Zdjęcia farm fotowoltaicznych wyglądają podobnie: równe rzędy stołów z modułami, droga serwisowa, ogrodzenie i kontener stacji transformatorowej gdzieś w rogu działki. Inwestorzy porównują oferty głównie po mocy modułów, typie falowników i cenie za megawat. Tymczasem spora część robót, od których zależy bezpieczeństwo i bezawaryjna praca instalacji, jest zakopana w ziemi, schowana w kontenerze albo zawieszona na słupie przy granicy działki.
Jesień to czas, gdy wiele farm z tegorocznych przyłączeń przechodzi odbiory, a kolejne projekty wchodzą w fazę zamówień na przyszły sezon budowlany. Dobry moment, żeby przyjrzeć się trzem obszarom, które łatwo zlekceważyć: uziemieniu, trasom kablowym w części technicznej i przyłączeniu do sieci średniego napięcia.
Uziemienie farmy, którego później nie widać
Na farmie fotowoltaicznej konstrukcje stołów, ogrodzenie, obudowy falowników i stacja transformatorowa muszą być połączone w jeden system uziemiający. Chroni to przed porażeniem, ogranicza skutki wyładowań atmosferycznych i pozwala zabezpieczeniom zadziałać przy zwarciu doziemnym. Uziom wykonuje się zwykle jako sieć przewodów poziomych ułożonych w ziemi wzdłuż rzędów stołów i wokół stacji, uzupełnioną uziomami pionowymi tam, gdzie wymaga tego rezystancja gruntu.
Najczęściej wybieranym materiałem jest płaskownik stalowy ocynkowany ogniowo. W zestawieniach materiałowych farm regularnie pojawia się bednarka 40×3, czyli taśma o szerokości 40 mm i grubości 3 mm, której przekrój daje zapas na prądy zwarciowe i na korozję w ziemi. Grubość warstwy cynku ma tu znaczenie, bo uziom ma przetrwać w gruncie tyle samo co cała instalacja. Bednarkę układa się na krawędzi, na odpowiedniej głębokości, a połączenia wykonuje się złączami krzyżowymi lub przez spawanie z zabezpieczeniem antykorozyjnym. Połączenia konstrukcji stołów z uziomem muszą być pewne i odporne na drgania, a każde przejście bednarki z ziemi do powietrza dodatkowo zabezpiecza się przed korozją, bo to tam powłoka niszczy się najszybciej.
Typowy problem na farmach to uszkodzenia uziomu przy wbijaniu palów konstrukcji albo przy późniejszych pracach ziemnych, na przykład przy dokopywaniu kabli. Dlatego przebieg uziomu powinien być naniesiony na dokumentację powykonawczą, a pomiary rezystancji uziemienia wykonane przed odbiorem i powtarzane w ramach przeglądów okresowych.
Kable na polu i ich drogi do falowników
Na samym polu przewody solarne z modułów biegną wzdłuż konstrukcji stołów, mocowane do profili, a dalej, do falowników łańcuchowych lub skrzynek łączeniowych, zwykle w ziemi. Kable ziemne układa się w rowach na podsypce, z taśmą ostrzegawczą, a pod drogami serwisowymi i w miejscach przejazdu ciężkiego sprzętu w rurach osłonowych. Przy farmach z falownikami łańcuchowymi montowanymi pod stołami ważne jest, żeby przewody DC nie zwisały luzem i nie ocierały się o ostre krawędzie konstrukcji. Dobrą praktyką jest zostawienie rezerw kabla przy falownikach i oznaczenie każdego obwodu na obu końcach. Przy kilkuset łańcuchach na farmie szukanie usterki bez rzetelnego oznakowania zajmuje wielokrotnie więcej czasu. Oznaczenia powinny być trwałe, odporne na UV i wilgoć, bo zwykłe naklejki po dwóch sezonach przestają być czytelne.
Trasy kablowe w stacji i kontenerze technicznym
W kontenerze lub budynku stacji transformatorowej spotykają się kable z falowników, obwody pomocnicze, zasilanie potrzeb własnych, monitoringu, oświetlenia i telemetrii.
Na niewielkiej przestrzeni łatwo o bałagan, który utrudnia serwis i zwiększa ryzyko błędów przy przełączeniach. Dlatego przewody prowadzi się po uporządkowanych trasach: korytko kablowe ze stali ocynkowanej, mocowane do ścian lub pod stropem, pozwala oddzielić kable mocy od sygnałowych i dołożyć obwody przy rozbudowie. Przy doborze sprawdza się dopuszczalne obciążenie, sposób łączenia odcinków oraz to, czy koryto da się połączyć w ciągłą całość z systemem uziemienia stacji.
Szczególnej uwagi wymagają przejścia kabli z rowów do wnętrza kontenera. Przepusty muszą być szczelne, bo woda i gryzonie wchodzące otworami kablowymi to częsta przyczyna awarii w stacjach na terenach rolniczych. Przy wejściu trasy do rozdzielnic kable powinny mieć odciążenie, żeby ich ciężar nie spoczywał na zaciskach aparatury.
Przyłączenie do sieci średniego napięcia
Większe farmy przyłącza się do sieci średniego napięcia, linią kablową albo napowietrzną, zgodnie z warunkami operatora. Przy przyłączeniu napowietrznym część prac dotyczy słupa, na którym następuje połączenie z istniejącą linią, i osprzętu na nim zamontowanego. Elementem, od którego zależy niezawodność takiego połączenia, są izolatory średniego napięcia, dobierane do poziomu napięcia, rodzaju obciążenia mechanicznego, czyli funkcji wsporczej lub odciągowej, i do warunków zabrudzeniowych w danym miejscu. Na terenach rolniczych, gdzie w powietrzu jest pył i nawozy, ma to większe znaczenie, niż mogłoby się wydawać.
Stosuje się izolatory porcelanowe, szklane oraz kompozytowe. Te ostatnie są lżejsze i mniej podatne na uszkodzenia przy transporcie i montażu, ale wybór zawsze wynika z projektu i wymagań operatora sieci. Prace na linii średniego napięcia wykonują wyłącznie uprawnione firmy, w uzgodnieniu z operatorem.
Przy planowaniu farmy warto zestawić najważniejsze elementy infrastruktury, o które trzeba zapytać wykonawcę:
- projekt uziomu z wynikami pomiarów rezystywności gruntu i przewidywaną rezystancją uziemienia,
- przebieg rowów kablowych i miejsca rur osłonowych pod drogami i przejazdami,
- układ tras kablowych w stacji z podziałem na obwody mocy i sterowania,
- sposób przyłączenia do sieci średniego napięcia i zakres prac po stronie operatora.
Wykonawcy farm fotowoltaicznych kompletują bednarkę, złącza, koryta, kable i osprzęt sieciowy w hurtowniach elektrotechnicznych. W oddziałach Onninen można skonsultować dobór materiałów do warunków na konkretnej działce i zaplanować dostawy etapami, zgodnie z harmonogramem budowy.
Farma fotowoltaiczna ma pracować trzy dekady, a jej niezawodność w dużej mierze zależy od elementów, których po zakończeniu budowy już nie widać. Parametry bednarki, koryt kablowych i osprzętu do linii średniego napięcia można sprawdzić na www.onninen.pl
