Hoofdstuk 712 uit NEN 1010:2020 geeft de installatie eisen aan voor PV-systemen.
Rubriek 712.534 gaat in op beveiligingstoestellen tegen transiënte overspanningen (ook blikseminslag valt daar onder). In dit artikel de eisen voor de bescherming van de PV-installatie

PV-systeem in combinatie met bliksembeveiligingsinstallatie (LPS)

Bij bescherming van het PV-systeem door een LPS, zorgt een vrijstaande opvanger (verticale opvangstaaf) voor bescherming van het materieel zoals: PV-panelen, leidingdragers en onderconstructie. In afbeelding 1 staat het PV-installatiedeel in beschermd gebied.

Afbeelding 1a PV-systeem in beschermd gebied Bron: InstallQ-VAKWIJZER mei 2020

Afbeelding 1b PV-systeem in beschermd gebied. Bron: Boersen Bliksembeveiliging

Nu moet aan één van de volgende eisen worden voldaan:

• Alle voedings- en signaalkabels of kabels van het PV-systeem moeten op een voldoende grote scheidingsafstand zijn geïnstalleerd van alle delen van de LPS of
• Als niet kan worden voldaan aan de scheidingsafstand S, moet het PV-systeem worden verbonden met de LPS via een systeem voor potentiaalvereffening zoals beschreven in NEN-EN-IEC 62305-3 (norm voor bliksembeveiligingsinstallatie).

Voor de scheidingsafstand S wordt vaak als vuistregel 50 cm gehanteerd. NEN 1010: 2020 verwijst naar NEN-EN-IEC 62305-3 voor het berekenen van deze scheidingsafstand.

Als de afstand kleiner is dan de scheidingsafstand, dan bestaat bij blikseminslag de kans op overslag van LPS naar het PV-systeem. Daarom moet in dat geval potentiaalvereffening tussen het LPS en PV-systeem worden uitgevoerd (met een 16 mm² leiding).

Beveiliging tegen elektromagnetische storing

De plus- en minleidingen behoren zo dicht mogelijk naast elkaar te worden gelegd. Voor een voorbeeld zie afbeelding 2. Dit voorkomt het ontstaan van een grote inductielus, waardoor bij een blikseminslag een grote inductiespanning zou kunnen ontstaan, zie 712.521.201 van NEN 1010:2020.

Afbeelding 2: Plus- en minkabels moeten dichtbij elkaar worden gelegd. Bron: NPR 5310:2017

Wel moet een tussenruimte (ca. 10 cm) worden aangehouden voor het tegengaan van vlambogen. Ook kan ervoor gekozen worden de plus- en minleidingen in afzonderlijke geïsoleerde kokers of goten te plaatsen (zie 712.521.101).

In afbeelding 3 zijn de plus- en minleidingen keurig gescheiden, maar liggen wel op een metalen kabeldrager. Een veel toegepaste methode, die ik lastig vind te rijmen met 712.521.101.

Afbeelding 3: plus- en minkabels gescheiden, maar liggen wel op een metalen kabeldrager.

Ook de vereffeningsgeleider die wordt bevestigd aan het draagframe moet parallel aan de DC-bekabeling naar de omvormer worden gevoerd.

Wanneer een beveiliging tegen overspanning (SPD) toepassen voor het PV-systeem?

In 712.443.101 wordt gesteld dat als volgens rubriek 443 een SPD moet worden toegepast, een dergelijke beveiliging ook moet worden toegepast aan de DC-zijde van de PV-installatie.

Artikel: Wel of geen overspanningsbeveiliging toepassen? geeft aan in welke gevallen een SPD moet worden toegepast. Waar volgens rubriek 443 geen beveiliging tegen overspanningen is vereist, moet een risicobeoordeling worden uitgevoerd volgens 712.443.102.

SPD’s aan de DC zijde

Zoals aan het begin van dit artikel vermeld, moet als niet kan worden voldaan aan de scheidingsafstand S, het PV-systeem worden verbonden met de bliksembeveiligingsinstallatie. In dat geval moet een type 1 SPD worden gebruikt. Deze SPD moet in samenwerking met de externe bliksembeveiliging bescherming bieden tegen directe blikseminslagen.

Zie ook artikel: Welke type Surge Protective Device (SPD) moet worden toegepast?

Na enige afstand van een SPD type 1, zal de stootspanning verder in de installatie oplopen. Die stootspanning mag de stoothoudspanning (capaciteit van de isolatie van het materieel om de overspanning te weerstaan) van de verderop gelegen omvormer niet overschrijden. Om die reden zal een type 1 (geïnstalleerd op de plaats waar de leidingen het gebouw binnenkomen of in de stringbox) meestal samen met een type 2 SPD (zo dicht mogelijk bij de omvormer) worden gecombineerd. Ook worden combinatiemodules: SPD type 1+2 toegepast. Is er geen bliksembeveiligingsinstallatie, of kan wel worden voldaan aan de scheidingsafstand S (dus geen koppeling tussen PV-installatie en bliksembeveiligingsinstallatie), dan hoeft de SPD geen directe bliksemstroom af te leiden, maar alleen geïnduceerde overspanningen af te leiden. In dat geval kan worden volstaan met een type 2 SPD. Als de lengte van de leidingen tussen het PV-systeem en omvormer groter is dan 10 m, moet zowel bij het PV-systeem alsook bij de omvormer een SPD type 2 worden geplaatst (712.534.104). Zie voor het AC-deel bepaling: 712.534.103. Een omvormer kan voorzien zijn van een interne SPD (type 2 of 3). Bij het doornemen van meerder handleidingen van omvormers zie ik dat fabrikanten stevige voorbehouden doen en zelf al aangeven dat het beter is uitwendige SPD’s toe te passen. Tot slot: 712.443.101 wijst er ook op dat een SPD nodig kan zijn om beveiliging tegen overspanningen te bieden m.b.t. gevaren die vanuit andere bronnen kunnen komen, zoals overspanningen op inkomende telefoon- of internetverbindingen (RS 485-1 bus, de seriële interface voor telecommunicatie).

Auteur: Rob Kaspers