ÓBUDAI EGYETEM NAPELEMES RENDSZEREK ÁRAMÜTÉS ELLENI VÉDELME Dr. NOVOTHNY FERENC (PhD) Óbudai Egyetem, Kandó Kálmán Villamosmérnöki Kar Villamosenergetikai intézet Budapest, Bécsi u. 96/b. H-1034 novothny.ferenc@kvk.uni-obuda.hu Napelemes rendszerek áramütés elleni védelme ÉBSZ Konferencia - 2012. szeptember 7. (Péntek) 1
Vonatkozó szabványok: MSZ HD 60364-4 - 41: 2007 Áramütés elleni védelem MSZ HD 60364-5 - 54: 2007 Földelők, védővezetők és egyenpotenciálra hozó vezetők MSZ HD 60364-7-712:2006 Napelemes (PV) energiaellátó rendszerek Problémák: 600 V-1000 V életveszélyes DC feszültség, A táplálás önműködő lekapcsolásával megvalósított védelmi mód alkalmazása az egyenáramú oldalon speciális intézkedéseket igényel, amelyek jelenleg megfontolás alatt állnak. Napelemes rendszerek áramütés elleni védelme ÉBSZ Konferencia - 2012. szeptember 7. (Péntek) 2
Alapvédelem (közvetlen érintés elleni védelem) Az MSZ HD 60364-7-712 szabvány evvel a kérdéssel külön nem foglalkozik, azaz az MSZ HD 60360-4-41 szabvány általános előírásait kell alapul venni. A gyakorlatban alkalmazott kettős szigetelésű villamos szerkezetek a problémát automatikusan megoldják! Hibavédelem (érintésvédelem) megoldásai: DC IT-rendszer; Kettős vagy megerősített szigetelés; Védőakadályok és az elérhető tartományon kívül helyezés Napelemes rendszerek áramütés elleni védelme ÉBSZ Konferencia - 2012. szeptember 7. (Péntek) 3
NAPELEMEK ÁRAMÜTÉS ELLENI VÉDELMÉRE ALKALMAZOTT MEGOLDÁSOK Kristályos napelemek A táplálás önműködő lekapcsolása védelmi mód Hibavédelem IT-rendszerrel Kettős vagy megerősített szigetelés védelmi mód Vékonyréteg napelemek A táplálás önműködő lekapcsolása védelmi mód Hibavédelem IT-rendszerrel (földeletlen pólusok esetében) Védőakadályok és az elérhető tartományon kívül helyezés védelmi mód (Az egyik pólus földelése esetében) Napelemes rendszerek áramütés elleni védelme ÉBSZ Konferencia - 2012. szeptember 7. (Péntek) 4
DC IT-rendszer; Napelemes rendszerek tervezése, létesítése és üzemeltetése Óbudai Egyetem - 2012. március 6. (Kedd) 5
MEGJEGYZÉSEK: DC IT-rendszer A NAPELEMET a napsütés kapcsolja be és ki!!! A PV oldalon a villamos szerkezeteket feszültség alatt állónak kell tekinteni! Az inverter mindkét oldalára leválasztó eszköz kell, ami az egyenáramú oldalon szakaszolókapcsoló. Földzárlat: az inverter leszabályoz, lekapcsol, jelzést ad A váltakozó áramú oldal hibavédelmére önműködő megszakításra alkalmas védelmi eszközt kell beépíteni, és ha ez ÁVK, akkor az B típusú legyen Napelemes rendszerek áramütés elleni védelme ÉBSZ Konferencia - 2012. szeptember 7. (Péntek) 6
KETTŐS VAGY MEGERŐSÍTETT SZIGETELÉS VÉDELMI MÓD! 412.1.2. A KETTŐS VAGY MEGERŐSÍTETT SZIGETELÉS VÉDELMI MÓD MINDEN ESETBEN ALKALMAZHATÓ, hacsak a 7.rész nem tartalmaz korlátozásokat Csak a teljesség kedvéért jegyzem meg, hogy a környezet elszigetelése, ill. a földeletlen egyenpotenciálra hozás védelmi módok alkalmazása a 7. rész szerint tilos! Napelemes rendszerek áramütés elleni védelme ÉBSZ Konferencia - 2012. szeptember 7. (Péntek) 7
Napelem tábla kettős szigetelésű kivezetése Napelemes rendszerek áramütés elleni védelme ÉBSZ Konferencia - 2012. szeptember 7. (Péntek) 8
kettős szigetelésű dugós toldó csatlakozó (stekker) Napelemes rendszerek áramütés elleni védelme ÉBSZ Konferencia - 2012. szeptember 7. (Péntek) 9
Kettős szigetelésű inverterek Napelemes rendszerek áramütés elleni védelme ÉBSZ Konferencia - 2012. szeptember 7. (Péntek) 10
2. KETTŐS VAGY MEGERŐSÍTETT SZIGETELÉS VÉDELMI MÓD! 412.1.3. Ha valahol kizárólag ezt a védelmi módot alkalmazzák (azaz az áramkör csak kettős vagy megerősített szigeteléssel rendelkező szerkezeteket tartalmaz) igazolni kell, hogy az áramkör normál üzemben szigorú felügyelet alatt lesz úgy, hogy ne történhessen olyan változás, amely lerontaná ennek a védelmi módnek a hatékonyságát. Napelemes rendszerek áramütés elleni védelme ÉBSZ Konferencia - 2012. szeptember 7. (Péntek) 11
2. KETTŐS VAGY MEGERŐSÍTETT SZIGETELÉS VÉDELMI MÓD! Ezt a védelmi módot nem szabad olyan áramkörökhöz alkalmazni, amelyek csatlakozó aljzatot tartalmaznak!!!!!!!!!!!!!!!!!!!, vagy amelyeknél az üzemeltető felhatalmazás nélkül is kicserélhet szerkezeteket. Napelemes rendszerek áramütés elleni védelme ÉBSZ Konferencia - 2012. szeptember 7. (Péntek) 12
VÉKONYRÉTEG NAPELEMEK K Napelemes rendszerek áramütés elleni védelme ÉBSZ Konferencia - 2012. szeptember 7. (Péntek) 13
VÉKONYRÉTEG NAPELEMEK K Napelemes rendszerek áramütés elleni védelme ÉBSZ Konferencia - 2012. szeptember 7. (Péntek) 14
VÉKONYRÉTEG NAPELEMEK Ha a pólusok földeletlenek: az áramütés elleni védelem módja megegyezhet a kristályos napelemeknél kialakítottakkal! Védelem a táplálás önműködő lekapcsolásával DC-IT rendszer Védelem kettős vagy megerősített szigeteléssel Napelemes rendszerek áramütés elleni védelme ÉBSZ Konferencia - 2012. szeptember 7. (Péntek) 15
VÉKONYRÉTEG NAPELEMES ERŐMŰVEK PÓLUSFÖLDELÉSSEL A pólus földelése többé nem teszi lehetővé az IT érintésvédelmi mód alkalmazását, mert az MSZ HD 60364-4-41 szabvány 411.6.1 pontja szerint Az ITrendszerekben az aktív részeket vagy el kell szigetelni a földtől, vagy egy elegendően nagy impedancián keresztül össze kell kötni a földdel. Napelemes rendszerek áramütés elleni védelme ÉBSZ Konferencia - 2012. szeptember 7. (Péntek) 16
VÉDŐAKADÁLYOK ÉS AZ ELÉRHETŐ TARTOMÁNYON KÍVÜL ELHELYEZÉS VÉDELMI MÓD! ALKALMAZÁS OKA: AKTÍV VEZETŐ FÖLDELÉSE! PV-modulsor negatív pólus földelése: Egyes vékonyréteg napelem moduloknál súlyos degradáció léphet fel. A fő probléma a TCO-réteg (Transparent Conductive Oxid), korróziója. PV-modulsor pozitív pólus földelése: A cella elülső felszínén kialakuló sztatikus feltöltődés nem tud levezetődni, hatására a modul hatásfoka csökken. Napelemes rendszerek áramütés elleni védelme ÉBSZ Konferencia - 2012. szeptember 7. (Péntek) 17
VÉDŐAKADÁLYOK ÉS AZ ELÉRHETŐ TARTOMÁNYON KÍVÜL ELHELYEZÉS VÉDELMI MÓD! MSZ HD 60364-4-41 B melléklet: Szakképzett vagy kioktatott személyek által ellenőrzött vagy felügyelt, hibavédelemmel ellátott vagy ANÉLKÜLI berendezésekben való használatra alkalmas védelmi mód! Azaz az erőmű területét el kell keríteni, vagy el kell zárni a szakképzetlen személyek elől, és oda szakképzetlen személyek csak szakképzett ill. kioktatott személyek felügyeletével léphetnek be. Napelemes rendszerek áramütés elleni védelme ÉBSZ Konferencia - 2012. szeptember 7. (Péntek) 18
VÉDŐAKADÁLYOK ÉS AZ ELÉRHETŐ TARTOMÁNYON KÍVÜL ELHELYEZÉS VÉDELMI MÓD! Amennyiben a napelemes erőmű területén minden vezetőképes részt leföldelünk, akkor csak egyetlen potenciál a földpotenciál érinthető, és a kialakítás megfelel a szabvány melléklet B3.1. követelményének is: A kézzel elérhető tartományon belül ne legyenek egyidejűleg érinthető, egymástól eltérő potenciálú részek. Napelemes rendszerek áramütés elleni védelme ÉBSZ Konferencia - 2012. szeptember 7. (Péntek) 19
VÉDŐAKADÁLYOK ÉS AZ ELÉRHETŐ TARTOMÁNYON KÍVÜL ELHELYEZÉS VÉDELMI MÓD! Az egyik pólus földelése esetén már az első szigeteléssérülés hatására az emberen veszélyes nagyságú áram folyhat. FONTOS a szigetelésmeghibásodás észlelése, jelzése olvadó biztosító beépítése sönt beépítése szigetelési ellenállásmérés földkapcsolat bontással mindkét pólus szigetelési ellenállás mérése Napelemes rendszerek áramütés elleni védelme ÉBSZ Konferencia - 2012. szeptember 7. (Péntek) 20
Napelemmodulsor negatív pólus földelése Napelemes rendszerek áramütés elleni védelme ÉBSZ Konferencia - 2012. szeptember 7. (Péntek) 21
Napelemmodulsor pozitív pólus földelése Napelemes rendszerek áramütés elleni védelme ÉBSZ Konferencia - 2012. szeptember 7. (Péntek) 22
KÖSZÖNÖM A FIGYELMET Napelemes rendszerek áramütés elleni védelme ÉBSZ Konferencia - 2012. szeptember 7. (Péntek) 23