PV-panelen aangesloten op het 230V-net wel of niet aarden

• augustus 11, 2014
• Advies elektrotechniek

Veel onderdelen in gebouwen moeten veilig worden aangesloten om gevaar van elektrocutie te voorkomen. Dat geldt ook voor PV-panelen. Onderdelen van een veilige aansluiting zijn aarding en potentiaal vereffening. Deze maatregelen zijn beschreven in normen zoals de voor elektrische installaties bekende norm NEN 1010. Een belangrijke beschermingsmaatregel is het aarden van metalen delen die bij een defect onder spanning kunnen komen te staan.

PV-panelen

In de PV-cellen van een zonnepaneel wordt een lage gelijkspanning opgewekt. Doordat de diverse PV-cellen, meestal 60, in een paneel in serie worden geschakeld ontstaat een hogere gelijkspanning die bij de aansluiting op een verbruiker leidt tot een gelijkstroom. De gebruikelijke elektrische apparatuur werkt op wisselstroom zodat een omvormer nodig is, die de opgewekte gelijkstroom omzet naar een bruikbare wisselstroom. Die omvormer wordt bij netgekoppelde PV-systemen aangesloten op het 230V-wisselstroomnet en wordt daardoor een onderdeel van uw elektrische installatie.

Installatie aarden

De netspanning 230 Volt wordt gemeten tussen een spanning voerende draad (de fasedraad) en de nuldraad, of de aarde draad. Bij een fout in een installatie of apparaat kan de netspanning dus op de buitenkant, het door u aan te raken deel, komen te staan. Op het moment van aanraken zal een stroom lopen tussen het apparaat via u naar aarde. Omdat een stroom die via uw lichaam loopt over het algemeen als zeer ongezond wordt ervaren zijn er verschillende beschermingsmaatregelen mogelijk. Het gaat daarbij om basisbescherming (isolatie), foutbescherming (uitschakeling van de voeding) en aanvullende bescherming (aardlekbeveiliging). Bij deze beschermingsmaatregelen zal de stroom door uw lichaam worden voorkomen of teruggebracht naar een voor mens en dier aanvaardbaar niveau (aardlekbeveiliging) of via de aarddraad afvloeien.

Klasse indeling apparatuur

Elektrisch aan te sluiten apparatuur wordt ingedeeld in klassen die aangeven of die apparatuur wel of niet moet worden voorzien van een aarddraad. Zo moet alle klasse I (1) apparatuur worden aangesloten met een aarddraad. Dat is herkenbaar aan een symbool op de apparatuur met een cirkel waarin een aarde-teken wordt afgebeeld. Alle apparatuur waarop een symbool met twee vierkantjes in elkaar is afgebeeld moet juist niet worden aangesloten met een aarddraad. Deze zogenoemde dubbel geïsoleerde apparatuur valt in klasse II (2).

PV-panelen aarden of niet

Veruit de meeste zonnepanelen zijn ingedeeld in klasse II, dubbel geïsoleerd. Klasse II panelen hoeven en mogen niet worden geaard. Toch is het mogelijk dat een fout in met name de omvormer leidt tot een gevaarlijke situatie. Elektronische omvormers kunnen door een interne fout een wisselspanning in de DC-zijde veroorzaken. Beschadigde DC-bekabeling zou dan kunnen leiden tot een gevaarlijke spanning op het metalen draagframe van de panelen. Bij grotere PV-installaties kan ook een capacitieve lading ontstaan tussen het PV-systeem en het metalen draagframe. Deze veelal statische lading kan een schrikreactie veroorzaken. Door een metalen draagframe te voorzien van potentiaal vereffening kan een capacitieve lading worden voorkomen. Voorwaarde is wel dat de panelen galvanisch geleidend op het draagframe zijn gemonteerd. Die potentiaal vereffening van het draagframe bestaat uit een beschermingsleiding (aarddraad) aangebracht tussen het draagframe en een aardrail nabij de omvormers. Die aardrail moet dan wel worden aangesloten op de hoofdaardrail van het gebouw.

Bliksembeveiliging

In grotere installaties, opgesteld op dakoppervlakken of op terreinen, kan aan de hand van een risico analyse worden bepaald of het nodig is de zonnepanelen te beschermen tegen blikseminslag. In dat geval wordt bliksembeveiliging aangebracht in het zogenoemde zone-model zoals omschreven in de norm NEN-EN-IEC 62305. Dit model bestaat onder meer uit opvangers, opgesteld op de juiste plaatsen tussen de zonnepanelen, afleidleidingen naar aarde en overspanningsbeveiliging in de AC- en DC-bekabeling naar de omvormers.

Uw onafhankelijk elektrotechnisch adviseur kan u adviseren met het aansluiten van PV-panelen op een juiste en veilige manier. Ook voor de bescherming tegen de gevolgen van blikseminslag kunt u gebruik maken van zijn adviesdiensten.

Gerard Wessels

Adviseur elektrotechniek bij Wesselektro advies in Houten. Gespecialiseerd in ontwerp, advies, beoordeling en technisch beheer van elektrische installaties in gebouwen en de volledige technische inrichting van server- of computerruimten. Hij stelt uw PvE op, schrijft uw Functioneel Bestek of verzorgt projecttoezicht.