Bliksem- en overspanningsbeveiliging voor fotovoltaïsche systemen
Zo waarborgt u rentabiliteit en onafhankelijkheid
Of het nu op woongebouwen is voor meer onafhankelijkheid van de energieleverancier, op de daken van industriegebouwen om energiekosten te verlagen of als grootschalige zonneparken om hele regio's van schone stroom te voorzien: fotovoltaïek is een kernelement van de hernieuwbare stroomopwekking. Toch zijn deze systemen ook gevoelig voor overspanningen die kunnen ontstaan door onweer en bliksem of door onverwachte schommelingen in het elektriciteitsnet. Beschermingsmaatregelen zijn een must om te voldoen aan normatieve eisen, storingen te voorkomen, investeringen veilig te stellen en herinvesteringskosten te vermijden.
Bescherm uw fotovoltaïsche systemen met onze concepten voor bliksem- en overspanningsbeveiliging.
Kom meer te weten over onze oplossingen voor de bescherming van fotovoltaïsche systemen.
Betrouwbare bescherming voor hernieuwbare energieopwekking
Fotovoltaïek voor het gebouw
Het fotovoltaïsche systeem is het kernelement in professioneel energiebeheer. Bescherm componenten tegen vermijdbare schade en kostbare storingen.
Grondgemonteerde PV-systemen
Een bliksembeveiligingssysteem voor PV-systemen op de grond beschermt ze tegen directe blikseminslagen en transiënte overspanningen. Het beschermt zowel het terrein van de installatie als de modules, de omvormers en het bewakingssysteem van de installatie.
Normconforme bescherming voor PV-systemen
Bescherming tegen bliksem en overspanningen speelt een centrale rol bij het ontwerp en de installatie van fotovoltaïsche systemen. Om het systeem veilig en efficiënt te gebruiken, moeten ook de volgende normatieve specificaties worden nageleefd.
- IEC 60364-7-712
- IEC 62305-3
- IEC 60364-4-44
Slim plannen, slimmer beveiligen.
De DEHN LIGHTNING PROTECTION GUIDE
De uitgebreide kennistool voor het ontwerpen en uitvoeren van bliksem- en overspanningsbeveiliging is herzien en geoptimaliseerd. U vindt nu veel sneller de juiste oplossing – conform de normen, praktisch en geoptimaliseerd voor mobiele telefoons, smartphones en desktopcomputers.
Onze diensten
Wij ondersteunen uw project van de planning tot de uitvoering en daarna. Maak gebruik van ons brede aanbod aan praktische hulpmiddelen en diensten.
Wij stellen het volledige bliksembeveiligingsconcept op – van de risicoanalyse en aardingssimulatie tot de budgetplanning – volledig afgestemd op uw project en conform de normen.
Onafhankelijke, krachtige tests voor producten, installaties en systemen, geaccrediteerd volgens DIN EN ISO / IEC 17025. De tests en hun resultaten worden gedocumenteerd in internationaal erkende testrapporten.
Veelgestelde vragen
Nee, het risico op blikseminslag wordt niet verhoogd door de installatie van een standaard PV-systeem op of nabij een gebouw.
Overspanningsbeveiliging voor fotovoltaïsche systemen is essentieel om het systeem te beschermen tegen schade door onverwachte spanningspieken. Deze kunnen worden veroorzaakt door externe gebeurtenissen zoals directe blikseminslagen, indirecte blikseminslagen in de omgeving of schakelhandelingen.
Hier volgt een vereenvoudigde uitleg van de werking:
- Detectie van overspanningen: overspanningsafleiders (SPD's) zijn ontworpen om de spanning continu te bewaken en te reageren op ongebruikelijke pieken.
- Afvoer van de overspanning: bij een overspanning voeren de SPD's de overtollige energie veilig af naar de aarde voordat deze de gevoelige delen van het fotovoltaïsche systeem kan bereiken.
- Bescherming van systeemcomponenten: door de overspanning af te voeren beschermen de SPD's de zonnepanelen, de omvormer en andere elektronische apparaten.
Er zijn twee hoofdtypen overspanningsbeveiliging:
- AC-SPD: beschermt de AC-zijde van het systeem.
- DC-SPD: beschermt de gelijkstroomzijde, in het bijzonder de zonnepanelen en de omvormer.
Zonder overspanningsbeveiliging kunnen de gevolgen voor een fotovoltaïsch systeem bij een blikseminslag ernstig zijn. Hier volgen enkele mogelijke scenario's:
- Totaal verlies: een directe blikseminslag in het systeem kan leiden tot een totaal verlies, waarbij de zonnepanelen, de omvormer en andere elektronische componenten onherstelbaar beschadigd kunnen raken.
- Indirecte schade: indirecte blikseminslagen die andere delen van het gebouw of kabels raken, kunnen ook overspanningen veroorzaken die schade aan het fotovoltaïsche systeem tot gevolg hebben.
- Uitval van technische apparatuur: overspanningen kunnen technische apparaten laten uitvallen, wat kan leiden tot kostbare reparaties.
- Brandgevaar: er bestaat ook een risico op branden veroorzaakt door de overspanning. Dit brengt niet alleen het systeem in gevaar, maar ook het gebouw.
Het is daarom belangrijk om geschikte overspanningsbeveiliging te installeren om deze risico's te minimaliseren en de veiligheid en levensduur van het fotovoltaïsche systeem te waarborgen.
Overspanningsafleiders worden onderverdeeld in drie klassen: type 1, 2 of 3. De afleiders verschillen in hun afvoercapaciteit en beschermingsniveau. Het beschermingsniveau geeft de maximale spanning aan die optreedt bij een afvoerproces.
Klasse 1 = primaire beveiliging
De afleiders hebben het hoogste stootstroomvermogen en zijn ontworpen voor de belasting van een directe blikseminslag. Als het beschermingsniveau van de type 1-afleider hoger is dan de doorslagvastheid van de te beschermen stroomafwaartse apparaten, moet een type 2-afleider stroomafwaarts worden aangesloten.
Klasse 2 = beveiliging op middenniveau
De afleiders zijn ontworpen voor overspanningsstromen die te verwachten zijn bij indirecte blikseminslagen.
Klasse 3 = secundaire beveiliging
Deze afleiders hebben het laagste stootstroomvermogen en beschermen gevoelige apparaten zoals pc's, tv's enzovoort.
Dit hangt ervan af of er een externe bliksembeveiligingsinstallatie aanwezig is en, zo ja, of de scheidingsafstand tussen de bliksembeveiligingsinstallatie en de PV-componenten al dan niet is aangehouden. Zie hiervoor de beschermingsvoorstellen in WPX029.
Naast de afleidertypen maakt DEHN ook onderscheid tussen Red/Line- en Yellow/Line-afleiders.
- Red/Line-afleiders omvatten alle typen voor het energiegedeelte van een fotovoltaïsch systeem.
- Yellow/Line-afleiders zijn bedoeld voor gebruik bij signalerings- en communicatieleidingen.
Nee. Overspanningsafleiders van DEHN kunnen bliksemstromen meerdere keren afvoeren. Dit is aangetoond door diverse laboratoriumtests en ook bevestigd door onze jarenlange ervaring in de praktijk.
U moet echter regelmatig controleren of de afleiders nog functioneren. Aan de hand van de groen-rode markering in het inspectievenster kunt u vaststellen of het apparaat functioneert of defect is.
- DC-spanningskabel:
Als de DC-kabel langer is dan 10 meter, moet een type 2-overspanningsafleider worden geïnstalleerd bij de aansluiting op de fotovoltaïsche modules. - Omvormer:
Installatie van type 2-overspanningsafleiders stroomopwaarts en stroomafwaarts van de omvormer. - Elektrische installatie van het gebouw:
Om de elektrische apparaten in het gebouw te beschermen, moet een type 1-overspanningsafleider worden geïnstalleerd in de netvoeding.
- Inverter:
Installation of Type 1 surge protective devices upstream and downstream of the inverter. - Electrical installation of the building:
To protect the electrical devices in the building, a Type 1 surge arrester should be installed in the power grid feed.
Om redenen van bliksembeveiliging is het niet nodig om de modulekaders in het aardingssysteem op te nemen. Alleen het montagesysteem hoeft hiervoor te worden opgenomen. Toch vereisen bepaalde moduletypen aarding; raadpleeg hiervoor de instructies van de modulefabrikant.
Bij het aarden van fotovoltaïsche installaties moeten bepaalde onderdelen worden geaard om persoonlijk letsel en schade aan de installatie te voorkomen. Dit zijn de essentiële onderdelen die moeten worden geaard:
- Kader van de zonnemodules:
Om redenen van bliksembeveiliging is het niet nodig om de modulekaders in het aardingssysteem op te nemen. Alleen het montagesysteem hoeft hiervoor te worden opgenomen. Toch vereisen bepaalde moduletypen aarding; raadpleeg hiervoor de instructies van de modulefabrikant. - Montagesysteem:
Het frame waarop de zonnemodules zijn gemonteerd, moet ook worden geaard, vooral als het van staal of aluminium is gemaakt. - Metalen kabelgoten en kabelbuizen:
Alle metalen onderdelen die met de bekabeling van de installatie zijn verbonden, moeten in de potentiaalvereffening worden opgenomen. - Behuizing van de omvormer:
Als de behuizing van de omvormer van metaal is gemaakt, moet deze ook worden geaard.
Aarding is wettelijk verplicht en moet worden uitgevoerd conform normen zoals IEC 60364-5-54 en IEC 62305-3.
Aarding wordt gebruikt om overtollige elektrische ladingen veilig af te voeren. Als een fotovoltaïsche installatie niet goed wordt geaard, kan dit leiden tot verschillende ernstige problemen:
- Elektrische schokken: er is een verhoogd risico op een elektrische schok.
- Brandgevaar: onvoldoende aarding kan tot brand leiden.
- Schade aan de installatie: de efficiëntie en prestaties van de fotovoltaïsche installatie kunnen worden aangetast, aangezien aarding ook helpt de installatie tegen overspanningen te beschermen.
- Elektromagnetische storingen: zonder aarding kunnen elektromagnetische storingen de werking van de installatie verstoren en de energieproductie verminderen.
Aarding is daarom een cruciaal veiligheidsaspect dat niet mag worden verwaarloosd.
Potentiaalvereffening is een belangrijke veiligheidsmaatregel voor fotovoltaïsche installaties die dient om spanningsverschillen tussen verschillende geleidende onderdelen van de installatie te compenseren.
- Voorkomen van elektrische schokken: potentiaalvereffening compenseert gevaarlijke spanningen tussen de onderdelen van de installatie, waardoor het risico op elektrische schokken afneemt.
- Bescherming tegen overspanningen: potentiaalvereffening helpt de installatie te beschermen tegen elektrische overspanningen die kunnen worden veroorzaakt door indirecte blikseminslagen of schakelhandelingen in het net.
- Minimalisering van branden en kortsluitingen: correcte potentiaalvereffening minimaliseert het risico op branden en kortsluitingen die kunnen worden veroorzaakt door ongelijke spanningen.
- Vermindering van elektromagnetische storingen: elektromagnetische storingen kunnen de prestaties van de installatie aantasten. Potentiaalvereffening helpt deze storingen te minimaliseren.
Het aarden van de omvormer van een fotovoltaïsche installatie is een belangrijke stap om de veiligheid van zowel de installatie als personen te waarborgen. De volgende stappen zijn nodig voor het aarden van een omvormer:
- Het juiste aardingssysteem selecteren:
Er moet een aardingssysteem worden gekozen dat voldoet aan normen zoals IEC 60364-5-54 en IEC 62305-3. - Verbinding met de hoofdaardrail:
De omvormer moet worden verbonden met de hoofdaardrail, die op zijn beurt is verbonden met de hoofdaardgeleider (funderingsaardelektrode). - Aansluiting van de beschermingsgeleider:
Er moet een beschermingsgeleider van de omvormer naar de hoofdaardrail worden gelegd om eventuele reststromen of overspanningen veilig naar de aarde af te voeren. - De installatie testen:
Na installatie van het aardingssysteem moet de installatie worden getest om te controleren of de aarding correct en conform de normen is uitgevoerd.
Voor het aarden van een fotovoltaïsche installatie worden over het algemeen kabels gebruikt die voldoen aan de normen en eisen voor elektrische installaties.
Kabeltype: Het wordt aanbevolen om kabels volgens IEC 62930 te gebruiken, die zijn gespecificeerd voor de bekabeling van fotovoltaïsche installaties.
Geleiderdoorsnede: De geleiderdoorsnede van de aardingskabel moet voldoende gedimensioneerd zijn om de verwachte stroom veilig te kunnen voeren. Voor het aarden van het montagesysteem van de fotovoltaïsche installatie wordt vaak een groen-gele bedradingskabel van 1 x 16 mm² gebruikt. Hierbij zijn er verschillen met betrekking tot de differentiatiecriteria:
- Gebouwen met PV-installaties, zonder externe bliksembeveiliging
- Gebouwen met PV-installaties, met externe bliksembeveiliging en voldoende scheidingsafstand
- Gebouwen met PV-installaties, met externe bliksembeveiliging, zonder voldoende scheidingsafstand
Het is belangrijk dat de kabels worden gekozen en geïnstalleerd conform de geldende voorschriften en normen zoals IEC 60364-5-54 en IEC 62305-3.
De diepte van de aarding voor een fotovoltaïsche installatie hangt af van de plaatselijke omstandigheden en moet garanderen dat deze vorstvrij is. Een installatiediepte van ten minste 0,5 m is vereist. Deze diepte zorgt ervoor dat het aardingssysteem tegen vorst is beschermd en zijn functie betrouwbaar kan vervullen. De installatiediepte moet zo worden gekozen dat de effecten van vorst, bodemdroogte en corrosie tot een minimum worden beperkt. Aardelektrodelengtes van 9 m zijn voordelig gebleken.
A cable cross-section that meets the safety requirements and standards is required for earthing a photovoltaic system. According to IEC 60364-5-54, the cross-section for earthing should be at least 6 mm² of copper. If the earthing also fulfils an overcurrent function, such as for lightning protection, a cable cross-section of at least 16 mm² is required.
- Photovoltaic modules, mounting system, cabling:
Air-termination systems are installed in such a way that these system components are located in the protected volume and a direct lightning strike to the system components is prevented. The cables of the lightning protection system must be laid at a distance from all parts of the photovoltaic system that prevents flashover (separation distance). This must be calculated precisely by a lightning protection specialist, for example.
- Mounting system:
The metal mounting system is connected to the main earthing busbar. In the case of extensive systems, the connection can also end at an equipotential bonding bar.
Important: A direct connection between the mounting system and the lightning protection system cables must be avoided at all costs.
Fotovoltaïsche modules, montagesysteem, bekabeling:
Bliksemafleidersystemen worden zo geïnstalleerd dat deze systeemcomponenten zich in het beschermde volume bevinden en een directe blikseminslag in de systeemcomponenten wordt voorkomen. De bliksemafleidersystemen zijn meerdere keren met de modules of het montagesysteem verbonden. Deze verbindingen moeten geschikt zijn voor deelbliksemstromen.- Moduleframe, montagesysteem:
De metalen onderdelen moeten qua materiaal en verbindingstechniek geschikt zijn voor het geleiden van deelbliksemstromen.
Welke andere onderwerpen zijn voor u interessant?
Selecteer ze en lees verder.
