SONČNE ELEKTRARNE IN ELEKTROMAGNETNE OBREMENITVE
Previdnost je pomembna
Sončne elektrarne so pomemben del sodobne energetske prihodnosti. Z vidika stavbne biologije njihova uporaba sama po sebi ni sporna. Pomembno pa je, da se pri načrtovanju in izvedbi ne upošteva samo energetskega izkoristka, požarne varnosti in ekonomike, temveč tudi vpliv na elektromagnetne obremenitve v bivalnem objektu.
V določenih primerih lahko fotonapetostni sistem poveča električno poljsko jakost v prostorih pod moduli, predvsem če se izmenična električna polja iz obstoječe hišne instalacije prenesejo na solarne vode ali kovinske konstrukcije. Dodatno lahko razsmernik in električni vodi med razsmernikom, zaščitnimi elementi in števcem povzročajo povišano gostoto magnetnega polja. Posebno poglavje predstavljajo tudi omrežne motnje oziroma tako imenovana umazana elektrika, ki nastaja zaradi hitrega elektronskega preklapljanja v razsmernikih.
1. Kje nastajajo elektromagnetne obremenitve pri sončni elektrarni?
Solarni moduli in DC vodi
Pri svetlobi moduli proizvajajo enosmerno napetost in tok. DC električna in magnetna polja so običajno merljiva predvsem v neposredni bližini modulov in DC vodnikov. Sama po sebi v praksi praviloma niso največji problem, razen pri neustrezni izvedbi, velikih zankah vodnikov ali neugodnem poteku kablov.
Prenos AC električnih polj na DC stran
Če so DC solarni vodi speljani v bližini obstoječe hišne elektroinštalacije ali če razsmernik ne ločuje dovolj dobro DC in AC strani, se lahko na solarnih vodih in modulih pojavijo izmenična električna polja. To je pomembno zato, ker se lahko električna poljska jakost poveča prav v prostorih pod sončnimi paneli, na primer v mansardi, spalnici, otroški sobi ali delovnem prostoru.
Razsmernik
Razsmernik je srce sončne elektrarne, vendar je z vidika elektromagnetnih obremenitev tudi eden glavnih virov. V njegovi bližini lahko nastajajo povišana izmenična električna in magnetna polja, dodatno pa tudi visokofrekvenčne motnje zaradi elektronskega preklapljanja.
Vod med razsmernikom in števcem
Po tem vodu lahko tečejo večji tokovi, zato je lahko ob njem povišana gostota magnetnega polja. Če ta vod poteka ob spalnici, otroški sobi, delovnem mestu ali prostoru, kjer se ljudje dolgo zadržujejo, je trasa lahko problematična.
2. EMF obremenitve solarnih sistemov
Električna polja: zakaj se lahko povečajo v prostoru
Povečana električna poljska jakost se pri sončnih elektrarnah ne pojavi vedno. Pojavi se predvsem v določenih kombinacijah: obstoječa elektroinštalacija v stropu ali stenah, kovinske konstrukcije, neoklopljeni solarni vodi, bližina AC in DC vodnikov, neustrezna ozemljitev ali določene izvedbe razsmernikov.
V praksi to pomeni, da prostor pod sončno elektrarno ni avtomatično obremenjen. Lahko pa se zgodi, da se po namestitvi sistema električna poljska jakost v prostoru merljivo poveča. To je mogoče objektivno preveriti samo z meritvami pred in po namestitvi oziroma z meritvami ob različnih obratovalnih pogojih.
Magnetna polja: razsmernik in glavni električni vodi
Magnetna polja so drugačna od električnih. Nastajajo zaradi toka in jih običajni zaščitni premazi, folije ali tkanine ne ustavijo na enak način kot električna polja. Zato je pri magnetnih poljih najpomembnejše načelo: vir postaviti stran od stalnih mest zadrževanja.
Pri sončnih elektrarnah so z vidika magnetnih polj najbolj pomembni razsmernik, vodi od razsmernika do števca, morebitni hranilniki energije, zaščitni elementi in razdelilne omarice. Če so nameščeni ob spalnici, za steno otroške sobe ali neposredno ob delovnem mestu, je lahko obremenitev bistveno večja kot pri dobro načrtovani postavitvi.
Umazana elektrika in omrežne motnje
Razsmernik mora enosmerno napetost iz sončnih modulov pretvoriti v izmenično napetost, ki je uporabna za hišno omrežje in javno elektroenergetsko omrežje. Ta pretvorba poteka z elektronskim preklapljanjem. Pri tem lahko nastajajo harmonska popačenja, visokofrekvenčne motilne napetosti in prevodne elektromagnetne motnje, ki se širijo po električni instalaciji objekta.
Takšne motnje se pogosto opisujejo kot “umazana elektrika”. Izraz ni tehnični standard, je pa uporaben za razumevanje: po hišni instalaciji se poleg osnovne 50 Hz napetosti lahko širijo dodatne višje frekvence, prehodni pojavi in napetostna popačenja. Njihova velikost je odvisna od tipa razsmernika, filtrov, kakovosti izvedbe, ozemljitve, impedance omrežja in drugih naprav v objektu.
Brezžični nadzor, Wi-Fi in aplikacije
Sodobni razsmerniki in hranilniki energije pogosto omogočajo nadzor prek aplikacije, Wi-Fi povezave ali druge brezžične komunikacije. To pomeni, da lahko fotonapetostni sistem poleg nizkofrekvenčnih električnih in magnetnih polj postane tudi vir visokofrekvenčnega elektromagnetnega sevanja.
Z vidika stavbne biologije je zato priporočljivo izbrati opremo, ki omogoča žično LAN povezavo, izklop brezžične komunikacije ali vsaj takšno nastavitev, da brezžični oddajniki ne delujejo stalno.
3. Kako potekajo meritve
Meritve pred namestitvijo:
Meritve po namestitvi:
4. Priporočila
Priporočila pred namestitvijo
Najboljša zaščita je pravilno načrtovanje. Pri sončni elektrarni je treba že pred izvedbo določiti lokacijo razsmernika, potek DC in AC kablov, način ozemljitve, zmanjšanje zank vodnikov, oddaljenost od spalnih in delovnih prostorov ter možnost uporabe oklopljenih kablov ali ozemljenih kovinskih cevi.
Rešitve pri že nameščeni sončni elektrarni
Če je sončna elektrarna že nameščena, se najprej opravijo meritve. Brez meritev ni mogoče zanesljivo vedeti, ali je problem električno polje, magnetno polje, umazana elektrika, brezžična komunikacija ali kombinacija več dejavnikov.
Pri povišanih električnih poljih so možne zaščite z ustreznimi certificiranimi zaščitnimi materiali in pravilno ozemljitvijo. Pri povišanih magnetnih poljih pa so rešitve zahtevnejše, saj se magnetna polja bistveno težje ščitijo. Takrat so pogosto učinkovitejši prestavitev razsmernika, sprememba trase vodnikov ali drugačna tehnična izvedba.
Pri omrežnih motnjah se lahko po meritvah uporabijo ustrezni filtri, vendar jih ni priporočljivo vgrajevati na pamet. Neustrezen filter lahko zaradi resonanc ali napačne vgradnje v določenih primerih stanje tudi poslabša.
Sončna elektrarna je lahko z vidika stavbne biologije povsem sprejemljiva rešitev, če je načrtovana premišljeno. Ključno je, da se poleg energetike upoštevajo tudi elektromagnetne obremenitve v bivalnem prostoru. Največjo vlogo imajo lokacija razsmernika, potek kablov, izvedba ozemljitve, izbira opreme, uporaba oklopljenih vodov ter preverjanje morebitnih omrežnih motenj.
Pravilno načrtovana sončna elektrarna naj proizvaja energijo za dom, ne pa dodatnih obremenitev v njem
Prostor, v katerem živimo, ni nevtralen.
Zmanjševanje okoljskih obremenitev ni nadomestilo medicine.
Je temelj sodobne preventive.