Sicherheit in der Photovoltaik mit dem Multifunktionsmessgerät Sonel MPI-540-PV
Die rasante und dynamische Entwicklung der Photovoltaikanlagen, die in den letzten Jahren weltweit stattgefunden hat, ist beeindruckend. Sie ist weitgehend auf die Abkehr von den traditionellen, nicht erneuerbaren Energiequellen zurückzuführen. Ein stärkeres öffentliches Bewusstsein und die Übernahme von Verantwortung für das Klima durch die Regierungen bestimmter Länder erzwingen eine Verschiebung des Energiesektors Richtung grüner Energie. Darüber hinaus entwickelt sich die Technologie ständig weiter, was zur Kostenminderung führt. Nimmt man noch den ständigen Anstieg der Energiepreise auf dem Markt hinzu, so zeigt sich, dass die wirtschaftliche Rechnung zunehmend zugunsten des Photovoltaik-Sektors ausfällt. Im Zusammenhang mit der weiteren Entwicklung von PV-Anlagen ist dies ein Schlüsselphänomen.
Leider wird oft versucht, die Rentabilität der Investition zu verbessern, indem die Qualität und damit das Sicherheitsniveau der Photovoltaikanlage selbst (und damit das Risiko für das Personal, welches die Anlage betreibt und wartet) verringert wird. Aus diesem Grund ist es sehr wichtig, dass die Anlage nach der Montage alle Sicherheitsanforderungen erfüllt und ihre Ausführung den geltenden Vorschriften entspricht. Dies kann nur durch entsprechende Prüfungen und wiederkehrende Abnahme- und periodische Inspektionen sichergestellt werden. Rechtsgrundlage hierfür ist vor allem die Mehrblattnorm EN 62446, welche die Art und den Umfang der Sicherheitsprüfung von Photovoltaikanlagen definiert. Durch die Einhaltung der darin enthaltenen Richtlinien wird die Gefahr von Stromschlägen oder Bränden deutlich reduziert. Messungen ermöglichen es, nicht nur die Sicherheit, sondern auch die Effizienz einer bestimmten Anlage und ihrer Komponenten zu bestimmen.
Abb. 1. Messgerät Sonel MPI-540-PV mit Zubehör für die Messung von Photovoltaikanlagen
Die Norm unterteilt die Prüfungen in Tests der Kategorien 1 und 2 sowie in zusätzliche Tests. Um überhaupt prüfen zu können, muss man jedoch über die entsprechenden Messgeräte verfügen.
Das rasante Wachstum des EE-Sektors ist natürlich auch einem der größten polnischen Hersteller von hochwertigen Messgeräten, also dem Unternehmen Sonel, nicht entgangen. Es hat vor kurzem ein neues Messgerät auf den Markt gebracht, welches unter anderem für Anwendungen in einem Bereich geeignet ist, in dem es vor allem um die Gewinnung von Energie aus der Sonne geht.
Das Sonel MPI-540-PV ist ein multifunktionales Parameter-Messgerät für elektrische und photovoltaische Anlagen. Das Gerät wurde so konzipiert, dass es die Anforderungen der Normen EN 61557 und EN 61010 erfüllt und somit eine angemessene Genauigkeit und Sicherheit bei der Arbeitsausführung garantiert. Das Messgerät bietet große Möglichkeiten im Bereich der Prüfungen des Schutzes vor elektrischen Schlägen und die Analyse der Netzqualität an und man kann es erfolgreich für die Prüfungen der Kategorie 1 einsetzen, welche in der Norm EN 62446 definiert sind und Folgendes umfassen:
- Durchgängigkeit der Schutzverbindungen,
- Erdungswiderstand,
- Isolationswiderstand auf der DC-Seite,
- Leerlaufspannung UOC,
- Kurzschlussstrom ISC,
- DC- und AC-Betriebsströme und Leistungen des Wechselrichters,
- Wirkungsgrad des Wechselrichters.
Die Norm schreibt vor, dass alle Prüfungen der Verbraucheranlage auf der AC-Seite durchgeführt werden müssen, bevor Messungen der Kategorie 1 vorgenommen werden können. Deren Umfang wiederum wird durch die Norm HD 60364 definiert. Auch hier wird sich das Messgerät Sonel MPI-540-PV bewähren.
Durch die Messung von PV-Anlagenparametern wie dem Kurzschlussstrom Isc oder der Leerlaufspannung Uoc können die korrekte Verschaltung der Module, ihre richtige Polarität und ihr Betrieb schnell überprüft werden. Die Messungen können für einen ganzen Strang von Modulen oder für ein einzelnes Modul durchgeführt werden.
Der Hersteller stellt in der Regel die Parameter der einzelnen Komponenten der PV-Anlage zur Verfügung, die unter STC-Bedingungen (Standard Test Conditions: 25°C, 1000 W/m²) gemessen wurden.
Zu Vergleichszwecken kann das Messgerät die Ergebnisse automatisch auf STC-Bedingungen umrechnen - der Benutzer muss lediglich zusätzliche Daten in Form von Bestrahlungsstärke und Temperatur eingeben. In diesem Fall müssen zusätzlich die Katalogparameter der Photovoltaikmodule in der Moduldatenbank des Geräts gespeichert werden. Dies ist auch für Berechnungen und zur Auswertung des Messergebnisses notwendig.
Abb. 2. Bildschirm des Sonel MPI-540-PV-Messgeräts mit der Messung des Kurzschlussstroms ISC (links) und der Leerlaufspannung UOC (rechts) und deren auf der Grundlage der STC-Bedingungen umgerechnete Werte
Die Durchgängigkeit der Schutzverbindungen und den Erdungswiderstand auf der Gleichstromseite wird auf die gleiche Weise wie bei Wechselstromverbraucheranlagen gemessen. Der Unterschied zur Isolationswiderstandsprüfung besteht jedoch darin, dass die Messungen unter Spannung stattfinden, so dass besondere Vorsicht geboten ist. Wir müssen die Werte der Betriebsströme und der Leistung auf der Gleich- und Wechselstromseite während des Betriebs beider Anlagen überprüfen. Anhand dieser Messungen überprüfen wir den Wirkungsgrad des Wechselrichters und vergleichen ihn mit dem vom Hersteller angegebenen Wirkungsgrad. Durch die Speicherung der Ergebnisse im Speicher des Messgeräts können sie im Prüfungsbericht weiterverwendet werden. Ein dafür geeignetes Programm wird hier nützlich sein: Sonel Reports Plus.
Das Sonel MPI-540-PV verfügt neben einer Vielzahl von Messfunktionen auch über eine sehr umfangreiche Ausstattung. Es umfasst unter anderem Zubehör für die Prüfung von Photovoltaikanlagen: die C-PV-Zangen für Gleichstrom, den PVM-1-Adapter, der die Sicherheit und den Schutz vor Lichtbögen gewährleistet, oder Adapter für MC4-Steckverbinder, die in der Photovoltaik häufig verwendet werden.
Mit seinen Ausstattungs- und Messmöglichkeiten ist das Messgerät ein wertvolles Werkzeug für die Arbeit des Vermessers. Es wird besonders von Elektroinstallateuren geschätzt, die Abnahmemessungen in elektrischen und photovoltaischen Anlagen durchführen.
Autor:
Tomasz Gorzelańczyk
SONEL S.A.
