Lyn- og overspændingsbeskyttelse af solcelleanlæg

Transkript

1 Lyn- og overspændingsbeskyttelse af solcelleanlæg Energinet.dk Temadag 1

2 Agenda ved Energinet.dk Temadag Kort præsention af tyske DEHN+Söhne GmbH og deres danske afdeling DESITEK A/S Lynskader på solceller og invertere Ydre lynbeskyttelse og design samt eksempler Overspændingsbeskyttelse af solcelleanlæg Eksempler på anvendelse og integration Allan Hvistendal Madsen DESITEK A/S, tlf DEHN + SÖHNE 2 / protected by ISO Energinet.dk Temadag 2

3 DEHN: Nøgletal Internationale aktiviteter i mere end 70 lande 17 salgskontorer i Tyskland Aktiviteter i mere end 70 lande 3

4 DEHN: Nøgletal 15 underafdelinger fordelt rundt i verden I samarbejde med en række internationale leverandører tilbyder DESITEK A/S produkter og support inden for nedenstående områder: Lyn- og overspændingsbeskyttelse Sikkerhedsudstyr Kabeltilbehør Afledere til højspænding Måleinstrumenter UPS-anlæg og strømforsyninger 4

5 DEHNs 3 hovedområder Overspændingsbeskyttelse Lynbeskyttelse og jording Sikkerhedsudstyr for el-arbejde 5

6 Lyn- og overspændingsbeskyttelse LYN 6

7 Solcellemodul ødelagt af direkte lynnedslag Kilde: Solarzentrum Oberland GmbH 7

8 Skader på inverters elektronik 8

9 Statistisk fordeling af skader på solcelleanlæg Sne 14% Storm 9% Tekniske fejl 6% Skadedyr (gnavere) 3% Hærværk 3% Menneskelige fejl 3% Tyveri 2% Brand 2% Diverse 32% Lyn- og overspændingsskader 26% Kilde: Mannheimer Versicherung

10 Lyn hyppighed på Jorden - (Målinger fra Livesience) Kilde: 10

11 Lyn hyppighed på Jorden (Målinger fra NASA) Kilde: 11

12 Lynbeskyttelses standard IEC Beskyttelse mod Lyn" IEC Del 1 Generalle principper Del 2 Risiko analyse Del 3 Fysiske skader på materiel og mennesker Del 4 Elektriske og elektroniske systemer i anlæg 12

13 Forskellige årsager til overspændinger Direkte lynnedslag (LEMP) Galvanisk kobling Induktiv / kapacitiv kobling Indirekte lynnedslag Ledende partial lynstrømme Induktive / kapacitive koblinger M Elektrisk kobling (SEMP) Start og stop af motorer og transformere Jord fejl / kortslutning Sikrings udkobling / koblinger 13

14 Forskel på direkte (1) og indirekte (2) overspændinger fra lynnedslag 45 TYPE 1 2 i [ka] t [ms] 14

15 Video: Testen viser forskellen imellem energien af de 2 pulsformer 15

16 Lyn- og overspændingsbeskyttelse YDRE LYNBESKYTTELSE 16

17 Ydre lynbeskyttelse Kuglemetoden brugt på design af lynafledersystem på bygning med solcelleanlæg GJB GJB = generator junction box SEB = service entrance box MEB = main earthing busbar 230 / 400 V SEB MEB 17

18 Placering af lynafledere Separations afstand s radius af den rullende kugle afhængig af lynbeskyttelsesklasse Beskyttelsesvinkel lynindfanger stang Skyggelinje 15 18

19 Lynbeskyttelse på et tag med solceller Rullende kugles radius = r Kilde: alwitra GmbH & Co. 19

20 Fastgørelse af lynafleder på stativ - separation med afstandsholdere lavet i glasfiber Kilde: D. Salansky Luma Plus s.r.o (CZ) 20

21 Lyn- og overspændings- beskyttelse OVERSPÆNDINGSBESKYTTELSE (det samme som transientbeskyttelse, eller på engelsk SPD = Surge Protection Device) 21

22 Beskyttelse af strømforsyningen i solcelleanlæg med isoleret lynafleder system 3 Type 2 SPD, som f.eks. DEHNguard M YPV SCI... 2 Type 2 SPD, som f.eks. DEHNguard M TT GJB 3 1 Type 1 SPD, som f.eks. DEHNventil eller DEHNshield 1 2 SEB MEB GJB = generator junction box SEB = service entrance box MEB = main earthing busbar 22

23 Overspændingsbeskyttelses-koncept for solcelle park med ikke-isoleret lynafleder Solceller med lynafleder inverter-building Generator junction box (GJB) med supplerende SPD Type 2. Må bruges her, da der sidder en Type 1 foran inverters DC-indgang fundaments jordelectrode F.eks. DEHNventil M Type 1 DV M TNC 255 FM F.eks. DEHNlimit Type 1 DLM PV 1000 F.eks. DEHNguard M Type 2 DG M YPV SCI 1000 (FM) 23

24 Beskyttelseskoncepter for overvågningssystemer på solcellealægget Dataopsamling Overspændingsbeskyttelse af svagstrøm 24

25 DEHNguard M YPV SCI (FM) SPD Type 2 i Y-kobling med 3 varistorer normal tilstand + - = ~ Praktisk eksempel: 25

26 DEHNguard M YPV SCI (FM) SPD Type 2 i Y-kobling med 3 varistorer ved overbelastning + - = ~ Fordele: Afprøvet fejlresistent Y-kredsløb forhindrer skader på SPD i tilfælde af isolationsfejl i solcellekredsløbet Sikker udskiftning af SPD modulerne uden lysbue udvikling pga. integreret DC sikring Kombineret afbrydelses- og korslutnings-anordning med sikker elektrisk isolation i beskyttelsesmodulet forhindrer brandskader pga. DC lysbuer ved afbrydelse af kredsen Kan bruges uden traditionel forsikring i alle typer af socelleanlæg pga. den integrerede sikring 26

27 Eksempel på komponenter i DEHNguard M YPV SCI serien TYPE 2 27

28 DEHNguard M YPV SCI GJB til 8 parallelle strenge 28

29 Eksempel på solcelleanlæg uden ydre lynbeskyttelse 29

30 Eksempel på solcelleanlæg uden ydre lynbeskyttelse Forslag til komponentliste Hvis afstanden imellem 2 og 3 er under 10 meter, er det kun nødvendigt at montere SPD Type 2 (DG M T..) i hovedtavlen, der udover husets øvrige installationer også vil beskytte inverterens AC-udgang. Ved 1 monteres SPD Type 2 (DG M YPV SCI ) foran hver MPP Tracker DC-indgang. Ved 5 laves potentialeudligningsforbindelse imellem paneler til hovedudligningsskinne med min. 6mm² ledning. 30

31 Integration af overspændingsbeskyttelse på inverterens DC input 3 parallelle strenge på én MPPT beskyttet i vores eget solcelleanlæg 2 separate MPPT beskyttet i en Sunny Tripower 31

32 Publikation DS109 til alle interesserede 32

33 Tak for jeres opmærksomhed!!! Spørgsmål? 33