Konektory MC4 słabym ogniwem instalacji PV – jak się zabezpieczyć?

Te fakty mogą być zaskakujące, bo konektor fotowoltaiczny to urządzenie nieporównywalnie prostsze od modułu, nie wspominając już o inwerterze. Dlaczego więc tak często zawodzi? Otóż przyczyną są powszechne błędy montażowe, które w tym artykule omówimy. Wskażemy też środki, jakie należy przedsięwziąć, aby temu przeciwdziałać.

Złącza fotowoltaiczne - co się dzieje, gdy zawiodą?

Przez konektory fotowoltaiczne przepływa cała energia produkowana przez szereg fotowoltaiczny. Zły styk powoduje wysoką rezystancję. Wysoka rezystancja, na początkowym etapie jest przyczyną niewielkich, lecz nieustannych strat energii.

Z wysoką rezystancją wiąże się jednak wysoka temperatura. Ta z czasem może powodować dalsze wypaczenie połączenia - i w konsekwencji dalszy wzrost rezystancji i temperatury. Jeśli w wyniku zmian do środka dostanie się wilgoć, otworzy to drzwi do poważnych awarii. Eksperci donoszą o wyłączaniu się inwertera, stopieniu konektorów, iskrzeniu, a nawet zwarciu do obudowy, czy wręcz zapłonie złącza, co stwarza ogromne ryzyko dla całej instalacji i ludzi.

Konektory MC4 od Stäubli a złącza “kompatybilne”

W branży panuje tyle powszechne, co szkodliwe przekonanie, iż konektory MC4 Stäubli oraz odpowiedniki różnych producentów są ze sobą kompatybilne - o czym zresztą zapewniają sami producenci zamienników. Niestety zwodniczo, a o skutkach od wielu lat donoszą eksperci m.in. z TÜV NORD:

Praktyka łączenia konektorów różnych typów jest istotnym problemem i niesie za sobą bezpośrednie konsekwencje np. spalenie konektora i zajarzenie łuku elektrycznego. Nierzadko prąd w ogóle nie chce płynąć przez takie połączenie. Jednak zazwyczaj problemy nie ujawniają się od razu. Zwykle źle dopasowana para konektorów ma połączenie i przewodzi prąd bez łatwo zauważalnych problemów i strat. Jednak z biegiem czasu niedopasowanie złączy i różnice w zastosowanych materiałach mogą prowadzić do znaczących strat lub awarii złącza

podaje Technical Risks in PV Projects autorstwa TÜV NORD i Solarbankability.

Dodatkowo należy zastanowić się nad odpowiedzialnością prawną za awarię złącza złożonego z konektorów różnych producentów. Kto ponosi odpowiedzialność gwarancyjną w przypadku awarii? Czy taki montaż nie jest niezgodny z instrukcją i w konsekwencji nie anuluje gwarancji?

Stäubli, ze swojej strony, udziela na to pytanie jasnej odpowiedzi:

Firma Stäubli nigdy nie uznała żadnych produktów innych dostawców jako kompatybilne z rodziną MC4 i nie zamierza tego zrobić w przyszłości. Stosowanie nieodpowiednich komponentów lub łączenie konektorów pochodzących od różnych dostawców wiąże się z poważnym ryzykiem (wysoka awaryjność, pożary itp.) i nie jest dozwolone pod żadnym pozorem. Należy pamiętać, że takie połączenie konektorów różnych dostawców unieważnia wszelkie certyfikaty

czytamy w katalogu produktów fotowoltaicznych Stäubli.

Problem dla inwestora polega na tym, że niektórzy producenci paneli fotowoltaicznych nie specyfikują w swoich produktach konkretnej marki i typu użytych konektorów. Ograniczają się za to do stwierdzenia, że są “kompatybilne z MC4” - a wiemy już, jak niewiele to rzeczywiście znaczy. Inwestor musi zatem prosić o dodatkowe dane, chcąc dobrać odpowiednie konektory do tych fabrycznie zamontowanych w modułach.

Specyfikacje konektorów w kartach katalogowych paneli fotowoltaicznych. Przykłady po lewej stwierdzają jedynie, że zastosowano konektor “kompatybilny z MC4”, zatem utrudniają dobranie właściwego konektora przez inwestora. Po prawej przykłady pozytywne. Dopiski “IP68” i podobne dotyczą stopnia ochrony przed wodą / kurzem i nie służą do identyfikacji produktu.

Czy tylko Stäubli oferuje konektory fotowoltaiczne wysokiej jakości?

Na świecie działa obecnie ponad 200 producentów konektorów do fotowoltaiki, większość z nich pochodzi z Azji, ma niewielkie doświadczenie i nie ma rozpoznawalnej marki. Wśród nich Stäubli cieszy się nieporównanie największym zaufaniem branży.

Błędem byłoby jednak stwierdzenie, że jedynie Stäubli oferuje konektory wysokiej jakości. Wielu uznanych producentów paneli fotowoltaicznych obejmuje gwarancją konektory innych marek. Wśród jakościowych konkurentów Stäubli znajdują się:

• Amphenol
• TE Connectivity
• Sunclix Phoenix
• Renhe
• Hanwha QCells

Zatem nie jest błędem stosowanie zamienników wobec Stäubli MC4. Błędem jest łączenie ze sobą konektorów różnych producentów.

To czołowy, jednak nie jedyny przykład nieprawidłowego montażu konektorów.

Przykłady nieprawidłowego montażu konektorów fotowoltaicznych

Oto najczęściej występujące błędy wykonawcze przy montażu konektorów fotowoltaicznych:

• Konektory nie są wepchnięte do końca, a między obudową złącza damskiego i męskiego pozostaje szpara. Może to prowadzić do zwiększonej rezystancji, w konsekwencji utraty energii i wzrostu temperatury.
• Krzywo dokręcona nakrętka, która nie znajduje się w jednej osi z trzonem śruby, a jej gwint nie wchodzi we właściwe zwoje. Może to otworzyć drogę wilgoci.
• Zbyt słabo dokręcona nakrętka nie zapewnia trwałego połączenia
• Zbyt mocno dokręcona nakrętka może zniszczyć uszczelkę, co po latach może zaskutkować korozją złącza
• Konektory wystawione na bezpośrednie działanie słońca i deszczu. Powinny być umieszczane bezpośrednio pod modułami fotowoltaicznymi lub chronione peszlem.
• Zbyt ostry kąt zgięcia przewodu za konektorem może z czasem uszkodzić uszczelkę przy nakrętce.
• Niepodłączone konektory fotowoltaiczne niezabezpieczone zatyczkami mogą doprowadzić od korozji złącz.
• Połączone konektory od różnych producentów nie mają gwarancji bezpieczeństwa i mogą z czasem spowodować poważne usterki.

Jak inwestor może się zabezpieczyć?

Inwestor może wykonać kilka działań, by zabezpieczyć się przed skutkami wyżej wymienionych błędów:

1. Wyspecyfikuj konektory konkretnego producenta

Określ konkretny typ i producenta konektora, jaki ma być zastosowany zarówno w przesłanych modułach fotowoltaicznych, jak i w reszcie okablowania. Zawrzyj te zapiski w umowie o generalną realizację inwestycji oraz w umowie na dostawę modułów. Wymagaj potwierdzenia autentyczności produktów.

2. Zainstaluj właściwe konektory

Nie zgadzaj się na stosowanie produktów kompatybilnych. W przypadku nieprzewidzianych braków, zamów produktu oryginalne.

3. Zainstaluj konektory właściwie

Zadbaj o stosowanie się do instrukcji producenta i zastosowanie zalecanych przez producenta narzędzi do zaciskania. Upewnij się, że monterzy dokręcają nakrętki z właściwym momentem obrotowym. Unikaj sytuacji, w której z podłączonego modułu fotowoltaicznego zwisają nieprzypięte i niezabezpieczone zatyczkami konektory.

4. Sprawdź poprawność montażu

Włącz do umowy o generalną realizację inwestycji zapiski dotyczące kontroli i weryfikacji powykonawczej przez strony trzecie. Upewnij się, że użyte konektory są w umowie objęte gwarancją.

5. Regularnie kontroluj

Dokonuj regularnych przeglądów konektorów solarnych. Zawsze przeprowadzaj dodatkową inspekcję po wystąpieniu w okolicy siły wyższej, ponieważ zdarzenia takie jak silna wichura mogą naruszyć integralność nawet dobrze wykonanych złącz.

Źródła:

• PVEL, Heliovolta, The Ultimate Safety Guide for Solar PV Connectors, An In-Depth Primer with Best Practices for Solar Professionals and Asset Owners
• Stäubli, Photovoltaic main catalog
• TÜV NORD i Solarbankability Technical Risks in PV Projects