Bescherming voor fotovoltaïsche systemen in grondopstelling
Zonneparken zijn een belangrijke pijler van de opwekking van hernieuwbare energie en genieten een toenemende vraag. Als u wilt investeren in een grondgebonden centrale of betrokken bent bij de planning en inkoop van een dergelijk project, hebt u duidelijke prioriteiten:
De beschikbaarheid van het systeem.
Het vermijden van onderhouds- of reparatiekosten.
Naast de energielevering aan klanten hangen ook de rentabiliteit van het zonnepark en mogelijk het voldoen aan aanbestedings- en subsidiecriteria af van een storingsvrije werking. Als integraal onderdeel van de mix van hernieuwbare energie moeten PV-centrales voldoen aan voorwaarden voor een stabiele netwerking, hebben ze vaak een levensduur van minstens 20 jaar en worden ze beoordeeld op hun jaarlijkse performance ratio – dat wil zeggen hun elektriciteitsopbrengst.
Elke storing brengt deze basisvereisten in gevaar. Bliksem- en overspanningsbeveiliging moet daarom al vanaf het begin van de planningsfase worden meegenomen. Als deskundige full-serviceprovider ondersteunen wij u met betrouwbare analyses en concepten, evenals met op maat gemaakte beschermingsoplossingen.
De eerste stap naar een PV-beveiligingsoplossing: de risicoanalyse
Door een risicoanalyse uit te voeren conform IEC 62305-2 zorgt u ervoor dat er een bliksembeveiligingsconcept wordt opgesteld dat voor alle betrokken partijen duidelijk is, technisch en economisch geoptimaliseerd is en de nodige bescherming biedt tegen beheersbare kosten. Wij helpen u graag. Als onderdeel van de uitgebreide DEHN Engineering Services kunt u de risicoanalyse voor uw systeem volledig in handen van onze experts leggen. U kunt de risicoanalyse ook snel en eenvoudig zelf uitvoeren met de DEHNrisk-applicatie.
De juiste bescherming voor elk systeemontwerp
Bij de planning en uitvoering van bliksem- en overspanningsbeveiligingsmaatregelen wordt onderscheid gemaakt tussen zonneparken met centrale omvormers en stringomvormers.
Vangsystemen worden gebruikt om het moduleveld van beide systeemtypen te beschermen tegen directe blikseminslag. De vangstaven worden vaak mechanisch bevestigd aan de metalen montageconstructies waarop de modules zijn gemonteerd. Het montageframe dient ook als afleiding en verbinding met het aardingssysteem. Vangsystemen worden ook gebruikt voor bedrijfsgebouwen en batterijopslagsystemen.
De volgende voorbeelden laten u zien hoe de beschermingsconcepten voor de twee systeemtypen in detail verschillen.
Beschermingsoplossing voor zonneparken met centrale omvormer
PV-systeemconcepten met centrale omvormers worden meestal opgebouwd met generatoraansluitkasten, zogenoemde DC-combinerkasten of DC-onderverdelers, in het veld en een centrale omvormer nabij het transformatorstation. De generatoraansluitkasten bevinden zich meestal op het montagesysteem van de zonnemodules, waar de betreffende strings worden verzameld en naar de centrale omvormer worden geleid.
Bij een directe blikseminslag in het vangsysteem of de metalen constructie van het draagframe fungeert deze uitgebreide DC-bekabeling als een vereffeningsleiding tussen het lokale aardpotentiaal van het moduleveld en het "verwijderde" equipotentiaaloppervlak van de invoedtransformator of centrale omvormer. Bliksemdeelstromen vloeien in de DC-bekabeling bij zowel relatief lage als hoge specifieke aardweerstand. Vanwege de te verwachten bliksemdeelstromen zijn naast de AC-zijde ook gecombineerde afleiders van type 1 + 2 vereist om de DC-systeemcomponenten te beschermen.
Beschermingsoplossing voor zonneparken met stringomvormer
In tegenstelling tot systemen met centrale omvormers vloeien bij systemen met decentrale stringomvormers bliksemdeelstromen op de AC-leidingen. Daarom moeten gecombineerde afleiders van type 1 + 2 worden geïnstalleerd aan de AC-zijde van de stringomvormers en de laagspanningszijde van de invoedtransformator.
Met een correct ontworpen aardingssysteem vormen de stringomvormers en het daarmee verbonden moduleveld een lokaal equipotentiaaloppervlak, zodat er geen bliksemstromen op de DC-bekabeling te verwachten zijn. Afleiders van type 2 (bijv. DEHNguard M YPV) zijn daarom voldoende aan de DC-zijde. De communicatie-interfaces worden eveneens uitgerust met geschikte overspanningsafleiders.
Veilig en normconform
Deze normen bieden specificaties en richtlijnen voor de bliksem- en overspanningsbeveiliging van fotovoltaïsche systemen:
- IEC 62305 voor bliksembeveiliging
- IEC TR 63227:2020 bevat specifieke beschermingsmaatregelen waarmee rekening moet worden gehouden bij de installatie van bliksem- en overspanningsbeveiligingssystemen
- IEC 60364-4-44 Sectie 443, IEC 60364-5-53 Sectie 534 en IEC 60364-7-712 behandelen de installatie van overspanningsbeveiligingsmaatregelen – zelfs als er geen extern bliksembeveiligingssysteem aanwezig is.
