הבטיחות החשמלית של התקנה פוטו-וולטאית מבוזרת היא קריטית. מאמר זה מרחיב את הדרישות הרלוונטיות מההיבטים של רכיבים, חיווט, ממירים ותיבות החלוקה, כגון הגנת מתח במעגל פתוח והארקה של רכיבים, שיטות חיווט מתאימות ובחירת כבלים. במקביל לבחון את הסיכון לנזילת חשמל, להצביע על פגיעתה בבריאות האדם, תוך שימת דגש על כך שאמצעי מיגון המופעלים בזרם שייר ובדיקות בטיחות שוטפות יכולים למנוע זאת ביעילות, על מנת להבטיח את תפעול בטוח של המערכת ואת בטיחות העובדים.
1. דרישות בטיחות חשמל להתקנה פוטו-וולטאית מבוזרת
(1) התקנת רכיבים
הגנת מתח במעגל פתוח:בעת התקנת מודולים פוטו-וולטאיים, יש לשים לב לעובדה שהמודולים ייצרו מתח מעגל פתוח בחשיפה לאור. במיוחד כאשר מספר רכיבים מחוברים בסדרה, המתח יצטבר ויעלה. על אנשי ההתקנה לוודא שבמהלך הפעולה, גוף האדם לא יבוא במגע עם הקטבים החיובי והשלילי של הרכיב בו זמנית כדי למנוע התחשמלות. לדוגמה, שימוש בכלים מבודדים לחיבור וקיבוע רכיבים למניעת מוליכות חשמלית מקרית של הכלי.
הארקת רכיבים:המסגרת של מודולים פוטו-וולטאיים בדרך כלל צריכה להיות מוארקת. זאת כדי להחדיר את הזרם לאדמה במקרה של תקלה ברכיבים, כגון פגיעות ברק או נזקי בידוד פנימיים הגורמים לחשמול, כדי למנוע את הסיכון של התחשמלות לגוף האדם שנגרם על ידי מסגרות רכיבים מחושמלים. התנגדות ההארקה צריכה לעמוד בתקני בטיחות חשמליים מקומיים, בדרך כלל דורשים שהתנגדות ההארקה תהיה פחותה מערך מסוים (כגון 10 Ω), וחיבור ההארקה צריך להיות יציב ואמין.
(2) בטיחות חיווט
בחירת כבלים:בחירת הכבל המתאים להעברת אנרגיה פוטו-וולטאית היא קריטית. דירוג המתח, כושר נשיאת הזרם ופרמטרים אחרים של הכבל חייבים לעמוד בדרישות המערכת. לדוגמה, עבור מערכת פוטו-וולטאית מבוזרת בעוצמה גבוהה, יש צורך לבחור כבלים שיכולים לעמוד במתח גבוה וזרם גבוה כדי למנוע מהתחממות יתר של הכבלים לגרום לשריפות או נזקי בידוד.
שיטת חיווט:הנחת הכבלים צריכה למנוע נזק מכני. בדרך כלל, הוא מונח דרך צינורות או מגשי כבלים. בעת הנחת כבלים בחוץ, יש לקחת בחשבון גורמים כגון איטום, הגנה מפני השמש ומניעת עקיצות מכרסמים. אם הכבל נחשף לסביבות קשות לאורך זמן, שכבת הבידוד שלו מועדת להזדקנות ולנזק, מה שעלול להוביל לתאונות דליפה. יחד עם זאת, יש לבודד היטב את חלקי החיבור של הכבל, כגון שימוש בחיבורי כבלים מקצועיים וסרט בידוד לאיטום ולעטיפה.
(3) התקנת מהפך
מרווח חשמלי ומרחק זחילה:יש מעגל מתח גבוה בתוך המהפך. בעת התקנת מהפך, יש צורך להבטיח מרווח חשמלי מספיק ומרחק זחילה בין מרכיביו הפנימיים. מרווח חשמלי מתייחס למרחק המרחבי הקצר ביותר בין שני רכיבים מוליכים, בעוד שמרחק זחילה מתייחס למסלול הקצר ביותר בין שני רכיבים מוליכים הנמדד לאורך משטח הבידוד. אם שני המרחקים הללו אינם מספיקים, הדבר עלול לגרום לפריקת קשת, להזיק לציוד ולעורר שריפות חשמליות.
חיבור הארקה:מעטפת המתכת של המהפך חייבת להיות מוארקת בצורה מהימנה. באופן זה, כאשר ישנה תקלה חשמלית בתוך המהפך הגורמת לחשמל המעטפת, ניתן להחדיר את הזרם לאדמה כדי להבטיח בטיחות אישית. יתרה מכך, יש לחבר את חיבור מערכת ההארקה לרשת ההארקה של כל המערכת הפוטו-וולטאית ליצירת מערכת הארקה מלאה.
(4) התקנת תיבת חלוקה
רמת הגנה:תיבת החלוקה צריכה להיות בעלת רמת הגנה מתאימה למניעת כניסת אבק, מים וכדומה לחלק הפנימי של קופסת החלוקה ולגרום לקצר חשמלי. לדוגמה, קופסאות חלוקה המותקנות בחוץ צריכות להיות ברמת הגנה של לפחות IP54, מה שיכול למנוע חפצים זרים להיכנס ולהתיז מים פנימה.
בחירת מתג:המתג בתיבת החלוקה, כגון מפסקי זרם, נתיכים וכו', צריך להיבחר באופן סביר בהתאם לדרישות ההגנה על הזרם, רמת המתח והקצר של המערכת הפוטו-וולטאית. התקני מתג אלה יכולים לנתק את המעגל באופן מיידי ולהגן על בטיחות הציוד והצוות במקרה של עומס יתר של המערכת, קצר חשמלי ותקלות אחרות.
2. סכנת דליפה ומניעת פגיעה בכוח אדם
אם מערכת פוטו-וולטאית מבוזרת חווה דליפה, היא אכן עלולה להוות סכנה לביטחון האישי. כאשר גוף האדם בא במגע עם התקן דליפה, הזרם העובר בגוף האדם עלול לגרום לפציעת התחשמלות. כאשר הזרם מגיע לרמה מסוימת (נחשב בדרך כלל מעל 10mA עבור AC ומעל 50mA עבור DC), הוא עלול לגרום להתכווצויות שרירים, קשיי נשימה ואפילו דום לב.
על מנת למנוע מנזילת חשמל לגרום לסכנה לאנשי הצוות, מערכות פוטו-וולטאיות מבוזרות מתקינות בדרך כלל התקני הגנה המופעלים על ידי זרם שיורי (RCD). RCD יכול לזהות את הזרם השיורי במעגל. כאשר הזרם השיורי חורג מהערך שנקבע (כגון 30mA), RCD ינתק את המעגל תוך זמן קצר מאוד (בדרך כלל לא יעלה על 0.1 שניות) כדי למנוע התחשמלות לגוף האדם. במקביל, ניתן לערוך בדיקות בטיחות חשמליות קבועות של מערכות פוטו-וולטאיות, לרבות בדיקת התנגדות בידוד, בדיקת התנגדות הארקה וכו', כדי לזהות ולטפל באופן מיידי בבעיות כגון נזקי בידוד והארקה לקויה, ובכך להפחית ביעילות את הסיכון לנזילת חשמל.
בתהליך של התקנה פוטו-וולטאית מבוזרת, הקפדה על דרישות בטיחות חשמל ואמצעי הגנה יעילים מפני נזילות יכולים למקסם את התפעול הבטוח של המערכת ואת הבטיחות האישית.