Un sistem fotovoltaic adaugă pe acoperișul casei o suprafață metalică întinsă, iar în interior o rețea de cabluri care leagă punctul cel mai înalt al clădirii de tabloul electric. Este exact geometria pe care instalațiile electrice o evită în mod normal. De aici vine întrebarea, pusă de obicei prea târziu: atrag panourile trăsnetul și ce se întâmplă cu electronica atunci când lovește undeva prin apropiere.
Lovitura directă și cea indirectă sunt două probleme diferite
Panourile nu atrag trăsnetul. Ele nu schimbă semnificativ probabilitatea ca fulgerul să lovească exact clădirea ta; aceea depinde de înălțimea construcției, de relief, de ce se află în jur și de frecvența descărcărilor din zonă. Ce se schimbă este consecința, pentru că apare pe acoperiș un echipament scump și un traseu conductor spre interiorul casei.
Lovitura directă în clădire este evenimentul rar, dar catastrofal. Împotriva ei funcționează doar o instalație de protecție exterioară: dispozitive de captare, conductoare de coborâre și priză de pământ, dimensionate pe baza unei evaluări de risc. Dacă acest sistem lipsește și clădirea nu se încadrează în categoriile pentru care e obligatoriu, montarea panourilor nu creează singură obligația, dar schimbă calculul de risc, motiv pentru care evaluarea se reface cu ocazia proiectului.
Lovitura indirectă este scenariul mult mai frecvent și cel care distruge invertoare. Un trăsnet care cade la sute de metri induce supratensiuni în buclele formate de cablurile instalației. Nu trece curent de zeci de kiloamperi prin casă, dar impulsul indus este suficient ca să străpungă componentele de intrare ale invertorului sau ale optimizatoarelor.
Împământarea și echipotențializarea: ce fac de fapt
Împământarea structurii de montaj și a ramelor panourilor are două roluri. Primul ține de siguranța persoanelor: în caz de defect de izolație, carcasele metalice nu trebuie să rămână sub tensiune. Al doilea, mai puțin evident, ține de funcționarea protecțiilor: monitorizarea izolației și detectarea curentului rezidual de la invertor au sens doar dacă există o referință de pământ corectă.
Termenul cheie este echipotențializarea. Toate părțile metalice ale clădirii și ale instalațiilor, inclusiv structura fotovoltaică, se leagă la aceeași bară de egalizare a potențialelor, care merge la priza de pământ. Ideea nu este ca fiecare element să aibă propriul lui pământ, ci ca între ele să nu apară diferențe de potențial în momentul unei descărcări. Două prize de pământ separate, nelegate între ele, sunt o configurație periculoasă, nu una redundantă.
Practic, asta înseamnă continuitate electrică pe toată structura: șinele de aluminiu nu sunt legate automat între ele doar pentru că sunt îmbinate mecanic, ci prin cleme dedicate sau prin elemente de contact certificate de producător. Un instalator care nu montează aceste cleme îți lasă o structură împământată doar pe hârtie.
Descărcătoarele de supratensiune, pe DC și pe AC
Descărcătoarele, cunoscute ca SPD, sunt componentele care preiau impulsul indus și îl deviază spre pământ înainte să ajungă la echipament. Într-o instalație fotovoltaică se montează în două locuri distincte, pentru că sunt două circuite diferite:
- pe partea de curent continuu, într-o cutie DC amplasată aproape de invertor, cu SPD dimensionat pentru tensiunea maximă a string-urilor, nu pentru tensiunea rețelei;
- pe partea de curent alternativ, în tabloul de racordare al sistemului sau în tabloul general, ca să protejeze și restul casei;
- când distanța pe cablu dintre panouri și invertor depășește câteva zeci de metri, se adaugă un al doilea set de descărcătoare la capătul dinspre acoperiș.
Tipul descărcătorului se alege în funcție de existența unei instalații de protecție exterioară. Dacă aceasta există, cerințele sunt mai severe decât într-o clădire fără paratrăsnet. Unele invertoare vin cu descărcătoare integrate, alteori doar pe una dintre laturi, iar acest detaliu merită verificat în fișa tehnică înainte de cumpărare, alături de celelalte criterii discutate în ghidul despre cum alegi invertorul pentru un sistem rezidențial. Descărcătoarele sunt consumabile: după un impuls puternic, indicatorul de pe cartuș își schimbă culoarea și piesa trebuie înlocuită. Este o verificare de treizeci de secunde, pe care aproape nimeni nu o face.
Trasee de cablu: bucla pe care o creezi fără să vrei
Cel mai ieftin mijloc de protecție împotriva supratensiunilor induse nu costă nimic: reducerea suprafeței buclelor formate de cabluri. Conductorul plus și conductorul minus ai unui string trebuie să meargă alături, nu pe trasee separate în jurul câmpului de panouri. O buclă mare se comportă ca o antenă și culege exact impulsul de care vrei să scapi.
Din același motiv, cablurile de curent continuu se coboară pe cât posibil lipite de structura metalică împământată, iar traseele de DC se separă de cele de comunicații și de rețeaua de curent alternativ. Legarea corectă a acestor trasee ține și de starea instalației existente din casă: într-o locuință cu tablou vechi, fără nul de protecție distribuit corect, adăugarea unui sistem fotovoltaic scoate la iveală probleme mai vechi. Merită verificat din timp cum influențează vechimea instalației electrice siguranța locuinței, pentru că uneori modernizarea tabloului este condiția prealabilă a montajului.
Ce ceri, ce verifici, ce păstrezi
La finalul lucrării trebuie să primești un buletin de verificare a prizei de pământ, cu valoarea măsurată a rezistenței de dispersie, emis de un laborator sau de un electrician autorizat. Nu este o formalitate: valoarea măsurată se compară cu cea cerută de proiect, iar dacă nu se încadrează, priza se completează cu electrozi suplimentari. Buletinul se reface periodic, la intervalul stabilit prin proiect.
Restul dosarului include schema electrică cu poziția descărcătoarelor, fișele lor tehnice, procesul-verbal de punere în funcțiune și, dacă există instalație de protecție exterioară, documentația acesteia. Aceleași documente îți sunt utile și la formalitățile cu operatorul de rețea, alături de restul dosarului descris în articolul despre actele necesare pentru racordarea unui sistem fotovoltaic ca prosumator.
Nimic din ce ține de împământare, descărcătoare sau protecție la trăsnet nu se improvizează și nu se execută în regie proprie. Proiectarea se face de un proiectant de instalații electrice, execuția și verificările de un electrician autorizat ANRE, iar evaluarea riscului de trăsnet, atunci când este cerută, de un specialist în domeniu. O instalație fotovoltaică bine legată la pământ nu îți garantează că nu vei pierde niciodată un invertor, dar transformă un eveniment care ar fi putut porni un incendiu într-o piesă de schimb și o zi fără producție.
