Siguranța instalației fotovoltaice declanșează repetat și nu știi cauza exactă? Hai să descoperim cauzele tehnice verificate în peste două decenii de experiență și soluțiile profesionale validate!
- ⚡ Suprasarcina invertorului generează 65% din declanșările automate ale siguranțelor. Puterea instalată a panourilor depășește capacitatea nominală a invertorului sau consumul instantaneu depășește limita de 16A/25A a siguranței.
- ⚠️ Scurtcircuitul în circuitul DC (curent continuu) provine din deteriorarea izolației cablurilor cauzată de radiația UV, rozătoare sau de un montaj defectuos care provoacă contact direct între conductoare la tensiuni de 400-800V DC.
- 🔄 Curenții de dispersie spre pământ declanșează diferențialul la valori peste 30mA. Cauzele aici pot fi: degradarea invertorului, umiditatea în conexiuni sau defecte la nivelul panourilor care generează curenți paraziti.
🔌 Protecții pe circuitul DC (curent continuu)
Siguranțele DC specifice pentru instalații fotovoltaice sunt fundamental diferite de cele ale instalațiilor electrice AC clasice. Tensiunea DC de 400-800V nu prezintă trecere prin zero ca la curentul alternativ, ceea ce face ca arcul electric la întrerupere să fie persistent și extrem de periculos.
Caracteristici tehnice esențiale:
- Tensiune nominală: minimum 1000V DC pentru siguranță;
- Capacitate de rupere: minimum 10kA pentru instalații rezidențiale;
- Curba de declanșare: tip gG (protecție generală) sau tip gPV (specific fotovoltaic);
- Caracteristică temporală: protecție împotriva suprasarcinilor de lungă durată.
Amplasare în instalație:
- La ieșirea fiecărui string (serie de panouri): de obicei 10-16A;
- La intrarea în invertor pe partea DC: se face calibrare conform puterii totale;
- În combinatorul DC (DC combiner box) pentru instalații cu multiple stringuri.
Cauze specifice de declanșare la DC
Suprasarcina la nivel de string apare când intensitatea curentului depășește valoarea nominală a siguranței. Acest fenomen se manifestă în condiții de iradiere solară extremă (peste 1200 W/m²) combinată cu temperaturi scăzute ale celulelor (<15°C), când puterea efectivă poate depăși cu 15-20% puterea STC (Standard Test Conditions).
Scurtcircuitul între fire DC pozitiv și negativ reprezintă cea mai periculoasă situație. Cauze frecvente:
- Deteriorarea izolației cablurilor de către rozătoare (șoareci, șobolani);
- Degradare UV a cablurilor neprotejate corespunzător (fără certificare UV-C);
- Conectori MC4 montați incorect sau cu uzură avansată;
- Deteriorare mecanică în timpul lucrărilor pe acoperiș.
🏠 Protecții pe circuitul AC (curent alternativ)
Siguranța automată (disjunctor) pe partea AC protejează circuitul între invertor și tabloul electric principal. Calibrarea standard este 16A sau 25A la curent monofazat, respectiv 16A sau 25A pe fază pentru curent trifazat.
Diferențialul (RCD – Residual Current Device) de 30mA tip A sau tip B este obligatoriu conform normelor EN 62446 și detectează curenții de dispersie care pot indica:
- Defecte de izolație în invertor;
- Curenți de fugă prin carcasa metalică a panourilor;
- Deteriorarea condensatoarelor în invertorul de tip transformerless.
Cauzele declanșărilor frecvente pe AC
Curenți de pornire ai invertorului: la conectarea la rețea dimineața, invertorul consumă un impuls de curent de 2-3 ori mai mare decât curentul nominal pentru 50-100ms. Dacă siguranța este subdimensionată sau uzată, poate declanșa.
Injecția de putere excesivă în rețea se întâmplă când producția fotovoltaică a panourilor solare pentru casă depășește consumul local și puterea injectată în rețea excedă capacitatea siguranței. Situație tipică: instalație de 8kW pe siguranță de 25A (5,7kW maximum la 230V).
🔍 Cauze tehnice majore de declanșare
⚠️ Suprasarcina: analiză tehnică detaliată
Suprasarcina cronică apare când instalația este subdimensionată electric față de puterea reală produsă. Exemplu concret: avem panouri de 10kWp conectate printr-o siguranță de 16A (3,68kW la 230V) care vor genera declanșări constante la producție maximă (11-13h).
Calcul corect al siguranței necesare:
Pentru o instalație de 6kWp monofazată:
- Putere maximă posibilă: 6kW × 1,15 (coeficient iradiere) = 6,9kW
- Curent maxim: 6.900W ÷ 230V = 30A
- Siguranță necesară: 32A (valoarea standard superioară)
Pentru instalație pe curent trifazat de 10kWp:
- Putere pe fază: 10kW ÷ 3 = 3,33kW
- Curent pe fază: 3.330W ÷ 230V = 14,5A
- Siguranță necesară: 16A pe fază
Suprasarcina temporară se manifestă în zile cu condiții meteorologice speciale:
- Efect de margine a norilor (cloud edge effect) care înseamnă iradiere instantanee 1.200-1.400 W/m².
- Reflecție pe suprafețe înzăpezite care provoacă o creștere cu 20-30% a radiației incidente.
- Curățare recentă a panourilor după depuneri de praf care poate însemna o recuperare instantanee de 8-12% din putere.
⚙️ Defecțiuni la nivelul invertorului
Degradarea componentelor interne ale invertorului generează comportamente anormale.
Condensatoarele deteriorate (după 7-10 ani funcționare) produc curenți armonici ridicați care declanșează diferențialul. Semne: zgomot de ”buzz” la frecvență joasă, declanșări mai frecvente seara când invertorul se oprește.
Releul de injecție blocat sau deteriorat menține conexiunea la rețea chiar după detectarea unei anomalii, generând curenți mari de scurtcircuit care declanșează siguranța AC instant.
Sistemul de monitorizare al izolației defect poate permite funcționarea cu rezistență de izolație sub 1MΩ (limita minimă legală), generând curenți de dispersie peste 30mA.
🌡️ Influența factorilor de mediu
Temperaturile extreme modifică parametrii electrici ai întregii instalații.
La +60°C pe suprafața panourilor (temperatură ambientală +35°C, iradiere 900W/m²) avem:
- Tensiunea de circuit deschis scade cu 15-18%;
- Curentul de scurtcircuit crește cu 8-10%;
- Puterea efectivă scade cu 12-15% față de STC.
La -15°C temperatură ambientală:
- Tensiunea de circuit deschis crește cu 20-25%.
- Apare un risc de depășire a tensiunii maxime de intrare a invertorului (Vmax = 1000V DC).
- Rezistența de contact în conexiuni crește, generând puncte fierbinți.
Umiditatea ridicată (peste 85% RH constant) degradează izolația electrică:
- Rezistența de izolație scade sub 2MΩ (limita de siguranță).
- Se produce coroziune în conexiunile electrice (efectul galvanic Cu-Al).
- Apare condensare în cutiile de joncțiune ale panourilor
🔧 Probleme de instalare și montaj
Cablurile subdimensionate reprezintă o eroare critică frecventă:
Pentru un string de 10 panouri × 400Wp = 4kWp:
- Curent maxim de string (Isc): ~11A.
- Secțiune minimă necesară: 4mm² pentru lungimi până la 20m.
- Eroare tipică: utilizare cablu 2,5mm² care duce la supraîncălzire și apoi la declanșare termică a siguranței.
Conectorii MC4 falși sau de calitate inferioară pot duce la:
- Rezistență de contact crescută (>10mΩ în loc de <2mΩ).
- Supraîncălzire locală până la 80-90°C.
- Declanșare termică a siguranței sau chiar incendiu.
Lipsa protecției împotriva supratensiunilor (SPD) poate rezulta în:
- Descărcări atmosferice indirecte (în rază de 500m).
- Supratensiuni tranzitorii în rețea (manevre la nivel de distribuție).
- Deteriorarea invertorului care duce la curenți mari de defect deci la declanșarea siguranței.
Montajul profesional conform standardelor EN 62446 și utilizarea componentelor certificate este esențială. Pentru instalații executate conform normelor tehnice, serviciile de montaj și instalare panouri fotovoltaice oferă garanție extinsă și certificare electrică.
🛠️ Diagnoză și soluții tehnice profesionale
📊 Protocol de investigare tehnică
Pasul 1: Verificări vizuale preliminare care pot consta în
- Inspecție la conectorii MC4 pentru detectarea de semne de supraîncălzire (plastic topit, decolorare).
- Verificarea izolației cablurilor pentru a identifica crăpături, tăieturi, expunere la UV.
- Controlul strângerii conexiunilor în tablou. Forța de strângere ar trebui să fie de 2,5-3,5 Nm pentru borne 10mm².
Pasul 2: Măsurători electrice de bază unde se evaluează
- Tensiunea circuitului deschis (Voc) pe fiecare string. Se compară cu valoarea STC × coeficient temperatură.
- Curentul de scurtcircuit (Isc) se măsoară cu clampmetru DC. Astfel se identifică stringuri cu producție anormală.
- Rezistența de izolație DC+ și DC- față de pământ trebuie să fie de minimum 1MΩ conform EN 62446.
Pasul 3: Teste avansate cu echipament specializat
Termografia IR (camera FLIR sau similară) se practică pentru:
- Identificarea de puncte fierbinți în conexiuni (ΔT >15°C față de ambient = problemă).
- Detectarea celulelor degradate în panouri (hot spots >20°C față de celule adiacente).
- Verificarea distribuției termice în tabloul electric.
Analizorul de rețea electrică ajută la:
- Măsurarea THD (Total Harmonic Distortion) care trebuie să fie de cel mult 5% conform EN 50160.
- Verificarea factorului de putere care ar trebui să fie de cel puțin 0,95 la putere nominală.
- Detectarea de fluctuații de tensiune și frecvență.
Testerul de siguranțe se folosește pentru:
- Verificarea caracteristicii de declanșare: timp de răspuns la 1,13×In și 1,45×In.
- Efectuarea de test diferențial care să certifice o declanșare precisă la 30mA ±10%.
- Măsurarea rezistenței de contact care ar trebui să fie de maxim 10mΩ pentru siguranțe tip NH.
🔄 Soluții tehnice verificate la problema ”de ce sare siguranța la panourile fotovoltaice”
Pentru suprasarcină cronică se va proceda la:
- Recalibrare de siguranță, respectiv înlocuire cu valoare nominală superioară (16A→25A sau 25A→32A).
- Verificarea conformității cablurilor de alimentare în ceea ce privește secțiunea adecvată pentru curentul majorat.
- Evaluarea capacității tabloului electric mai ales privind barele de distribuție dimensionate corespunzător.
Pentru scurtcircuite în circuitul DC soluțiile tehnice constau în:
- Înlocuirea completă a cablurilor deteriorate cu cabluri solare certificat UV-C (TÜV, EN 50618).
- Montarea unui canal de protecție metalic sau din plastic pentru trasee expuse.
- Instalarea de bariere împotriva rozătoarelor în zone critice.
Pentru curenți de dispersie, soluțiile tehnice pot fi:
- Înlocuirea invertorului dacă rezistența de izolație internă este sub 2MΩ.
- Remedierea conexiunilor cu rezistență de contact ridicată (>5mΩ).
- Instalarea de SPD tip 2 la intrarea DC și AC pentru protecție la supratensiuni.
Pentru temperaturi extreme se poate recurge la:
- Ventilație suplimentară pentru invertor (ventilator forțat dacă temperatura sare frecvent de 45°C).
- Recalcularea configurației stringurilor pentru temperaturi minime (aici se verifică Voc max).
- Asigurarea de protecție solară pentru invertorul exterior (copertină, orientare către nord, sau ambele soluții).
📅 Programe de întreținere profesională a sistemului fotovoltaic
Verificările electrice la un serviciu profesional de monitorizare și mentenanță la panouri fotovoltaice inlcud:
- Măsurare Voc și Isc pentru toate stringurile: variație max ±5% între stringuri.
- Test rezistență izolație: minim 1MΩ, optim >10MΩ.
- Verificare conexiuni: strângere la cuplu recomandat, termografie IR.
- Test funcțional diferențial: declanșare la 15mA, 30mA, 150mA.
Partea de inspecție mecanică se referă mai ales la:
- Verificarea fixării panourilor: șuruburi strânse, șine de montaj intacte.
- Control etanșeitate traverse acoperiș: prevenire infiltrații.
- Verificare cabluri: deteriorări mecanice, expunere UV excesivă.
Partea de curățare și optimizare a sistemului fotovoltaic presupune:
- Curățarea panourior duce la o recuperare de 5-12% din putere (în funcție de gradul de murdărire).
- Verificarea umbririi: creșterea vegetației, apariția de construcții noi în vecinătatea panourilor solare.
- Actualizare de firmware pentru invertor cu patch-uri de securitate și optimizări
Pentru panourile solare pentru case instalate profesional, contractele de monitorizare și mentenanță includ inspecții preventive complete și intervenție rapidă la defecțiuni, minimizând pierderile de producție.
Beneficiile mentenanței preventive sunt clare:
- Reducere cu 80% a declanșărilor neplanificate de siguranțe;
- Creștere durată de viață a invertorului cu 3-5 ani;
- Menținerea garanției producătorului (multe garanții cer mentenanță anuală);
- Detectarea timpurie a degradărilor (panouri, cabluri, conexiuni).
Declanșarea siguranței la instalațiile fotovoltaice are cauze tehnice precise: suprasarcina invertorului (65% din cazuri), scurtcircuite în circuitul DC, curenți de dispersie peste 30mA, deteriorarea componentelor sau factori de mediu extremi. Diagnosticarea corectă necesită echipament specializat – termografie IR, tester de izolație, analizor de rețea – și expertiză în sisteme fotovoltaice.
Mentenanța preventivă anuală previne 80% din defecțiunile electrice prin detectarea timpurie a degradărilor. Investiția în inspecții profesionale economisește mii de lei în reparații și menține garanțiile producătorilor. Pentru siguranță și performanță optimă, apelează exclusiv la electricieni autorizați cu experiență documentată în sisteme fotovoltaice!
