Lyn- og overspændingsbeskyttelse af solcelleanlæg 12.03.2013 Energinet.dk Temadag 1
Agenda ved Energinet.dk Temadag 12.03.13 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. 63893210 AHM@desitek.dk 2012 DEHN + SÖHNE 2 / protected by ISO 16016 12.03.2013 Energinet.dk Temadag 2
DEHN: Nøgletal Internationale aktiviteter i mere end 70 lande 17 salgskontorer i Tyskland Aktiviteter i mere end 70 lande 3
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
DEHNs 3 hovedområder Overspændingsbeskyttelse Lynbeskyttelse og jording Sikkerhedsudstyr for el-arbejde 5
Lyn- og overspændingsbeskyttelse LYN 6
Solcellemodul ødelagt af direkte lynnedslag Kilde: Solarzentrum Oberland GmbH 7
Skader på inverters elektronik 8
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 2010 9
Lyn hyppighed på Jorden - (Målinger fra Livesience) Kilde: 10
Lyn hyppighed på Jorden (Målinger fra NASA) Kilde: 11
Lynbeskyttelses standard IEC 62305 Beskyttelse mod Lyn" IEC 62305 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
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
Forskel på direkte (1) og indirekte (2) overspændinger fra lynnedslag 45 TYPE 1 2 i [ka] 40 35 30 25 20 15 2 1 10 5 0 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 t [ms] 14
Video: Testen viser forskellen imellem energien af de 2 pulsformer 15
Lyn- og overspændingsbeskyttelse YDRE LYNBESKYTTELSE 16
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
Placering af lynafledere Separations afstand s radius af den rullende kugle afhængig af lynbeskyttelsesklasse Beskyttelsesvinkel lynindfanger stang Skyggelinje 15 18
Lynbeskyttelse på et tag med solceller Rullende kugles radius = r Kilde: alwitra GmbH & Co. 19
Fastgørelse af lynafleder på stativ - separation med afstandsholdere lavet i glasfiber Kilde: D. Salansky Luma Plus s.r.o (CZ) 20
Lyn- og overspændings- beskyttelse OVERSPÆNDINGSBESKYTTELSE (det samme som transientbeskyttelse, eller på engelsk SPD = Surge Protection Device) 21
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
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
Beskyttelseskoncepter for overvågningssystemer på solcellealægget Dataopsamling Overspændingsbeskyttelse af svagstrøm 24
DEHNguard M YPV SCI (FM) SPD Type 2 i Y-kobling med 3 varistorer normal tilstand + - = ~ Praktisk eksempel: 25
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
Eksempel på komponenter i DEHNguard M YPV SCI serien TYPE 2 27
DEHNguard M YPV SCI GJB til 8 parallelle strenge 28
Eksempel på solcelleanlæg uden ydre lynbeskyttelse 29
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
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
Publikation DS109 til alle interesserede 32
Tak for jeres opmærksomhed!!! Spørgsmål? 33