Instalacje fotowoltaiczne (PV) zamontowane na budynkach z dachem spadzistym mogą być chronione przed wyładowaniami atmosferycznymi za pomocą systemu DEHNcon-H firmy Dehn. Rozwiązanie na bazie przewodu HVI-light w pełni zabezpiecza instalacje zgodnie z wymogami norm i jest przy tym dopracowane pod względem estetycznym – nie zakłócając architektury obiektu.

Ochronę odgromową paneli PV należy projektować z wykorzystaniem zaleceń zawartych w normach dotyczących ochrony odgromowej. Przyjmuje się dwie podstawowe zasady dobierania zwodów pionowych:
• rozmieszczenie zwodów jest uznane za odpowiednie, jeżeli obiekt poddawany ochronie jest usytuowany całkowicie w przestrzeni chronionej utworzonej przez układ zwodów,
• do określenia chronionej przestrzeni powinny być brane pod uwagę jedynie rzeczywiste fizyczne wymiary układu metalowych zwodów.
Jeżeli urządzenie piorunochronne zostało poprawnie zaprojektowane i wykonane, panele będą chronione przed trafieniem bezpośrednim.

Rys. 1. Określanie przestrzeni chronionej metodą toczącej się kuli

Rys. 2. Zachowanie odstępu izolacyjnego pomiędzy elementami LPS i elementami instalacji PV

Odstęp izolacyjny

Aby zapobiec wnikaniu do wnętrza budynku części prądu piorunowego, konieczne jest zapewnienie bezpiecznego odstępu izolacyjnego pomiędzy elementami urządzenia piorunochronnego i elementami instalacji PV. Dlatego projektując zewnętrzne urządzenie piorunochronne dla zamontowanych na dachu paneli należy zapewnić odstęp izolacyjny s (obliczony zgodnie z pkt. 6.3 normy PN-EN 62305-3). Od tego, czy zrealizowany zostanie wymóg zachowania odstępu s, zależy również typ ogranicznika przepięć, który będzie chronić instalacje stałoprądowe.
Oceniając wymagane odstępy izolacyjne, należy uwzględnić:
• parametry prądu piorunowego,
• rodzaj materiału izolacyjnego, jaki występuje pomiędzy chronionym urządzeniem a elementem z prądem piorunowym w miejscu zbliżenia,
• podział prądu piorunowego w przewodach urządzenia piorunochronnego lub w przewodzących elementach konstrukcyjnych obiektu wykorzystywanych do ochrony odgromowej,
• odległość od miejsca zbliżenia, w którym może wystąpić przeskok, do najbliższego połączenia wyrównawczego lub ziemi (odległość liczona wzdłuż przewodów, w których płynie prąd piorunowy).
Określając minimalną wartość odstępów izolacyjnych, należy posługiwać się zależnością przedstawioną w pkt. 6.3 normy PN-EN 62305-3:2009.

Rys. 3. Sposób montażu zwodu na kalenicy

Ochrona na dachach pochyłych

Dla dachów pochyłych ochronę przed bezpośrednim trafieniem paneli można zrealizować za pomocą krótkich zwodów pionowych montowanych na kalenicy dachu, tak jak pokazano to na rys. 3. W przypadku, gdy ochrona odgromowa ma powstać na dachu budynku, który nie był wcześniej wyposażony w urządzenie piorunochronne, można zrezygnować z instalowania nieizolowanego układu zwodów na dachu i dodatkowych krótkich zwodów na kalenicy, wykonując izolowane urządzenie piorunochronne z wykorzystaniem przewodu o izolacji wysokonapięciowej, np. przewodu HVI-light.
Przewód HVI-light stanowi uzupełnienie dla stosowanych w praktyce rozwiązań opartych o przewody HVI (rys. 4). Wzbogaca on ofertę dla wykonawców urządzeń piorunochronnych realizujących ochronę na wielkopowierzchniowych, niewysokich obiektach – tam, gdzie przy wykonaniu nieizolowanego urządzenia piorunochronnego może wystąpić problem z zapewnieniem bezpiecznego odstępu izolacyjnego pomiędzy elementami LPS i elementami instalacji PV.

Rys. 4. Rodzina przewodów o izolacji wysokonapięciowej w ofercie firmy Dehn:
a – HVI-light,
b – HVI-long,
c – HVI-power

System DEHNcon-H

System DEHNcon-H na bazie przewodu HVI-light stanowi optymalne rozwiązanie do wykonania ochrony odgromowej w budynkach z dachem spadzistym. Na system komponentów DEHNcon-H składają się:
• przewód o izolacji wydokonapięciowej HVI-light – udoskonalony przewód odprowadzający instalowany w rurze wsporczej z iglicą,
• elementy mocujące, wsporniki do przewodu i inne akcesoria.

Rys. 5. Przykładowy projekt urządzenia piorunochronnego dla domu jednorodzinnego z dwoma masztami DEHNcon-H

Rys. 6. Przykład ochrony instalacji PV na dachu budynku jednorodzinnego
z wykorzystaniem DEHNcon-H

DEHNcon-H pozwala chronić w sposób prosty i skuteczny całą powierzchnię dachu, przy zastosowaniu minimalnej ilości zwodów (rys. 5). Maszty DEHNcon-H mają mniejsze średnice zewnętrzne niż rozwiązania z innymi typami przewodów o izolacji wysokonapięciowej: rura izolacyjna z włókna szklanego ma średnicę 30 mm, a rura aluminiowa – 40 mm. Dlatego też maszt stawia mniejszy opór wiatrowi i jednocześnie jest bardziej przyjazny architektonicznie. Zmniejszenie ciężaru masztu oraz redukcja oporu na parcie wiatru umożliwiają zastosowanie DEHNcon-H jako elementu do ochrony masztów antenowych (rys. 7b).

Rys. 7. Zbliżenia detali masztów z rys. 6:
a – rura wsporcza zamocowana na krawędzi dachu,
b – iglica wsporcza zamocowana do masztu antenowego

Zastosowanie przewodów o izolacji wysokonapięciowej HVI-light umożliwia prowadzenie przewodów odprowadzających na lub pod pokryciem dachowym bez niebezpieczeństwa wystąpienia przeskoków iskrowych do innych instalacji elektrycznych w chronionym obiekcie. Dzięki specjalnej budowie powłoki zewnętrznej, przewód HVI-light może być malowany (tylko przewód – malowanie głowicy końcowej jest niedopuszczalne). Zastosowane do malowania przewodu farby muszą być dopuszczone do stosowania z PVC. Farby mogą być rozpuszczalne w wodzie, mogą także zawierać rozpuszczalniki. Dzięki temu przewód odprowadzający może być zharmonizowany z kolorem ściany budynku, a tym samym nie będzie zakłócać estetyki ścian zewnętrznych.
System przewodów HVI stanowi w pełni skoordynowane rozwiązanie systemowe. Dlatego do budowy systemu ochrony winny być używane jedynie oryginalne elementy konstrukcyjne z programu produkcyjnego.
Więcej informacji na temat kompleksowych rozwiązań w zakresie ochrony odgromowej i przepięciowej systemów fotowoltaicznych można znaleźć w drukach firmowych na stronie www.dehn.pl.

Krzysztof Wincencik
Autor jest pracownikiem
firmy Dehn Polska

Literatura:
[1] Sowa A.: Ochrona odgromowa systemów fotowoltaicznych na dachach dwuspadowych, elektro. info 4/2012
[2] Sowa A., Wincencik K.: Wyznaczanie odstępów izolacyjnych na dachach płaskich, elektro. info 5/2010.
[3] Blitzschutz, Erdung und Potentialausgleich – artykuł z portalu www.photovoltaik.org
[4] Dehn chroni instalacje fotowoltaiczne, druk firmowy DS109, Dehn Polska
[5] Blitzschutz bei Solaranlagen – artykuł z portalu www.wagner-solar.com
[6] Niezawodne kompleksowe rozwiązania zewnętrznej ochrony odgromowej, druk firmowy DS151, Dehn Polskax