Împământare panouri fotovoltaice: rol, cerințe și greșeli frecvente

În multe cazuri, discuțiile despre sistemele fotovoltaice se opresc la producție, economie și independență energetică, în timp ce componentele de protecție primesc prea puțină atenție.

Totuși, împământarea panourilor fotovoltaice are un rol esențial în siguranța întregii instalații și reprezintă una dintre cele mai importante măsuri de protecție împotriva defecțiunilor electrice.

Un sistem produce curent continuu la tensiuni ridicate, uneori peste 600 V DC în funcție de configurație. Fără un sistem de protecție electrică realizat corect, orice defect poate afecta atât echipamentele, cât și persoanele aflate în apropierea acestuia. Împământarea nu reprezintă o opțiune suplimentară, ci o cerință tehnică și legală obligatorie pentru orice sistem fotovoltaic instalat în România.

Ce este împământarea și de ce este obligatorie

Împământarea reprezintă procesul prin care componentele metalice ale unui sistem electric sunt conectate la o priză de pământ, astfel încât eventualele tensiuni accidentale să se descarce în sol, nu prin echipamente sau persoane.

În România, împământarea este obligatorie pentru toate sistemele fotovoltaice, indiferent de dimensiune. Cerința este prevăzută în Normativul I7/2011 și în standardul SR EN 62305. Lipsa împământării poate duce la refuzul punerii în funcțiune, la sancțiuni și la probleme majore în cazul unui incident electric.

Concret, sistemul de protecție are trei roluri importante:

• protejează persoanele împotriva electrocutării;
• reduce riscul de incendiu în cazul unui defect electric;
• protejează echipamentele împotriva supratensiunilor provocate de trăsnete sau de fluctuațiile de rețea.

Ce componente trebuie împământate

O schemă de împământare pentru panouri fotovoltaice trebuie să includă toate componentele metalice care nu conduc curent în mod normal, dar care pot deveni periculoase în cazul unei defecțiuni.

Ramele și structura de prindere a panourilor trebuie conectate la priza de pământ prin conductoare dedicate. Chiar și atunci când suprafețele sunt vopsite sau anodizate, contactul electric trebuie verificat cu atenție.

Structura de susținere, ramele panourilor, invertorul, tablourile electrice și cablurile DC/AC trebuie conectate la aceeași priză de pământ. Împământarea invertorului realizată corespunzător are un rol important deoarece acesta conține numeroase circuite electronice sensibile la supratensiuni.

Ecranele metalice ale cablurilor de curent continuu trebuie integrate și ele în sistemul de protecție, acolo unde configurația instalației o impune. Cablurile neprotejate și neîmpământate pot deveni un risc important în cazul unui defect de izolație.

Cum arată o schemă de împământare pentru panouri fotovoltaice

O împământare realizată conform cerințelor tehnice conectează componentele metalice la aceeași priză de pământ, cu o rezistență de dispersie verificată și încadrată în valorile prevăzute de proiect și de normativele aplicabile.

Valoarea rezistenței de dispersie nu poate fi estimată pe baza aspectului instalației sau a tipului de sol. Aceasta trebuie măsurată cu aparatură specifică și consemnată în documentația tehnică a lucrării.

Sistemul de legare la sol poate fi realizat prin mai multe metode, în funcție de condițiile terenului și de tipul construcției:

Electrozi verticali

Tije metalice din oțel zincat sau cuprat, introduse vertical în sol la o adâncime de minimum 1,5 metri. Aceasta este una dintre cele mai utilizate soluții pentru sistemele rezidențiale.

Platbandă orizontală îngropată

Bandă din oțel zincat montată în jurul fundației clădirii, la o adâncime de minimum 0,5 metri. Funcționează eficient în zonele cu rezistivitate mare a solului.

Utilizarea prizei existente

Dacă imobilul are deja o priză funcțională și verificată, sistemul poate fi conectat la aceasta, cu condiția ca valorile măsurate să respecte parametrii necesari.

Indiferent de soluția aleasă, conductoarele trebuie realizate din cupru sau oțel zincat și dimensionate conform proiectului pentru curenții de defect și pentru condițiile de exploatare ale instalației.

Împământarea și protecția la trăsnet

O instalație fotovoltaică montată pe acoperiș rămâne expusă la descărcări atmosferice atât directe, cât și indirecte. Chiar și atunci când trăsnetul nu lovește direct instalația, supratensiunile generate pot afecta invertorul, tablourile electrice și alte echipamente electronice sensibile.

Din acest motiv, instalația de împământare și sistemul de paratrăsnet trebuie analizate împreună încă din faza de proiectare.

Atunci când instalația este conectată la un paratrăsnet și la o priză de pământ verificată, energia provenită din descărcările electrice poate fi dirijată către sol într-un mod controlat.

Protecția completă include și descărcătoare de supratensiune (SPD) montate atât pe partea DC, cât și pe partea AC. Aceste componente limitează vârfurile de tensiune înainte ca acestea să ajungă la invertor sau la tabloul electric.

Greșeli frecvente în executarea împământării

Chiar dacă normativele sunt clare, anumite greșeli apar frecvent în multe instalații fotovoltaice.

• Utilizarea mai multor prize de pământ

Conectarea componentelor la prize diferite poate crea diferențe de potențial și curenți de egalizare periculoși. Toate echipamentele trebuie conectate la același punct de referință.

• Folosirea conductorului de nul în locul conductorului de protecție

Această practică este incorectă și periculoasă, mai ales în clădirile cu instalații electrice vechi sau neîntreținute. Conductorul de protecție are rolul de a prelua curenții de defect și de a reduce riscul de electrocutare. Folosirea nulului în locul acestuia poate compromite protecția electrică a sistemului și poate crea riscuri importante în cazul unei defecțiuni.

• Lipsa măsurătorilor după execuție

O instalație poate părea executată corect vizual și totuși să nu respecte parametrii necesari pentru funcționarea în siguranță. Verificarea rezistenței de dispersie cu un telurmetru este obligatorie înainte de punerea în funcțiune.

De ce împământarea trebuie executată de un specialist autorizat

Normativul I7/2011 pentru proiectarea și execuția instalațiilor electrice impune respectarea condițiilor de împământare, iar standardul IEC 62446-1 definește testele necesare pentru siguranța și verificarea sistemelor fotovoltaice.

Documentele emise de persoane neautorizate nu sunt valabile pentru dosarul de prosumator și pot crea probleme serioase în cazul unui incident sau al unei verificări tehnice.

Echipele autorizate ANRE din cadrul Artsani Energy realizează instalarea și verificarea sistemelor fotovoltaice, incluzând schema, măsurarea rezistenței de dispersie și documentația tehnică necesară pentru racordarea la rețea.

Siguranța începe din proiectare

O împământare a sistemului fotovoltaic realizată conform normativelor nu trebuie tratată ca un detaliu secundar al instalării. O schemă proiectată corect, executată cu materiale adecvate și verificată după montaj protejează atât investiția, cât și persoanele aflate în apropierea sistemului.

O instalație fotovoltaică sigură nu înseamnă doar panouri performante și producție ridicată. Înseamnă și conexiuni electrice corecte, protecții dimensionate corespunzător și o priză de pământ verificată prin măsurători.

Verificarea periodică a sistemului de protecție și a conexiunilor electrice rămâne esențială pentru funcționarea pe termen lung, mai ales în zonele expuse la furtuni, la variații de tensiune sau în cazul instalațiilor electrice mai vechi.