4. előadás Napelem külső

2014.09.30.

1

Magyar Mrnki Kamara ELEKTROTECHNIKAI TAGOZAT

Ktelez szakmai tovbbkpzs 2014

Villmvdelem

#4. Napelemes rendszerek villm- s

tlfeszltsg-vdelme I. Kls villmvdelem

2014. szeptember 30. 1 Villmvdelem

Napelemes rendszerek krosodsa

Villmvdelem 2

Folyamatos tzveszly a folyamatosan jelen lv DC ram miatt (ramgenertor)

Villmvdelem 3

http://www.mmkelektrotechnika.hu/tagozat.htm

2014.09.30.

2

Villm- s tlfeszltsg-vdelmi szabvnyok napelemes rendszerekhez

Villmvdelem 4

Kls villmvdelem: MSZ EN 62305-1,3,4:2011

MSZ EN 62305-2:2012

DIN EN 62305-3 Bbl 5 (VDE 0185-305-3 Bbl 5):2014-02

MSZ EN 50164-1,2,3,7:2009 (rv.: 2015.03-ig)

MSZ EN 62561-1,2,3,4,5,6,7:2012

DC oldali tlfeszltsg-vdelem:

MSZ EN 50539-11:2013

CLC/TS 50539-12:2013

AC oldali tlfeszltsg-vdelem:

MSZ EN 62305-4:2011

MSZ HD 60364-4-443:2007

MSZ HD 60364-5-534:2009

MSZ HD 60364-7-712:2006 2.

MSZ EN 61643-11:2002/A11:2007 (rv.: 2015.08-ig)

MSZ EN 61643-11:2013

CLS/TS 61643-12:2009 (IEC 61643-12:2008)

Villm- s tlfeszltsg-vdelmi szabvnyok napelemes rendszerekhez

Villmvdelem 5

Kls villmvdelem: MSZ EN 62305-1:2011 Villmvdelem. 1. rsz: ltalnos alapelvek

MSZ EN 62305-2:2012 Villmvdelem. 2. rsz: Kockzatkezels

MSZ EN 62305-3:2011 Villmvdelem. 3. rsz: ptmnyek fizikai krosodsa s letveszly

MSZ EN 62305-4:2011 Villmvdelem. 4. rsz: Villamos s elektronikus rendszerek ptmnyekben

DIN EN 62305-3 Supplement 5: Lightning and overvoltage protection for photovoltaic power supply systems

MSZ EN 50164-1:2009, Villmvdelmi berendezsek elemei (LPC), sszekt elemek kvetelmnyei, MSZ EN 50164-2:2009, A vezetk s a fldelk kvetelmnyei, MSZ EN 50164-3:2009, Az sszecsatol szikrakzk kvetelmnyei, (visszavonva: MSZ EN 50164-4:2009, Vezettartk kvetelmnyei, MSZ EN 50164-5:2009, A fldelk ellenrzsi akninak s a fldelk tmtseinek kvetelmnyei)

Villmvdelmi szabvny DIN EN 62305 (VDE 0185-305)

Villmvdelem 6

1. rsz ltalnos alapelvek

4. rsz Villamos s elektronikus rendszerek ptmnyekben

3. rsz ptmnyek fizikai krosodsa s letveszly

Beiblatt 1 (Mellklet) Kiegszt informcik a DIN EN 62305-3 alkalmazshoz

Beiblatt 2 (Mellklet) Kiegszt informcik klnleges ptmnyekhez

Beiblatt 3 (Mellklet) Kiegszt informcik villmvdelmi rendszerek fellvizsglathoz s karbantartshoz

2. rsz Kockzat- kezels

Beiblatt 1 (Mellkl.) Villmveszlyezte-ts Nmetorszg-ban

Beiblatt 2 (Mellkl.) Szmtsi segdlet a krkockzat becslsre ptmnyek esetben.

Beiblatt 5 (Mellklet) Villm s tlfeszltsg-vdelem fotovillamos ramellt rendszereknl

Beiblatt 4 (Mellklet) Fm tetk alkalmazsa villmvdelmi rendszerekben

Villmvdelem" DIN EN 62305 / VDE 0185-305

2014.09.30.

3

DIN EN 62305:3, 5. nemzeti mellklet

Villmvdelem 7

... A hatsgi elrsok alapjn az ptmnyeknl megelz tzvdelmi

intzkedsknt s/vagy szemlyvdelem rdekben gyakran

villmvdelem kiptsre van szksg. A villmvdelem kiptsre annak

rdekben is szksg lehet, hogy egy ptmnyben az rzkeny technikai

infrastruktrt megvdjk. A villmvdelem vd funkcijt a fotovillamos

energiaellt berendezs kiptse nem korltozhatja.

... Ha lehetsg van r, olyan villmvdelem kiptst kell elnyben

rszesteni, ami a szksges biztonsgi tvolsg betartsa mellett nincs

kzvetlen kapcsolatban a fotovillamos energiatermel berendezssel.

DIN EN 62305:3, 5. nemzeti mellklet

Villmvdelem 8

5.1 Kls villmvdelem

A villmvdelmi szabvny rtelmben DIN EN 62305-3 (VDE 0185-305-

3):2006-10 a fotovillamos ramellt rendszereket tetfelptmnyknt

lehetsg szerint szigetelt felfogrendszerrel kell vdeni a kzvetlen

villmcsapssal szemben.

A villmvdelem vd funkcijt a fotovillamos energiaellt berendezs

kiptse nem korltozhatja.

MEGJEGYZS Egy ptmny tetejn jonnan kialaktand fotovillamos

energiaellt rendszer megkvetelheti a meglv villamos

berendezs mdostst.

Grdl gmb sugr, hloszts, vdszg s a levezetk tipikus tvolsga

Villmvdelem 9

H : A felfogrd magassga a vonatkoztatsi szint felett

r : A grdl gmb sugara

: Vdszg H

r

Vdett tr

Vdszg eljrs Hl- oszts

(m)

I 20 5 x 5 10

II 30 10 x 10 10

III 45 15 x 15 15

IV 60 20 x 20 20 0 2 10 20 30 40 50 60

H(m)

80

70

60

50

40

30

20

10

0

I II III IV

A grdl gmb

sugara r (m)

Villm- vdelmi osztly

LPS

Levezetk

tipikus

tvolsga(m)

2014.09.30.

4

Felfogrd tervezse

Villmvdelem 10

Veszlyes

megkzelts

s

rnykvonal

15

Felfogrd

Vdszg

A grdl gmb belgsa kt felfogrd /-vezet kztt

Villmvdelem 11

Lit.: DIN EN 62306-3 (VDE 0185-305-3):2006-10; Abs. E.5.2.2.2

Grdl gmb sugr - r

p

d

vdend

objektum

p = belgs

r = grdl gmb sugara

d = kt felfogrd vagy kt prhuzamos felfogvezet

(hloszts)

d p = r - r- 2

Mintaplda szmtshoz lsd a Biztonsgos

villmvdelmi megoldsok szigetelt felfog-

berendezsekkel (DS 151) prospektust

Plda: tornaterem

Villmvdelem 12

r

2014.09.30.

5

rnykkpzds elmlete

Villmvdelem 13

Felfogrd

PV modul

Fnysugr

Felfogrd ltal okozott

rnykkpzds a PV modul

felletn

rnykkpzds

Villmvdelem 14

Besugrzs cskkensnek hatsa (pl. egy villmvdelmi felfogrd ltal)

egy fotovillamos modulra tbb paramtertl fgg.

Egy rszlegesen bernykolt szolrcella visszirny villamos

jelleggrbje, a bypass didk esetleges beptse a szolrmodulokba s

a PV modul illetve strang belltott munkapontja nagy kihatssal van a

rszlegesen bernykolt PV modulok zemi viszonyaira s

teljestmnyleadsra. Ezrt az rnykkpzdst a fotovillamos panel

felletn a lehet legkisebbre kell korltozni.

A fggelk: rnykkpzds

rnykkpzds

Villmvdelem 15

Magrnyk kialakulst a szolrcella vagy a PV modul felletn

mindenkppen el kell kerlni.

Magrnyknak azt a terletet nevezzk, ahov egyltaln nem jut

napsugrzs, teht teljesen stt marad. Az rnyk kls terlett

flrnyknak vagy diffz rnyknak nevezzk, ahol a napsugrzs rtke

kisebb, hiszen ezen a terleten a felfogrd illetve felfogvezetk csak

rszlegesen takarja el a napot.

A felfogrd illetve felfogvezetk geometriai mreteinek ismeretben a

hasonl hromszgek sszefggs alapjn kiszmthat egy minimlis

tvolsg, ami felett az rnykot ad test mgtt mr nem alakul ki

magrnyk.

A fggelk: rnykkpzds

2014.09.30.

6

rnykkpzds elmlete

Villmvdelem 16

Minimlis tvolsg a felfogrd illetve felfogvezetk s a

PV modul kztt a magrnyk megakadlyozsa rdekben

Pldaszmts: felfogrd 16 mm :

1,73 m = 108 0,016 m

Pldaszmts: felfogrd 10 mm :

1,08 m = 108 0,010 m

dF

aF

PV modul

Flrnyk

Magrnyk

Felfogrd

Szimblumok:

aF = Felfogrd PV modul kztti tv.

dF = Felfogrd tmrje

aF [m] = 108 dF [m]

rnykkpzds elmlete

Villmvdelem 17

Magrnyk hatra

December

Nap jrsa

8:00 16:00

12:00

Felfogrd

rnykkpzds elmlete

Villmvdelem 18

Magrnyk hatra

JNIUS

Nap jrsa

8:00

12:00

5:00

16:00

20:00

Felfogrd

2014.09.30.

7

rnykkpzds elmlete

Villmvdelem 19

Magrnyk = 1,08 m

s biztonsgi tvolsg

rnykvonal

19

Felfogrd modul kztti tvolsg = magrnyk cos

1,08 m cos 19 = 1,067 m 1,07 m

s tvolsgra marad: 1,33 m 1,07 m = 0,26 m (elegend???)

rnykkpzds elmlete

Villmvdelem 20

Magrnyk okozta problmk

Cellakrosods Hot Spotok kvetkeztben

> 25 K

s biztonsgi tvolsg PV-modulok esetben

Villmvdelem 21

s

s

2014.09.30.

8

s biztonsgi tvolsg szerelsi hiba

Villmvdelem 22


Villmvdelem 23


Villmvdelem 24

Biztonsgi tvolsg nincs betartva!

PV llvny a villmvdelmi hlra lett rptve!

2014.09.30.

9


Villmvdelem 25

s biztonsgi tvolsg szmtsa

Villmvdelem 26

ki fgg a kivlasztott LPS villmvdelmi osztlytl (lsd a 10. tblzatot);

kc fgg a villmramtl, ami a levezetben folyik (lsd a 11. tblzatot);

km fgg a villamos szigetelanyagtl (lsd a 12. tblzatot);

l hossz a felfog-levezet egyttes mentn mterben, amit a veszlyes megkzeltsi tvolsg szmtsnak helytl kell meghatrozni a potencilkiegyenlts legkzelebbi pontjig.

A villamos elszigetels egyrszrl a felfog elrendezs vagy levezet msrszrl az ptett fm installcik s az ptmny bels rendszerei kztt megvalsthat a d tvolsg kialaktsval, ami nagyobb az s megkzeltsi tvolsgnl:

kc s = ki l km

s biztonsgi tvolsg szmtsa

Villmvdelem 27

s1 Attika s3

PV-Modul

l1

Rszlet s2

s2: km = 1 (leveg)

s3: km = 0,5

(szilrd anyag)

s3

s2

c

c

h=l2

2014.09.30.

10

Fldre teleptett napelemes rendszerek

Villmvdelem 28

Kls villmvdelem megoldsi lehetsgek

Fggetlen felfogoszlopok alkalmazsa (elvi lehetsg)

Felfogrudak oldals, szigetelt (GFK) kitmasztssal

Tartszerkezetre rgztett felfogelrendezs

Felfog oszlopok


Villmvdelem 29

Nem elszigetelt felfogrendszer Elszigetelt felfogrendszer

vegszlersts szigetelrd


Villmvdelem 30

Egysoros modultart llvny Ktsoros modultart llvny

Fldels: A lettt vagy becsavart tartoszlopok, amelyek megfelelnek a villmvdelmi szabvny

kvetelmnyeinek felhasznlhatk a fldelsi rendszer rszeknt. (A tp. fldel min. hossza: 2,5 m)

felfog

villmram-

vezetkpes

csatlakozsok

villmram-

vezetkpes

csatlakozsok

felfog lettt tartoszlop becsavart tartoszlop

Forrs: DEHN+SHNE Blitzplaner Forrs: DEHN+SHNE Blitzplaner

2014.09.30.

11


Villmvdelem 31

Hlszer fldelrendszer (pl. 20 m x 20 m)

segtsgvel ltalban igen alacsony ered fldelsi

ellenlls rhet el.

A kis ered ellenlls fldelrendszer

alapveten fontos a sikeres tlfeszltsg-vdelem

kialaktshoz.

A teljes rendszer ered fldelsi ellenllsa

Potencilkiegyenlts, zemi cl fldels

Villmvdelem 32

Nemzetkzi napelemes elrsok

CLC/TS 50539-12: 10:2013

DIN EN 62305-3 Supplement

5

.


Villmvdelem 33

a.) Nincs kls villmvdelem

1. Ebben az esetben, mivel a vizsglt ptmnyen nincs kls villmvdelem a villmvdelmi potencilkiegyenlts kvetelmnyeit nem kell vizsglni. 2. A napelemes rendszerek DC krben (plusfldeletlen rendszer esetben) hibavdelmi mdknt ketts szigetelst alkalmazunk. Ebbl az kvetkezik, hogy ilyen esetben az ramts elleni vdelemknt a napelem tartszerkezett mr nem kell a vd egyenpotencil hlzatba bevonni, hiszen a ketts szigetels elegend vdelmi intzkeds. 3. Bizonyos napelem tpusok s inverterek esetben a napelem fm tartszerkezett zemi cl fldelssel kell elltni. A gyakorlatban, mivel a legtbb kis teljestmny inverter transzformtor nlkli kivitel, ezrt az inverter AC s DC oldala nincs galvanikusan elvlasztva. Ennek kvetkeztben a DC oldalon vltakoz feszltsghullm szuperponldik a DC ramra, ami induktv s kapacitv ton a DC vezetk krnyezetben lv fm szerkezetekben feszltsget indukl. Az inverter szigetels-felgyeleti funkcija miatt a tartszerkezetet zemi cl fldelssel kell elltni.

2014.09.30.

12


Villmvdelem 34


Meg kell azonban jegyezni, hogy abban az esetben, ha az inverter a napelemtblk kzelben, esetleg a napelem tartszerkezetre, a napelem htoldalnl kerl elhelyezsre, akkor az inverter AC oldala kzvetlen kzelsgbe, egyidejleg megrinthet tvolsgra kerl a napelem tartszerkezetvel. Ilyen esetben a napelem fm tartszerkezetnek rintsvdelmi, un. vd egyenpotencilra hozsa nem lehetsg, hanem ktelezettsg! Ebben az esetben a napelem tartszerkezett a helyi EPH snnel sszekt vezett kiegszt vd egyenpotencil vezetnek hvjuk annak ellenre, hogy esetleg zemi cl fldelvezetknt is funkcionl.

A napelem tartszerkezett a helyi kiegszt EPH snnel sszekt zemi cl fldelvezetnek, s az egyes modulsorokat sszekt vezetnek a keresztmetszete legyen min. 6 mm2 rz esetben vagy ezzel egyenrtk alumnium vagy acl hasznlata esetben


Villmvdelem 35


Forrs: DEHN+SHNE Blitzplaner


Villmvdelem 36

b.) Van kls villmvdelem, s tvolsg be van tartva

Abban az esetben, ha a napelemes rendszer olyan ltestmnyen tallhat, amelyen kls villmvdelmi rendszer van kialaktva, akkor az rintsvdelmi s zemi cl fldelsi szempontokon kvl a villmvdelmi potencilkiegyenlts szempontjait is figyelembe kell venni, s olyan vezetkeresztmetszeteket kell vlasztani, amelyek a szigorbb kvetelmnyeknek is megfelelnek. Abban az esetben, ha a kls villmvdelem s a napelem fmes szerkezetei kztt az s tvolsg mindentt be van tartva, abban az esetben a villmvdelmi kvetelmnyek miatt ktelez a napelem tartszerkezeteit bektni a helyi EPH, potencilkiegyenlt snbe. Az egyes modulsorokat egymssal is ssze kell ktni. A napelem tartszerkezett a helyi kiegszt EPH snnel sszekt vezetnek, s az egyes modulsorokat sszekt vezetnek a keresztmetszete legyen min. 6 mm2 rz esetben vagy ezzel egyenrtk alumnium vagy acl hasznlata esetben.

2014.09.30.

13


Villmvdelem 37

b.) Van kls villmvdelem, s tvolsg be van tartva

16 mm2 Cu


A klnbz EPH-sneket vagy az EPH-sneket s a fldelrendszert sszekt vezetk legkisebb mretei

Villmvdelem 38

Villmvdelmi fokozat Anyag

Keresztmetszet mm2

IIV

Rz 16

Alumnium 25

Acl 50

A klnbz EPH sneket vagy az EPH sneket s a fldelrendszert sszekt vezetk legkisebb mretei.

Villmvdelmi fokozat Anyag

Keresztmetszet mm2

IIV

Rz 6

Alumnium 10

Acl 16

A bels fmszerkezeteket az EPH snnel sszekt vezetk legkisebb mretei.


Villmvdelem 39

c.) Van kls villmvdelem, s tvolsg nincs betartva

Abban az esetben, ha a kls villmvdelem s a napelem fmes szerkezetei kztt az s tvolsg nincs betartva, abban az esetben a villmvdelmi kvetelmnyek miatt a napelem tartszerkezeteit tbb helyen ssze kell ktni a kls villmvdelem felfog- s levezetivel, valamint a helyi EPH, potencilkiegyenlt snbe is be kell ktni, tovbb az egyes modulsorokat egymssal is ssze kell ktni. A napelem tartszerkezett a helyi kiegszt EPH snnel sszekt vezetnek, s az egyes modulsorokat a kls villmvdelemmel sszekt vezetnek a keresztmetszete rz esetn min. 16 mm2, alumnium esetn min. 25 mm2 mg acl hasznlata esetben min. 50 mm2 kell legyen. A tartszerkezetre vonatkozan a villmvdelmi szabvny, az MSZ EN 62305-3:2011 termszetes levezetkre vonatkoz elrsait kell betartani, azaz a tartszerkezet egyes elemeinek villamosan folytonosnak kell lennie, gy hogy az villm-rszram vezetsre alkalmas legyen.

2014.09.30.

14


Villmvdelem 40

c.) Van kls villmvdelem, s tvolsg nincs betartva

16 mm2 Cu



Villmvdelem 41

712.54 Vd egyenpotencilra hoz vezetk alkalmazsa esetn, azokat az egyenram s vltakoz ram kbelekkel, vezetkekkel s szerelvnyekkel prhuzamosan s amennyire lehet, azokhoz kzel kell elhelyezni. 712.444.4.4 A villm ltal induklt feszltsgek minimalizlsa rdekben a vezethurkok terlett a lehet legkisebbre kell cskkenteni.

MSZ HD 60364-7-712:2006

Magyar Mrnki Kamara ELEKTROTECHNIKAI TAGOZAT

Ktelez szakmai tovbbkpzs 2014

Ksznm a figyelmet!

Dr. Kovcs Kroly

+36 30 8242476

[email protected]

www.dehn.hu

2014. szeptember 30. 42 Villmvdelem
http://www.mmkelektrotechnika.hu/tagozat.htmmailto:[email protected]:[email protected]:[email protected]:[email protected]

Documents

4. előadás Napelem külső