meterkast
Meterkast, het begin van elke technische installatie

Brandmeldinstallatie en onderhoud

PV-installatie ontwerp en montage; enkele valkuilen

PV-installaties worden in rap tempo aangebracht en aangesloten op het reguliere net. Dat vindt zowel plaats met relatief kleine installaties bij particulieren als met grotere installaties bij bedrijven en instellingen. PV-leveranciers claimen op de hoogte te zijn van de voorschriften en schrijven in de offerte dat de installatie zal voldoen aan de voorschriften. U bent een leek op dat gebied en gaat er dus van uit dat uw PV-installatie veilig wordt ontworpen en aangesloten. Maar is dat ook zo?

Voorschriften PV-installatie

Voor een PV-installatie gekoppeld aan het net gelden evenals voor de elektrische installatie voorschriften. Voor particuliere woningen gelden, behalve enkele product normen met betrekking tot de PV-installatie zelf, in ieder geval de voorschriften uit de norm NEN 1010:2015. In hoofdstuk 712 van deze norm worden specifieke voorschriften gegeven voor de PV-installatie. De toelichting op NEN 1010, de NPR 5310:2017, geeft in hoofdstuk 712 een praktische uitleg van de voorschriften, uitgewerkt in enkele voorbeelden.
Voor installaties in gebouwen niet voor bewoning bestemd gelden behalve de genoemde normen ook normen met betrekking tot veiligheid in het kader van de ARBO-wetgeving. Denk dan aan de norm NEN 3140, die voorschriften geeft over veilig werken aan, met en nabij elektrische installaties.

Aandachtspunten PV-installatie

Behalve de aandacht voor een goed rendement, de juiste opstelling, een geschikte omvormer en de dakbelasting zijn er meer zaken die aandacht verdienen. Bij het ontwerpen en aanleggen van een PV-installatie dient ruim aandacht te worden besteed aan de wijze van aansluiten op het reguliere net. Ook de potentiaal vereffening van montage frames, beveiliging tegen directe en indirecte blikseminslag en de aanleg van de bekabeling aan AC- en DC-zijde zijn belangrijk. Aandachtspunten die helaas niet altijd de aandacht krijgen die ze verdienen.

Netaansluiting PV-installatie

Of het nu gaat om een installatie in woningen of in de utiliteit, elke PV-installatie moet worden gezien als een tweede voedingsbron van de betreffende elektrische installatie. De primaire voeding is de aansluiting van de netbeheerder, de PV-installatie is een aanvulling daarop en staat altijd parallel geschakeld aan het net. Dat houdt in dat de energie die kan worden afgenomen in de betreffende elektrische installatie kan worden geleverd door zowel het reguliere net als door de PV-installatie. Dat stelt eisen aan de installatie.

Railsysteem verdeelkast

Het railsysteem in een verdeelkast is primair beveiligd op het vermogen dat door de daarop aangesloten groepen kan worden afgenomen. Zodra daarop ook een PV-installatie wordt aangesloten wijzigt het af te nemen vermogen door de optelsom van het net-vermogen en het aangesloten PV-vermogen. Daarmee is overbelasting van het railsysteem, of een ongewenste uitschakeling van de primaire beveiliging zodra het PV-systeem geen energie levert, een direct risico. Een 250A-railsysteem, dat primair is beveiligd met 250A en wordt belast via meerdere afgaande groepen, is dus niet zomaar geschikt voor het aansluiten van een PV-installatie van bijvoorbeeld 100kW (145A). Dat 100kW PV-vermogen maakt het in principe mogelijk, verdeeld over de verschillende afgaande groepen, 250A+145A=395A af te nemen voordat de beveiliging van het railsysteem aanspreekt. De beveiliging in de eindgroep waarop het PV-systeem is aangesloten verandert daar niets aan. Een controle van het railsysteem dient dus altijd onderdeel te zijn van het ontwerp van de PV-installatie.

Noodstroomaggregaat

Een noodstroomaggregaat (NSA) kan niet samenwerken met een PV-installatie. De omvormers van een PV-installatie zullen de aangeboden spanning willen verhogen om het leveringsproces, of laadproces zo u wilt, te blijven volhouden. Het reguliere net heeft voldoende capaciteit om deze spanningsopdrijving te elimineren. Een NSA kan dat niet en zal bezwijken. Een PV-installatie dient dus te worden afgeschakeld bij NSA-bedrijf of te worden aangesloten op een niet-preferent deel van de elektrische installatie. Zie ook de uitleg elders op deze site.

AC- en DC-schakelaars

Een PV-omvormer dient in principe te zijn voorzien van een AC- en DC-werkschakelaar om de omvormer veilig te kunnen onderhouden of vervangen. Veel omvormers geven in de documentatie aan dat een DC-schakelaar is ingebouwd. Mits dit een mechanische lastscheider is mag deze als DC-schakelaar worden gebruikt. De veiligheid is daarmee overigens niet 100% afgedekt. Immers zodra de DC-bekabeling stroomloos is afgekoppeld staat op die afgekoppelde DC-bekabeling nog steeds de systeemspanning van enkele honderden volt gelijkspanning. Tenzij speciale optimizers zijn toegepast, die de DC-spanning reduceren tot een veilige spanning, is de DC-spanning van afgekoppelde DC-bekabeling een potentieel risico.

Potentiaal vereffening

Een in metaal uitgevoerd draagframe van een PV-installatie dient te worden voorzien van potentiaal vereffening. Als gevolg van een capacitieve werking van de PV-panelen kan een spanning komen te staan op het metalen draagframe. Daarom dienen alle metalen draagframes via een potentiaal vereffeningsleiding te worden aangesloten op de aarding van het gebouw. In grotere installaties kan ter plaatse van de (dak)opstelling gebruik gemaakt worden van meerdere potentiaal vereffeningsrails (PVR) die onderling zijn verbonden. Het aansluiten van elk afzonderlijk frame op een PVR verdient de voorkeur boven het doorkoppelen van opgestelde frames. Het aansluiten van de metalen frames op een externe bliksemafleider installatie is niet correct en geldt niet als potentiaal vereffening.

Bliksembeveiliging

De noodzaak van beveiliging van een PV-installatie tegen blikseminslag en overspanning is afhankelijk van diverse factoren. Een PV-installatie aangebracht op een gebouw voorzien van een externe bliksemafleider installatie dient in de AC- en DC-bekabeling te zijn voorzien van overspanningsbeveiligingen. Ook in een PV-installatie op een gebouw zonder bliksemafleider installatie kunnen deze beveiligingen zijn voorgeschreven. Dit hangt met name af van de gebruiksfuncties binnen het gebouw en de lengte van de DC-bekabeling.

DC-bekabeling

De aanleg van DC-bekabeling is een belangrijk aandachtspunt. Zo dienen de plus- en min-draden zo dicht mogelijk bij elkaar te worden gehouden. Bundelen van deze bekabeling dient echter per polariteit te worden uitgevoerd. Voor aanleg in kabel- of draadgoten geldt hetzelfde, de bundels plus- en minbekabeling gescheiden monteren. Ook een doorvoer door (brandwerende) bouwkundige constructies dient per polariteit te worden uitgevoerd. Bij de berekening van de DC-kabeldoorsnede zijn de reductie factoren die gelden bij gebundelde kabels van toepassing. Bij de inpandige plaatsing van omvormers verder weg van het dak met de PV-panelen moet rekening gehouden worden met risico volle DC-bekabeling binnen het gebouw waarop een hoge, vooralsnog niet af te schakelen, gelijkspanning aanwezig kan zijn.

Een veilige aanleg van een PV-installatie is meer dan alleen apparatuur plaatsen. Let op, in dit artikel zijn alleen hoofdlijnen beschreven. Iedere situatie kan anders zijn waardoor detail engineering van belang is. Uw onafhankelijk elektrotechnisch adviseur helpt u graag bij het ontwerp of de controle van een PV-installatie.

Adviseur elektrotechniek bij Wesselektro advies in Houten. Gespecialiseerd in ontwerp, advies en technisch beheer van elektrische installaties in gebouwen en de volledige technische inrichting van computerruimten. Hij stelt uw PvE op, schrijft uw Functioneel Bestek, voert projectmanagement of beoordeelt uw installatie.