 4. Wyprowadzenie bezpieczników poza szafę elektryczną pozwala nie tylko zmniejszyć rozmiar tej ostatniej, ale przede wszystkim wyeliminować źródło ciepła z otoczenia pozostałych komponentów; dodatkowo zachowanie tego samego systemu przyłączy ułatwia instalatorom pracę

Rozpraszanie ciepła zachodzi w tym przypadku na wolnym powietrzu, gdzie elementy te są dostatecznie wentylowane przez naturalny ruch powietrza. Nie byłoby to możliwe, gdyby nie wytrzymałe, szczelne przyłącza zamontowane na ich końcach.

Wykonanie zgodnie z obowiązującymi normami gwarantuje także bezpieczeństwo eksploatacji - podczas ewentualnej zmiany przepalonego bezpiecznika instalator nie jest narażony na bezpośredni kontakt z elementami będącymi pod wysokim napięciem generowanym przez oświetlone panele słoneczne.

Warto więc dobrze zastanowić się nad wyborem odpowiedniego systemu połączeń przy tworzeniu instalacji fotowoltaicznych.

Dzięki temu można zaoszczędzić na czasie montażu i przede wszystkim mieć pewność bezpieczeństwa kompletnej aplikacji, a także ułatwić sobie ewentualne jej serwisowanie w przyszłości. Ma to szczególne znaczenie w przypadku zakładanych okresów jej ciągłej pracy wynoszących około 25 lat.

Piotr Andrzejewski
Product Manager
Phoenix Contact
www.phoenixcontact.pl