Keten van PV-veiligheid

Een ketting is zo sterk als de zwakste schakel. In een veiligheidsketen telt elk potentieel gevaar. Wanneer één van de onderdelen in de keten niet of gebrekkig functioneert, zal dit invloed hebben op de veiligheid.

Een veiligheidsniveau is hoog als er geen potentiële oorzaken van gevaar zijn. Daarnaast kan een veiligheidsniveau ook ‘voldoende’ zijn als er ‘voldoende’ beschermende maatregelen zijn tegen potentiële oorzaken van gevaar. Veiligheid blijft altijd een relatief begrip omdat niets onder alle omstandigheden veilig is.

Een PV-installatie kent potentiële oorzaken van gevaar. De energie die opgewekt wordt door de zon is dermate hoog waardoor vlambogen desastreuze gevolgen kunnen hebben. De ‘Keten van PV-veiligheid’ vertegenwoordigt de vijf aandachtsgebieden in de veiligheid van zonnestroominstallaties.

Het onderscheid tussen ‘PV-installatie’ en ‘elektrische installatie’ zou eigenlijk moeten vervallen. Een PV-installatie is immers een elektrische installatie en deze valt in zijn geheel onder de NEN 1010 normering.

Het ontwerp van de PV-installatie

Belangrijke besluiten over de kwaliteit van de toekomstige installatie

Tijdens het ontwerp van een PV-installatie worden belangrijke besluiten genomen over de kwaliteit van de toekomstige installatie. Hierin is de bouwregelgeving van belang. Deze zijn vertaald in normen zoals de NEN 1010 en de normen betreffende brandveiligheid.

Voor wat betreft de elektrische veiligheid is de keuze van materiaal, aardingsmethoden en kabeltracé van belang. Het aanleggen van de DC-stringkabels in een geschikte draadgoot maakt de werkzaamheden bij aanleg efficiënter en verhoogt het veiligheidsniveau.

Juiste berekening van de leidingdoorsnede van de voedingsleiding kan onbedoeld energieverlies en uitschakelen van de omvormer door spanningsopdrijving voorkomen.

Metingen van circuit-impedanties en aarding als nulmeting kunnen veel nuttige informatie opleveren voor het ontwerp van de installatie als uitbreiding op een bestaand systeem. In bestaande systemen zal al bij het ontwerp aandacht moeten zijn voor de verdeelinrichting en de geschiktheid voor uitbreiding.

De aanleg van de PV-installatie

Het gebruik van de juiste materialen en gereedschappen

In veel gevallen produceert de PV-installatie een behoorlijk elektrisch vermogen wat uitstijgt boven het vermogen van een standaard woonhuis. Dit stelt eisen aan de vakkennis van de elektrotechnische installateur voor zowel het DC als het AC gedeelte. Tijdens de aanleg zullen de juiste materialen en gereedschappen moeten worden gebruikt. Een voorbeeld hiervan zijn de connectoren, deze moeten compatibel zijn en met de juiste gereedschappen worden gemonteerd.

Het aanleggen van extra groepen is het werk van de elektrotechnisch vakman die kan inschatten of een bestaande verdeelinrichting voldoet of vervangen moet worden.

Het opleveren van de PV-installatie

Inspectiemetingen als onderdeel van de oplevering

Zoals elke elektrische installatie behoort een PV-installatie opgeleverd te worden conform de geldende NEN 1010 norm. In deel 6 van deze norm staat de inspectie, inclusief metingen beschreven. Daarnaast staan de extra’s voor PV-installaties omschreven in deel 712 van deze norm. Specifiek voor de PV-installatie is er daarnaast de verwijzing in NEN 1010 naar de NEN-EN 62446 norm. Deze norm beschrijft naast de documentatie en het testen bij oplevering ook het onderhoud.

Een belangrijke schakel in de veiligheid is de gebruiker of beheerder van de PV-installatie. Deze gebruiker van de zonnestroominstallatie zal geïnstrueerd moeten worden om adequaat te reageren op foutmeldingen van de omvormer. Als de omvormer een isolatiefout aangeeft, en dus in storing staat, zal de gebruiker een vakman moeten waarschuwen voor het vinden en oplossen van de fout. De ‘eerste fout’ zal mogelijk nog geen schade opleveren maar als er een tweede fout optreedt kan dit leiden tot vlambogen. Ook wanneer de omvormer is uitgeschakeld.

Ook bij toepassing van micro-omvormers zal een foutmelding moeten worden gesignaleerd en adequaat worden opgevolgd om erger te voorkomen.

Voor metingen bij oplevering van de elektrische installatie gebruikt de erkende installateur een installatietester. Gemeten wordt op isolatieweerstand, aarding, circuit-impedanties en het correct functioneren van de aardlekschakelaar. Daarnaast zal voor het gelijkspanningsdeel een PV-tester gebruikt moeten worden. Deze PV-tester is geschikt voor de hoge gelijkspanningen aan de DC zijde van de installatie.

InstallQ is de erkenningsregeling voor installateurs en aan deze installateurs is het zegelrecht toegekend. Sommige verzekeringsmaatschappijen verlangen een inspectie conform SCIOS Scope 12.

Onderhoud van de PV-installatie

Schoonmaken en eventueel tijdig vervangen van de omvormer

Hoewel fabrikanten op omvormer en panelen garanties afgeven van soms meer dan tien jaar zal op de installatie deze garantie niet gelden. Onderhoud staat los van de garantie, net zoals dat geldt voor een auto met zeven jaar garantie.

Periodieke inspectie, schoonmaken en eventueel tijdig vervangen van de omvormer hoort bij het in bedrijf hebben van een kleine energiecentrale.

Mocht er een storing zijn dan is het snel oplossen van de storing een must voor de veiligheid en het rendement. Als de omvormer een storing waarneemt, zal een correct ingestelde omvormer uitschakelen en is er geen productie. Snel vinden van de fout, bijvoorbeeld een isolatiefout, kan desastreuze gevolgen voorkomen.

Een van de weinige meetinstrumenten voor het snel vinden van isolatiefouten en onderbrekingen is de EmaZys Z200. Dit is een intelligent testinstrument wat via algoritmes de PV-string beoordeelt en de plaats van een mogelijke fout aanwijst. Hiermee is het mogelijke een overgangsweerstand te identificeren, mogelijk veroorzaakt door slechte connectoren.

Periodieke controle van de PV-installatie

Visueel als door middel van inspectiemeting

Tijdens een periodieke controle wordt het PV-systeem zowel visueel als door meting gecontroleerd op veiligheid. Ook invloeden op het rendement kunnen onderdeel zijn van deze inspectie.

Naast de panelen en PV-bekabeling verdient de aarding van de PV-installatie bijzondere aandacht. Door corrosie of andere invloeden kan deze aardverbinding beschadigd of zelfs onderbroken zijn. En juist deze aardverbinding is één van de elementaire schakels in de Keten van PV-Veiligheid.

De risico’s van PV-installaties

Onderstaand schema geeft een opsomming van risico’s die van invloed kunnen zijn op de kwaliteit van PV-installaties. Uiteraard is deze opsomming niet compleet, het gevaar zit mogelijk zoals vaker in het onbekende.

PV-paneelPV-connectorPV-bekabelingVerdeelinrichting huisinstalaltie
PV-panelenConnectorenBekabelingOmvormerAC-installatie
Bevestiging
Aarden
Compatibiliteit
Strippen, krimpen
Vastzetten (PE)
Bevestiging
Draadgoot, buis
Doorvoeringen
Instellingen
Aarding
Foutdetectie
Alarmering
Impedanties
Aardlekbeveiliging
Verdeelinrichting

Vlambogen

Degenen die weleens de plus en min van een PV-installatie tegen elkaar heeft aangehouden, al dan niet per ongeluk, is het waarschijnlijk duidelijk: dit is een serieuze energiebron die een respectabele vlamboog kan ontketenen. Dergelijke gelijkstroom-vlambogen kunnen de oorzaak zijn van een brand.

Omvormers zijn als het goed is voorzien van een functionerende isolatieweerstandmeting en een isolatiebewaking. In geval van een fout schakelt de omvormer uit en loopt er geen stroom meer. Deze beide beveiligingen functioneren het beste als de installatie correct verbonden is met aarde. Dus draagconstructie en draadgoten dienen deugdelijk verbonden te zijn met aarde.

Hoewel het systeem stroomlijn is door uitschakeling van de omvormer, er staat nog steeds een hoge gelijkspanning op het systeem. Een tweede fout kan dan een vlamboog veroorzaken.

De urgentie is om bij de eerste melding de isolatiefout te vinden en te verhelpen. In enkele gevallen kan de isolatiefout gevonden worden door het meten van de verhouding van de spanningen ten opzichte van aarde. Het vinden van de plaats van een isolatiefout is vaak lastig of tijdrovend zijn. De EmaZys Z200 heeft een meetfunctie met een algoritme die de plaats van de fout aanwijst. Daarnaast heeft het instrument een monitoringfunctie voor het opsporen van fouten die slechts op bepaalde momenten van de dag voorkomen.

Serieweerstand

Een serieweerstand kan bijvoorbeeld de overgangsweerstand van een slechte connector zijn. Door de weerstand wordt de connector warm. Dit kan leiden tot een aardfout en daarmee een vlamboog tot gevolg hebben. Ook de warmteontwikkeling door overgangsweerstand kan direct leiden tot een brand, zeker wanneer de connector op een houten ondergrond ligt kan er door zelfontbranding brand ontstaan.

Meten aan PV-installaties

De EmaZys Z200 is een uitstekend meetinstrument voor het analyseren van de serieweerstand bij PV-installaties. De analyzer is hét hulpmiddel voor SMART testen van zonnepanelen, connectoren en de bekabeling.

Bekijk dit meetinstrument

Aarding

Aarding is van belang voor het goed functioneren van de beveiliging in de omvormer. De aardverbinding moet deugdelijk en corrosiebestendig zijn aangebracht. Bij periodieke inspectie is deze verbinding een van de meest belangrijke aandachtspunten.

Deze meting moet uitgevoerd worden conform de EN 62446 met een meetstroom van 200 mA. Hiervoor is bijvoorbeeld een losse Rlo tester, een installatietester of een PV-tester (met Rlo bereik) een geschikt instrument. Voorbeelden hiervan zijn de C.A 6011 als losse Rlo tester of de EurotestPV installatietesters.

Verdeelinrichting

Bij het aansluiten van een PV-systeem op een bestaande installatie is het vaak de vraag of de bestaande groepenkast of verdeelinrichting geschikt is voor de uitbreiding.

Voor verdeelinrichtingen geldt de norm EN 61439. Standaard systemen hebben een type goedkeuring, maar bij uitbreiding worden vaak andere componenten gebruikt dan genoemd in deze goedkeuring. De installateur wordt daarmee totaal verantwoordelijk voor de verdeelinrichting en moet kunnen aantonen dat bijvoorbeeld de temperatuurhuishouding in de verdeler in orde is. Bij uitbreiding van verdelers boven 250 Ampère zal ook een hoogspanningstest moeten worden uitgevoerd.

Vakmanschap in de meterkast is daarmee een vereiste voor een deugdelijke installatie. Een erkend installateur heeft het zegelrecht waarmee hij veilig de werkzaamheden in de meterkast kan uitvoeren.

Contact

Contact

Heb je vragen of opmerkingen? Neem contact met ons op via onderstaand formulier.

Geef een reactie

Het e-mailadres wordt niet gepubliceerd. Vereiste velden zijn gemarkeerd met *