Überspannungsschutz für PV, Lichtbogen, Grundlagen

OP #7360784
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Ich bin noch in der Planungsphase eines (etwas größeren) BKWs. "Draußen" soll ein SPD Typ-2 (MOV) von DEHN alles oberhalb von 150 V über 16 mm² nach PE leiten, "drinnen" ein SPD Typ-3 (MOV) ebenfalls von DEHN alles oberhalb von ebenso 150 V nach PE. Der MPPT des geplanten WRs verträgt eine Eingangs-U bis 100 V. Die Lücke zwischen den MOVs bis zur MPPT-Maximal-U wollte ich mit NTC-temperaturüberwachten 1.5KE100CA absichern, heißt: Sollte ein Blitz in einer "gewissen" Nähe einschlagen und dessen EMP-Impuls eine Spannung > 100 V, aber noch < der MOV-U induzieren, sollen die TVS-Dioden in Dreiecksschaltung das in Richtung PE ableiten. Werden sie dabei dauerhaft hochohmig, ist keine Gefahr. Dauerhaft niederohmig auch nicht. Im mittleren Bereich könnten sie heiß werden, aber dann soll die NTC-Überwachung ab 40-45 °C zuschlagen und ein Schütz abschalten. Das ist alles nicht das Problem.

Das Problem ist ein ganz anderes: Bei so einer Überspannungsspitze kann ein kleiner Überschlag entstehen. Ich selbst habe schon Gewitter ohne Wolken erlebt. Wenn nun von den PV-Modulen noch Sonnenstrom erzeugt wird und der Überspannungsimpuls einen Lichtbogen zündet, dann brennt der munter weiter, solange die PV-Module bei Sonne Strom liefern. Die TVS-Dioden können das kurzzeitig ableiten, aber wenn die Funkenstrecke außerhalb der TVS-Dioden entsteht (Schraubverbindungen/Klemmen, ionisierte Luft), dann ist das a bissel bleed, weil ich bzw. die Elektronik dann von dem Ereignis nichts mitbekomme.

Natürlich könnte (und werde) ich das Risiko vorher schon mit einem Isolationstester abzuschätzen versuchen, aber meiner geht nur bis 1 kV und was da von einem Blitz in einer gewissen Nähe mit einer unbekannten Stärke erzeugt wird, das weiß ich nicht. Mir fehlen hier auch die ganzen Grundlagen.

Wie gehe ich hier am besten vor?

Daniel

#7360869
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Daniel schrieb:

Ich bin noch in der Planungsphase eines (etwas größeren) BKWs. "

Es gibt keine 'etwas grösseren BKW Balkonkraftwerke', alles was 600W (ggf. 800W) überschreitet ist kein BKW mehr sondern eine ausgewachsene Photovoltaik, Punkt.

Warum lügt ihr immer, und vor allem wen belügt ihr, die Gesellschaft oder euch selber, und wozu ?

Daniel schrieb:

Mir fehlen hier auch die ganzen Grundlagen.

Ja.

Ein PV Modul ist dermassen niederohmig, tausendmal niederohmiger als eine TVS, da gibt es keine induzierten Spannungen die deutlich negativ oder weit über der Leerlaufspannung wären.

Daniel schrieb:

Wie gehe ich hier am besten vor?

Lege die Zuleitungen, plus und minus, direkt parallel, also am Besten in einem Mantel. Es soll keine Leiterschleife entstehen sondern am Besten eine verdrillte Zuleitung. In die werden von einem Blitz in der Nähe die geringsten STRÖME induziert (und wenn der Strom gar unterhalb der PV Peakströme liegt offenbar problemlos).

Eine Sicherung (Leitungsschutzschalter) wäre also die richtige Absicherung, kein Überspannungsschutz, aber sinnlos weil ein Blitz viel zu schnell ist.

Also nicht die PV Module rundrum ums Haus bauen, plus im Osten, minus im Westen, und dann plus und minus erst am WR zusammenkommen zu lassen (100m2 Leiterschleife), sondern sogar nah an den PV Paneelen die jeweilige Rückleitung verlegen, so dass schon dort plus und minus nahe zusammenkommt.

Auch ein Akku ist dermassen niederohmig, dass man sich an ihm keine Gedanken um Überspannungen machen muss.

Lediglich die ganze netzgetennte Seite der Anlage kann gegenüber Erde jede Spannung annehmen, und danei auch die zulassige Isolationsspannung von manchmal nur 1500V und bestenfalls 4500V überschreiten. Daher ist es sinnvoll, zumindest die Rahmen der PV Module mit Potentialausgleich zu verbinden, eventuell auch plus oder minus der Sekundärseite (da BMS oft minus trennen nimmt man besser plus, auch aus Korrosionsgründen). Manche Anlagen sind daher erst gar nicht netzgetrennt sondern PELV geerdet.

OP #7360976
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Michael B. schrieb:

Lege die Zuleitungen, plus und minus, direkt parallel, also am Besten in einem Mantel. Es soll keine Leiterschleife entstehen sondern am Besten eine verdrillte Zuleitung.

Das mit dem Verdrillen hätte ich sowieso gemacht, aber das mit dem Mantel könntest Du noch etwas näher erklären. Ich wollte eigentlich H1Z2Z2-K verwenden und dieses in UV-beständiges Wellrohr legen.

Eine Sicherung (Leitungsschutzschalter) wäre also die richtige Absicherung, kein Überspannungsschutz, aber sinnlos weil ein Blitz viel zu schnell ist.

Du meinst, die ganzen SPD Typ-1-bis-3, die angeboten werden, sind alle für die Katz? 8-O

Also nicht die PV Module rundrum ums Haus bauen

Ich habe (zu diesem Zweck) nur einen einzigen Balkon für diese "ausgewachsene Photovoltaik" und die Leitungslänge ist auch sehr begrenzt.

Lediglich die ganze netzgetennte Seite der Anlage kann gegenüber Erde jede Spannung annehmen, und danei auch die zulassige Isolationsspannung von manchmal nur 1500V und bestenfalls 4500V überschreiten.

Ei, deswegen dachte ich ja auch, daß man die DC-Seite... usw.

Daher ist es sinnvoll, zumindest die Rahmen der PV Module mit Potentialausgleich zu verbinden

Den Rahmen wollte ich ohnehin mit 16 mm²..., aber darum ging es mir bei meiner Frage eigentlich gar nicht. Ich habe jetzt auch nicht jede Sicherung, jedes Kabel und jeden Lasttrennschalter beschrieben, weil dies für die Fragestellung nicht relevant ist. Es geht mir lediglich darum, wie induzierte Überspannungsspitzen schnellstens abgeleitet und Lichtbögen speziell an Verschraubungen oder Klemmen vermieden bzw. gelöscht werden können. :-)

Daniel

#7360987
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Daniel schrieb:

Es geht mir lediglich darum, wie induzierte Überspannungsspitzen schnellstens abgeleitet

Es gibt keine, zumindest nicht zwischen plus und minus der PV.

Es gibt ggf. eine zwischen dem PV DC Kreis und Erde, daher sollte man an einem Punkt erden.

Daniel schrieb:

Wellrohr

Guter Mantel. Womöglich noch aus Edelstahl.

Daniel schrieb:

H1Z2Z2-K

Wenn es im Wellrohr liegt, braucht man eigentlich kein so teures Kabel

Kleinere Anlagen laufen ja auch nicht mit hunderten von Volt.

Gast #7361031
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Daniel schrieb:

Ich habe (zu diesem Zweck) nur einen einzigen Balkon für diese "ausgewachsene Photovoltaik" und die Leitungslänge ist auch sehr begrenzt.

Die einen stellen das Panel auf den Balkon, stöpseln den WR ein und es läuft, andere ziehen dann noch 16mm² und bauen ÜSS ...

Hm. Ich bin ja ein Freund von Normen und deren Beachtung, aber ...

Oder anders ausgedrückt:

Erzeugst ud schon Strom oder planst du noch ;)

OP #7361459
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Michael B. schrieb:

Wellrohr

Guter Mantel. Womöglich noch aus Edelstahl.

Ja, aber galvanisch vergoldet. ;-)

Daniel schrieb:

H1Z2Z2-K

Wenn es im Wellrohr liegt, braucht man eigentlich kein so teures Kabel

Das Kabel liegt ja draußen und muß trotz Wellrohr wetter- und UV-beständig sein, mindestens an den Eintrittsstellen des Wellrohrs. Da gibt es nicht so viele Alternativen. Mir schien das passender zu sein als Lautsprecherkabel, welches mit Krokoklemmen an den MC4-Steckern befestigt wäre. ;-)

Manuel X. schrieb:

Die einen stellen das Panel auf den Balkon, stöpseln den WR ein und es läuft, andere ziehen dann noch 16mm² und bauen ÜSS ...

Ganz einfach: Der WR mag keine Luftfeuchtigkeit und der LFP-Akku, den ich an jenen anschließen möchte, mag keinen Frost (und ebenfalls keine Feuchtigkeit). Deswegen muß das DC-Kabel mit dem (Bohr-) Kopp durch die Wand ins Hausinnere. ;-)

Die DC-Kabel (+ und -) verlaufen größtenteils parallel, aber nicht vollständig, weil das mechanisch nicht anders geht. (Doch, ginge schon, aber das würde zusätzliche Leitungslänge bedeuten.)

Erzeugst ud schon Strom oder planst du noch ;)

Bin noch in der Planungsphase, habe aber einige Sachen bereits gekauft (u.a. die PV-Module). :-)

Daniel

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