Ertragsreduzierende Ausfallzeiten von PV-Anlagen lassen sich nur mit dem Einsatz von Schutzvorkehrungen verhindern. Speziell für Photovoltaikanlagen bietet Weidmüller seinen Überspannungsschutz Varitector PU für 1000- und 1500-VDC-Applikationen an – ergänzt wird das Angebot durch Geräte für den jeweiligen AC-Netzanschluss. Dieser Überspannungsschutz ist primär für eine Installation in Generatoranschlusskästen vorgesehen und unterstützt vollständig die Schutzklassen I und II. Die Schutzgeräte erfüllen die aktuellen EN/IEC-Standards und entsprechen den UL- und EN-Normen für weltweite Anwendung.
Maximale Kurzschlussfestigkeit sichern die PV-Anlagen
Die Überspannungsschutzgeräte VPU PV verfügen über eine maximale Kurzschlussfestigkeit, d.h. PV-Anlagen mit vielen Solarpanels in einem String werden mit bis zu 11 kA des möglichen Kurzschlussstroms geschützt. Weitere Schutzelemente sind nicht nötig. VPU PV ist mit kompakten, steckbaren Ableitern ausgestattet, sie erlauben den werkzeuglosen, schnellen und kosteneffizienten Austausch – auch einzelner Ableiter. Installationsorte von PV-Anlagen befinden sich oft auch in Höhen bis 4000 m. Diese Schutzgeräte sind so ausgelegt, dass sie auch PV-Anlagen an diesen exponierten Orten zuverlässig schützen. Eine zusätzliche Risikobewertung in Richtung einer Leistungsminderung – üblich für Anlagen in diesen Höhen – ist nicht erforderlich.
Massgeschneiderter Schutz mit Varitector PU
Beim Einsatz von Überspannungsschutzkomponenten (Surge Protective Device = SPD) in Photovoltaikanlagen gibt es einige Besonderheiten zu beachten. Im Gegensatz zu Anwendungen von SPDs in Wechselspannungssystemen handelt es sich bei einer PV-Anlage um eine Gleichspannungsquelle mit spezifischen Eigenschaften. Beim Anlagenkonzept sind diese Eigenschaften zu berücksichtigen und die SPD Auswahl darauf abzustimmen.
An welcher Stelle einer PV-Anlage SPDs zum Einsatz kommen, hängt vorrangig von der Anlagenart, dem Anlagenkonzept und der räumlichen Ausdehnung ab. Es wird zunächst unterschieden zwischen Gebäudeanwendungen mit einer auf dem Dach montierten PV-Anlage (Gebäudeinstallation) sowie einer weitläufigen PV-Generatoranlage in der freien Fläche (Feldinstallation).
Gebäude- oder Feldinstallation bestimmen Einsatzort der SPDs
Bei der Gebäudeinstallation ist aufgrund kurzer Leitungslängen in der Regel nur der Schutz des DC-Eingangs zum Wechselrichter zu realisieren. Bei der Freiflächenanlage sind die SPDs sowohl im Generatoranschlusskasten zum Schutz der Solarmodule als auch am DC-Eingang zum Wechselrichter zum Schutz des Wechselrichters zu installieren. Sobald die Leitungswege zwischen PV-Generator und Wechselrichter länger als 10 m betragen, sind in der Nähe des PV-Generators sowie auch des Wechselrichters jeweils SPDs zu installieren.
Die Auswahl der zu verwendenden SPD-Typklasse ist abhängig von der Ausführung der Anlage – mit oder ohne äusseren Blitzschutz. Es kann ein Überspannungsschutz Typ II verwendet werden sofern der Trennungsabstand eingehalten wird – in der Regel zwischen 0,7 und 1 m. Wird der Abstand nicht eingehalten, so ist ein Überspannungsschutz Typ I für die DC-Verkabelung zu verwenden.
Für PV-Anlagen ohne externen Blitzschutz ist ein Überspannungsschutz Typ II für die DC-Verkabelung vorzusehen. Der Schutz der AC-Seite, d. h. Wechselrichterausgang und Netzeinspeisung, muss man dann standardmässig mit SPDs vom Typ II am Wechselrichterausgang und – bei einer Gebäudeinstallation mit äusserem Blitzschutz am Netzeinspeisepunkt – mit einem SPD-Typ-I-Ableiter versehen.
Optimale Sicherheit dank Y-Schaltung
Weidmüller verbaut in seinen Überspannungsschutzgeräten die sogenannte Y-Schaltung, die aus drei Varistoren besteht. Ihr Vorteil: bei einem Isolationsfehler liegen immer noch zwei Varistoren in Reihe, das verhindert eine Überlastung der SPDs und sorgt für grösstmögliche Sicherheit. Auf der Ineltec bietet sich eine sehr gute Gelegenheit, sich von den Weidmüller-Experten in Sachen elektrischer Verbindungstechnik, Übertragung und Wandlung von Energie, Signalen und Daten im industriellen Umfeld und in der Photovoltaik kompetent beraten zu lassen.
Varitector-Broschüre: 14_17.51.pdf
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