29. fejezet – ⭐ Fotovoltaikus rendszerek szerelése

29.1 A fotovoltaikus rendszer felépítése; modul, string, inverter, csatlakozási pont

1. A DC oldalon MAGAS FESZÜLTSÉG van - gyakran 600-1000 V
   egyenfeszültség. Ez önmagában is életveszélyes, és
   egyenáramnál az ÍV NEM ALSZIK EL magától (nincs
   nullátmenet, mint a váltakozó áramnál).
2. A PÁRHUZAMOS stringek egymás felé is tudnak áramot hajtani -
   ezért kell bizonyos esetekben string-biztosító (29.5).

29.2 ⭐ A legfontosabb biztonsági alapelv: az áramgenerátoros működés következményei

- ALAPFELTEVÉS: minden rendszerelem a MAXIMÁLIS
  EGYENFESZÜLTSÉG (akár 1500 V vagy több) alatt áll, amíg meg
  nem győződtek a feszültségmentességről.
- Munka előtt ELLENŐRIZNI kell, nincs-e szigetelési hiba vagy
  földzárlat; ha van, az érintett szabadon lévő vezető részeket
  FESZÜLTSÉG ALATT ÁLLÓNAK kell tekinteni.
- Az inverter teljes feszültségmentesítéséhez a DC ÉS az AC
  bemenetet is le kell választani - és "a legtöbb inverterben az
  egyenfeszültség 5 PERCIG VAGY TOVÁBB IS a kapcsokon marad",
  amíg a kondenzátorok ki nem sülnek.
- "Napelemes berendezések szervizelését TILOS EGYEDÜL VÉGEZNI!"
  - kétfős csoportban javasolt dolgozni.

- "TERHELÉS ALATT TILOS LEKAPCSOLNI!" - ilyen címke van a
  modulcsatlakozásokon, összekötő dobozokon és más, NEM
  terhelésmegszakításra tervezett DC leválasztókon.
- "Tilos biztosítót eltávolítani, mielőtt meggyőződtek volna
  arról, hogy nem folyik áram az áramkörben!"
- "A PV-CSATLAKOZÓK NEM TEHERMEGSZAKÍTÓ ESZKÖZÖK, ezért mindig
  ellenőrizni kell az áramot, mielőtt bontják a csatlakozót."

29.3 Áramütés elleni védelem a DC oldalon

- az inverter legalább EGYSZERŰ ELVÁLASZTÁST ad AC és DC között,
  VAGY
- külön TRANSZFORMÁTOR-TEKERCSELÉS választja el a két oldalt,
  VAGY
- a GYÁRTÓ NYILATKOZATA szerint nem szükséges.

29.4 Tűzvédelem és szigetelésfelügyelet

29.5 Túláramvédelem a DC oldalon; string-biztosító

- 1 vagy 2 párhuzamos modulsor: NEM KELL túláramvédelem.
- 2-nél több (N_s) modulsornál akkor kell MINDEN sorba védelmi
  eszköz, ha:

      1,35 · I_MOD_MAX_OCPR  <  (N_s − 1) · I_SC MAX

- MINDKÉT POLARITÁST védeni kell.
- A ZÁRÓDIÓDA NEM TÚLÁRAMVÉDELEM.
- Az eszköz gPV-BIZTOSÍTÓ (EN 60269-6) vagy EN 60947-2 / -3,
  illetve EN 60898-2 szerinti készülék legyen.

2 string:  a hibás stringbe 1 másik string hajt áramot ->
           legfeljebb 1 x I_SC -> a modul elviseli.
4 string:  a hibás stringbe 3 másik hajt áramot ->
           akár 3 x I_SC -> ez már túllépheti a modul
           megengedett visszáramát (I_MOD_MAX_OCPR).

- a dióda MEGHIBÁSODHAT: a vizsgálati szabvány szerint
  "a blokkolódióda ÜRESJÁRÁSBAN ÉS RÖVIDZÁRÁSBAN IS
  meghibásodhat";
- rövidzárásban meghibásodva a dióda ÁTVEZET, tehát a
  "védelem" észrevétlenül megszűnik;
- és a dióda nem szakítja meg az áramkört túláram esetén.

29.6 Túlfeszültség-védelem a DC és az AC oldalon

- KOCKÁZATFELMÉRÉS [712.443.102.], VAGY
- EGYSZERŰSÍTETT KOCKÁZATELEMZÉS [712.443.103.]

1. A DC OLDALRA IS kell túlfeszültség-védelmet MÉRLEGELNI -
   nem csak az AC oldalra.
2. A döntés alapja a HD 60364-4-443, illetve annak hiányában
   KOCKÁZATFELMÉRÉS vagy EGYSZERŰSÍTETT KOCKÁZATELEMZÉS.
3. Az SPD-t a szigetelésiellenállás-mérés előtt LE KELL
   VÁLASZTANI (29.11), és a tartója NEM terhelésmegszakító
   eszköz (29.8).

29.7 Kiválasztás és szerelés; kábelezés, csatlakozók, rögzítés, tetőátvezetés

Termékszabványok

A DC kábelezés szabályai

- EGYERŰ, NEM FÉMES KÖPENYŰ kábel, VAGY
- szigetelt vezeték KÜLÖN SZIGETELT CSŐBEN vagy CSATORNÁBAN.

- NAGYOBB ÁTMENETI ELLENÁLLÁST ad -> MELEGSZIK;
- rosszabbul tömít -> NEDVESSÉG jut be -> korrózió;
- és a végén IVEL - a tetőn, ahol nem látja senki.

Jelölések és feliratozás

- Az ÉPÜLETEN el kell helyezni a NAPELEMES BERENDEZÉS
  JELENLÉTÉT JELZŐ TÁBLÁT (pl. a csatlakozási pontnál, a
  mérőhelynél, a tűzeseti főkapcsolónál).
- A DC OLDAL MINDEN HOZZÁFÉRHETŐ AKTÍV PONTJÁT fel kell
  iratozni.
- MINDEN INVERTEREN jelezni kell, hogy karbantartás előtt
  MINDKÉT OLDALRÓL LE KELL VÁLASZTANI.

29.8 ⭐ Leválasztás és kapcsolás; a helyes lekapcsolási sorrend, LOTO

A helyes lekapcsolási sorrend

a) Ellenőrizni, van-e SZIGETELÉSI HIBA vagy FÖLDZÁRLAT.
b) Az inverter KI/BE KAPCSOLÓJÁT kikapcsolni.
c) Az inverter AC LEVÁLASZTÓKAPCSOLÓJÁT ki.
d) Az inverter DC LEVÁLASZTÓKAPCSOLÓJÁT ki, és/vagy a
   lekapcsolásvezérlést elindítani.
e) MINDEN TOVÁBBI KÜLSŐ LEVÁLASZTÓT lekapcsolni.
f) A leválasztókapcsolókra RETESZELÉST helyezni nyitott,
   kikapcsolt állásban.

LOTO – reteszelés és kitáblázás

a) A többiek TÁJÉKOZTATÁSA, hogy lekapcsolják a berendezést.
b) KONTROLLÁLT LEÁLLÍTÁS.
c) MINDEN LEVÁLASZTÓESZKÖZ NYITÁSA a LOTO-eljárás szerint.
d) MINDEN LEVÁLASZTÓESZKÖZ RETESZELÉSE + TÁBLÁK kihelyezése.
e) A MARADÉK ENERGIA eldisszipálása vagy korlátozása.
f) A KAPCSOLÁST MEGKÍSÉRELVE ellenőrizni a feszültségmentességet.
g) FESZÜLTSÉGMÉRŐVEL is ellenőrizni.

a) a kihelyező NEVE és a DÁTUM;
b) a berendezés LEÁLLÍTÁSI ELJÁRÁSÁNAK részletei;
c) MINDEN ENERGIAFORRÁS és leválasztóeszköz LISTÁJA;
d) címkék a TÁROLT/MARADÉK ENERGIA jellegéről és mértékéről.

29.9 Tetőn lévő PV-rendszer villámvédelmi vonatkozásai

Ez az alfejezet áttekintő szintű: a villámvédelem részletes tárgyalása a jegyzet villámvédelemmel foglalkozó fejezetének anyaga.

1. A MODULCSOPORT NAGY FELÜLETŰ, MAGASAN LÉVŐ, FÉMES
   SZERKEZET - villámvédelmi szempontból nem közömbös elem.
2. A DC KÁBELEK HUROKFELÜLETÉT MINIMALIZÁLNI kell
   [712.521.102.] - ez INDUKÁLT túlfeszültség elleni
   intézkedés, és a szerelő közvetlen felelőssége.
3. A DC KÁBELEK ÉS AZ EPH-VEZETŐ EGYMÁS MELLETT fussanak
   [712.521.102.].
4. A MEGLÉVŐ VILLÁMVÉDELMI RENDSZERHEZ való csatlakozás adatait
   az ÁTADÁSI DOKUMENTÁCIÓBAN rögzíteni kell
   [MSZ EN 62446-1, 4.3.6.] - a modulkeretek egyenpotenciálra
   hozó kábelével együtt.
5. A TÚLFESZÜLTSÉG-VÉDELMI ESZKÖZÖK (SPD) helyét, típusát és
   névleges adatait mind az AC, mind a DC oldalon dokumentálni
   kell [4.3.6.].

29.10 A hazai tűzvédelmi réteg: OTSZ és a műszaki irányelv napelemes előírásai

A jogszabályi alap

Az AC oldali tűzeseti lekapcsolás

A DC oldali tűzeseti lekapcsolás – a fejezet legfontosabb hazai szabálya

- a részszakaszok és a stringek feszültsége a beavatkozás
  idejére <= 120 V DC;
- a részszakaszok kialakulásának ideje <= 30 MÁSODPERC;
- a beavatkozó eszköz és a napelemtáblák közötti összekötés
  KIZÁRÓLAG A TÁBLÁK SAJÁT KÁBELE lehet, TOLDÁST NEM tartalmazhat;
- a berendezés a folyamat lezárásáig biztosítja a beavatkozó
  eszközök működéséhez szükséges villamos vagy mechanikai
  energiát.

29.11 Üzembe helyezési vizsgálatok és az átadási dokumentáció

Az átadási dokumentáció

Az igazoló ellenőrzés

A hét kötelező DC vizsgálat

1. Legalább 2 x V_oc méréshatárú feszültségmérő.
2. MINDEN NEGATÍV biztosítót/csatlakozót behelyezni (közös
   negatív busz), a POZITÍVAKAT NEM.
3. Az első modulsor ÜRESJÁRÁSI FESZÜLTSÉGÉT mérni (pozitív-
   negatív pólus között) -> egyezzen a várt értékkel.
4. Az egyik mérőtüskét az előző modulsor POZITÍV pólusán hagyni,
   a másikat a KÖVETKEZŐ modulsor pozitív pólusára tenni ->
   a közös negatív referencia miatt a mért feszültségnek
   KB. 0 V-nak kell lennie, KB. +-15 V TŰRÉSSEL.
5. Így végighaladva: FORDÍTOTT POLARITÁS esetén a mért érték
   A RENDSZERFESZÜLTSÉG KÉTSZERESE - "igen szembetűnő".

A szigetelési ellenállás – a legveszélyesebb vizsgálat

- KORLÁTOZNI a hozzáférést a munkaterülethez;
- NEM SZABAD FÉMES FELÜLETHEZ ÉRNI a mérés közben (és másokat
  is meg kell ezért óvni);
- a mérés előtt nem szabad a MODUL/LAMINÁLT FELÜLET HÁTOLDALÁHOZ
  vagy KAPCSAIHOZ érni;
- "amikor a műszert bekapcsolják, A VIZSGÁLATI TERÜLET
  FESZÜLTSÉG ALATT ÁLL"; a berendezésnek legyen AUTOMATIKUS
  KISÜTÉSI FUNKCIÓJA;
- MEGFELELŐ EGYÉNI VÉDŐESZKÖZ viselése;
- a vizsgálatot befolyásoló vagy károsodó eszközöket
  (pl. SPD) ÁTMENETILEG LE KELL VÁLASZTANI.

29.12 Karbantartás; a PV-szerelő munkabiztonsága és egyéni védőeszközei

A PV-szerelő képzési követelményei

a) a SZABADON LÉVŐ, FESZÜLTSÉG ALATT ÁLLÓ ALKATRÉSZEK
   FELISMERÉSE és megkülönböztetése a berendezés többi
   részétől;
b) FESZÜLTSÉGÜK MEGHATÁROZÁSA;
c) a BIZTONSÁGOS MUNKATÁVOLSÁG meghatározása a feszültség
   függvényében;
d) a MEGKÖZELÍTÉSI ÉS BIZTONSÁGI MENEKÜLÉSI ÚTVONALAK ismerete
   vészhelyzetre;
e) a HELYI VILLAMOS ÉS TŰZVÉDELMI ELŐÍRÁSOK ismerete;
f-g) a napelemes energiaforrás és a használt hardverelemek
   jellemzőinek ismerete;
h) annak ellenőrzése, hogy a VIZSGÁLÓESZKÖZÖK A KÖRÜLMÉNYEKNEK
   MEGFELELŐK-E;
i) ezek kezelése;
j) a TELEPHELY EGYÉB VESZÉLYEINEK ismerete.

Egyéni védőeszköz

- a LEESÉS ELLENI VÉDELMI ESZKÖZÖK,
- az ÍV- ÉS TŰZÁLLÓ RUHÁZAT,
- a PROTEKTOROKKAL ELLÁTOTT GUMIKESZTYŰK.

Az AC oldali feszültségmentesség ellenőrzése

A karbantartás szerkezete

A karbantartás során a modulsorok feszültség- és árammérését az IEC 62446-1 6. fejezete szerint kell végezni.

Kidolgozott mintapéldák

29.1. mintapélda – A string-feszültség hőmérsékletfüggése

Egy modulsor 20 darab azonos modulból áll. A modul adatlapja (feladatadat): V_oc(STC) = 41,5 V, a V_oc hőmérsékleti tényezője −0,29 %/K. A telepítési helyen várható legalacsonyabb hőmérséklet −15 °C. Az inverter megengedett legnagyobb DC bemeneti feszültsége 1000 V.

a) Mekkora a modulsor üresjárási feszültsége STC (25 °C) mellett? b) Mekkora −15 °C-on? c) Megfelel-e az inverternek?

a) A string V_oc STC mellett

V_oc,string(STC) = 20 · 41,5 = 830 V

b) A hőmérsékleti korrekció

A hőmérsékletkülönbség az STC 25 °C-hoz képest:

ΔT = −15 − 25 = −40 K

A feszültségváltozás:

ΔV% = ΔT · β = (−40) · (−0,29 %/K) = +11,6 %

A tényező NEGATÍV: melegben CSÖKKEN a feszültség.
A hőmérséklet is CSÖKKEN: -40 K.
Két negatív -> a feszültség NŐ.

A modul üresjárási feszültsége −15 °C-on:

V_oc(−15 °C) = 41,5 · (1 + 0,116) = 41,5 · 1,116 = 46,31 V

A modulsoré:

V_oc,string(−15 °C) = 20 · 46,31 = 926,3 V

c) Az inverter ellenőrzése

Legnagyobb várható string-feszültség:   926,3 V
Az inverter megengedett DC feszültsége: 1000,0 V
926,3 V <= 1000 V   ->   MEGFELEL
Tartalék: 1000 - 926,3 = 73,7 V  (7,4 %)

Válasz: a) 830 V · b) 926,3 V · c) megfelel, 7,4 % tartalékkal.

- az inverter BEMENETE TÖNKREMEGY - és a garancia sem fedezi,
  mert méretezési hiba;
- a modulok és a kábelek a NÉVLEGES RENDSZERFESZÜLTSÉGÜK fölé
  kerülhetnek.

29.2. mintapélda – Kell-e string-biztosító, és mekkora?

Egy modulcsoport 4 párhuzamos modulsorból áll. A modul adatlapja szerint (feladatadat): I_SC MAX = 11,2 A, I_MOD_MAX_OCPR = 20 A.

a) Kell-e túláramvédelem? b) Ha kell, mekkora legyen a névleges áram? c) Mi lenne a helyzet 3 modulsornál? És 2-nél?

a) Kell-e?

A szabvány feltétele [712.431.101.]:

1,35 · I_MOD_MAX_OCPR < (N_s − 1) · I_SC MAX

Behelyettesítve N_s = 4-re:

Bal oldal:   1,35 · 20   =  27,0 A
Jobb oldal:  (4 - 1) · 11,2 = 3 · 11,2 = 33,6 A
27,0 < 33,6   ->   A FELTÉTEL TELJESÜL   ->   KELL VÉDELEM

b) A névleges áram

1,1 · I_SC MAX ≤ I_n ≤ I_MOD_MAX_OCPR

Alsó határ:  1,1 · 11,2 = 12,32 A
Felső határ:              20,00 A
A megengedett tartomány:  12,32 A ... 20 A

Ebből a kereskedelmi sorból például 15 A-es gPV-biztosító (EN 60269-6) választható.

Mindkét polaritást védeni kell [712.432.101.].

c) 3, illetve 2 modulsor

N_s = 3:

Bal oldal:   1,35 · 20        = 27,0 A
Jobb oldal:  (3 - 1) · 11,2   = 22,4 A
27,0 < 22,4 ?   ->   NEM   ->   NEM KELL VÉDELEM

N_s = 2: a szabvány kifejezetten kimondja: 1 vagy 2 párhuzamos modulsornál nem kell túláramvédelem.

Válasz: a) kell · b) 12,32 A ≤ I_n ≤ 20 A, például 15 A gPV, mindkét polaritáson · c) 3 modulsornál nem kell (a feltétel nem teljesül), 2-nél sem.

29.3. mintapélda – A DC kábel feszültségesése

Egy modulsor a tetőn van, az inverter a pincében. A DC kábel egyirányú hossza 35 m (a plusz- és a mínuszvezető külön-külön). A kábel 6 mm² H1Z2Z2-K, amelynek ellenállása az adatlap szerint 3,39 mΩ/m (feladatadat). A modulsor üzemi (MPP) árama 11,2 A, a modulsor MPP-feszültsége 620 V (feladatadat). A tervezési célérték a DC oldali feszültségesésre legfeljebb 1 % (feladatadat).

a) Mekkora a kábelkör teljes ellenállása? b) Mekkora a feszültségesés voltban és százalékban? c) Megfelel-e a célértéknek? d) Mire kell figyelni a kábel terhelhetőségénél?

a) A kör ellenállása

A vezeték oda-vissza számít, tehát a hossz kétszeres:

l_ossz = 2 · 35 = 70 m

R = 70 m · 3,39 mΩ/m = 237,3 mΩ = 0,2373 Ω

b) A feszültségesés

ΔU = I · R = 11,2 · 0,2373 = 2,658 V ≈ 2,66 V

Százalékban a modulsor MPP-feszültségéhez viszonyítva:

ΔU% = 2,66 / 620 = 0,00429 = 0,43 %

c) A célérték

Számított feszültségesés:   0,43 %
Tervezési célérték:         1,00 %
0,43 % <= 1,00 %   ->   MEGFELEL

d) A terhelhetőség

A szabvány [712.523.101.] szerint a modulok hátoldali melegítésének kitett kábeleknél a környezeti hőmérsékletet legalább 70 °C-nak kell venni.

- A szokásos terhelhetőségi táblázatok 30 °C-ra szólnak.
- 70 °C-hoz JÓVAL KISEBB korrekciós tényező tartozik, tehát
  ugyanaz a keresztmetszet JÓVAL KEVESEBBET bír.
- A korrekciót a vezetékméretezési fejezet módszerével, a
  kábelgyártó adataival kell elvégezni.

Válasz: a) 0,2373 Ω · b) 2,66 V, azaz 0,43 % · c) megfelel · d) a modulok mögötti szakaszon legalább 70 °C-os környezeti hőmérséklettel kell számolni.

1. A DC oldali feszültségesés ENERGIAVESZTESÉG - a PV-rendszer
   egész élettartamára.
2. A számítás módja ugyanaz, mint bármely egyenáramú körnél:
   a vezeték ODA-VISSZA hossza x az ellenállása x az áram.
3. A célértéket a TERVEZŐ adja meg, az inverter gyártói
   ajánlásával összhangban.

29.4. mintapélda – Inverter teljesítmény-illesztés

Egy tetőre 20 darab, egyenként 415 W_p névleges teljesítményű modult terveznek. A kiválasztott inverter névleges AC teljesítménye 8,0 kVA; a gyártó adatlapja szerint a megengedett DC/AC teljesítményarány 1,0 és 1,5 között van (feladatadat).

a) Mekkora a modulcsoport névleges DC teljesítménye? b) Mekkora a DC/AC arány? Megfelel-e? c) Milyen további három ellenőrzést kell elvégezni?

a) A modulcsoport DC teljesítménye

P_DC = 20 · 415 = 8300 W_p = 8,30 kW_p

b) A DC/AC arány

k = P_DC / P_AC = 8300 / 8000 = 1,0375 ≈ 1,04

Megengedett tartomány:  1,00 ... 1,50
Számított arány:               1,04
MEGFELEL

c) A további ellenőrzések

A teljesítményillesztés önmagában nem elég – három további feltételt kell ellenőrizni:

1. A LEGNAGYOBB STRING-FESZÜLTSÉG <= az inverter megengedett
   DC feszültsége. (A 29.1. mintapélda szerint 926,3 V <= 1000 V.)
   Ez a HIDEG állapotra számítandó!
2. AZ MPP-ABLAK: a modulsor MPP-feszültsége a MELEG és a HIDEG
   szélsőértéknél is essen az inverter MPP-követési
   tartományába - különben az inverter nem tudja kihasználni
   a modulcsoportot.
3. A LEGNAGYOBB DC ÁRAM <= az inverter megengedett bemeneti
   árama, MPP-bemenetenként.

Válasz: a) 8,30 kW_p · b) 1,04, megfelel · c) a hideg állapotú string-feszültség, az MPP-ablak és a bemeneti áram ellenőrzése.

29.5. mintapélda – A helyes lekapcsolási sorrend

Egy hálózatra kapcsolt, tetőn lévő PV-rendszer inverterén kell karbantartást végezni. Milyen sorrendben kapcsolsz le, és miért?

Egy kollégád azt javasolja, hogy „egyszerűbb, ha először a DC leválasztót nyitod, mert akkor nem jön több energia”. Mit válaszolsz?

A helyes sorrend [MSZ EN IEC 62446-2, 13.3.2.1.]

a) Ellenőrizni, van-e SZIGETELÉSI HIBA vagy FÖLDZÁRLAT
   (az inverter vagy az adatgyűjtő jelzi).
b) Az inverter KI/BE KAPCSOLÓJÁT kikapcsolni.
c) Az inverter AC LEVÁLASZTÓKAPCSOLÓJÁT ki.
d) Az inverter DC LEVÁLASZTÓKAPCSOLÓJÁT ki.
e) MINDEN TOVÁBBI KÜLSŐ LEVÁLASZTÓT lekapcsolni.
f) A leválasztókapcsolókra RETESZELÉST helyezni nyitott
   állásban (LOTO).

A kolléga javaslatára a válasz

Nem, fordítva rossz – és a szabvány meg is indokolja [13.3.1.2.]:

„Általában a felfelé ágban található első, váltakozó áramú terhelésmegszakító kapcsolót vagy kismegszakítót biztonságosabb először (az egyenáramú leválasztókapcsoló előtt) működésbe hozni, mivel az inverter azonnal lekapcsolja a tranzisztorhidat, ha megszüntetik a váltakozó feszültséget.”

AC ELŐSZÖR:  az inverter leáll  ->  a DC oldalon MEGSZŰNIK AZ
             ÁRAM  ->  a DC leválasztót ÁRAMMENTESEN nyitjuk
             ->  NINCS ÍV.

DC ELŐSZÖR:  a teljes MPP-áramot EGYENÁRAMBAN kell megszakítani
             ->  az ív NEM ALSZIK EL magától (nincs nullátmenet)
             ->  ÍVVESZÉLY.

És egy fontos kiegészítés

A sorrend betartása nem teszi feszültségmentessé a DC oldalt, csak árammentessé:

„az egyenfeszültség-oldali kapcsok továbbra is feszültség alatt állhatnak, ha a megszakító- vagy leválasztókapcsolókat nyitották.”

És az inverter kondenzátorai miatt: „a legtöbb inverterben az egyenfeszültség 5 percig vagy tovább is a kapcsokon marad”.

Válasz: először az AC, utána a DC – mert így az inverter maga állítja le a DC oldali áramot, és a DC leválasztó árammentesen nyitható. A sorrend a DC oldalt árammentessé, de nem feszültségmentessé teszi.

29.6. mintapélda – Hova kerüljön a DC-leválasztás?

Négy helyzetet kell megítélni a TvMI 7.7 6.2.2. pontja szerint.

a) A DC kábel a tetőről a padlástéren át a padláson lévő inverterig megy; a belépési ponttól az inverterig 4 m, és nem halad át más szinten, tűzszakaszon, idegen tulajdonon. b) Ugyanez, de a kábel a belépési ponttól a pincében lévő inverterig 12 m, és két szinten halad át. c) A modulok egy melléképület tetején vannak; a modulok legközelebbi pontjától a lakóépület belépési pontjáig 18 m a kültéri kábelszakasz. d) A kábel a tetősík oldalfali peremétől a homlokzaton 3,5 m-t fut lefelé a kültéri inverterig.

a) 4 m beltéri nyomvonal, egy szint

Beltéri hossz:  4 m   <=  5 m       MEGFELEL
Szintek:        1                    MEGFELEL
Tűzszakasz, idegen tulajdon: nincs   MEGFELEL

A 6.2.2.2. minden feltétele teljesül → az inverterbe épített DC-oldali leválasztás elfogadható, külön DC-leválasztás nem kell.

b) 12 m beltéri nyomvonal, két szint

Beltéri hossz:  12 m  >  5 m         NEM FELEL MEG
Szintek:        2  (egynél több)     NEM FELEL MEG

A 6.2.2.2. feltételei nem teljesülnek → DC-leválasztást kell elhelyezni [6.2.2.3.].

Hol? „Ha a kábel belép az épületbe, a feszültség alatt maradó összesített beltéri hossz a belépési pont(ok)tól legfeljebb 5 m lehet, és a leválasztást ezen a szakaszon belül kell telepíteni.”

Tehát a leválasztó a belépési ponttól számított első 5 méteren belülre kerül.

c) 18 m kültéri szakasz

Kültéri hossz a moduloktól:  18 m  >  10 m

A 6.2.2.4. szerint: a leválasztást a modulokhoz a lehető legközelebb, de legfeljebb 10 méteren belülre kell elhelyezni.

d) 3,5 m homlokzati levezetés

Oldalfali levezetés a tetősík peremétől:  3,5 m  >  2 m

„Ennél hosszabb oldalfali levezetésnél DC-leválasztást kell elhelyezni a modulok közelében.”

Válasz: a) nem kell külön leválasztás · b) kell, a belépési ponttól 5 méteren belül · c) kell, a moduloktól 10 méteren belül · d) kell, a modulok közelében.

29.7. mintapélda – A szigetelésiellenállás-mérés előkészítése

Egy 16 modulból álló modulsoron kell szigetelésiellenállás-mérést végezni. A modul V_oc(STC) = 41,5 V (feladatadat). A modulcsoport teljesítménye 6,6 kW_p.

a) Mekkora a számított rendszerfeszültség? b) Melyik vizsgálófeszültséget és melyik határértéket kell alkalmazni? c) Milyen előkészítés és milyen biztonsági intézkedések kellenek? d) Mit kell tenni az SPD-vel?

a) A rendszerfeszültség

A 2. táblázat a V_oc(STC) × 1,25 értékkel dolgozik:

V_oc,string(STC) = 16 · 41,5 = 664 V

V_rendszer = 664 · 1,25 = 830 V

b) A vizsgálófeszültség és a határérték

830 V  ->  az "500 - 1000 V" sorba esik
Vizsgálófeszültség:               1000 V
Legkisebb szigetelési ellenállás:    1 MΩ

(A modulcsoport 6,6 kW_p, tehát a ≤ 10 kW_p-re szóló 2. táblázat alkalmazható.)

c) Az előkészítés és a biztonsági intézkedések

1. A jogosulatlan hozzáférés korlátozása a munkaterülethez.
2. A MODULCSOPORT LEVÁLASZTÁSA AZ INVERTERRŐL a modulcsoport
   leválasztókapcsolójánál.
3. A dobozban MINDEN ZAVARÓ ESZKÖZ (pl. SPD) LEVÁLASZTÁSA.
4. A mérés - eközben:
   - NEM SZABAD FÉMES FELÜLETHEZ ÉRNI (és másokat is óvni);
   - a mérés előtt nem szabad a modul hátoldalához vagy
     kapcsaihoz érni;
   - a műszernek legyen AUTOMATIKUS KISÜTÉSI FUNKCIÓJA;
   - EGYÉNI VÉDŐESZKÖZ viselése kötelező.
5. A mérés után A FESZÜLTSÉGMENTESSÉG ELLENŐRZÉSE, MIELŐTT a
   mérőkábelt eltávolítjuk vagy vezetőképes részt megérintünk.

d) Az SPD

Az SPD-t átmenetileg le kell választani, mert

- BEFOLYÁSOLJA a mérést (levezet a föld felé, tehát hamisan
  kis szigetelési ellenállást mutatna), ÉS
- KÁROSODHAT a vizsgálófeszültségtől.

És figyelem: az SPD-tartó a szabvány [712.537.2.2.104.] szerint megszakítóképesség nélküli bontóeszköz – tehát a leválasztás előtt meg kell győződni arról, hogy nem folyik áram, és a tartót véletlen működtetés ellen biztosítani kell.

Válasz: a) 830 V · b) 1000 V vizsgálófeszültség, 1 MΩ határérték · c) a fenti öt lépés · d) le kell választani, árammentes állapotban.

29.8. mintapélda – Az összekötő doboz vizsgálata

Egy összekötő dobozba 4 modulsor fut be, mindegyik 16 modulból áll (V_oc,string(STC) ≈ 664 V). A vizsgálatot a 62446-1 6.3. pontja szerint végzed.

a) Milyen műszert válasszál? b) Írd le a vizsgálat menetét! c) Mekkora értéket kell mérned a szomszédos modulsorok pozitív pólusai között? d) Mit mérnél, ha az egyik modulsor fordított polaritással van bekötve?

a) A műszer

Legalább 2 × V_oc méréshatárú feszültségmérő:

2 · 664 = 1328 V, tehát legalább 1400-1500 V méréshatár kell.

b) A vizsgálat menete

1. A modulsor-biztosítók/csatlakozók ELSŐ BEHELYEZÉSE ELŐTT
   kezdjük.
2. MINDEN NEGATÍV biztosítót/csatlakozót behelyezünk
   (közös negatív busz), A POZITÍVAKAT NEM.
3. Megmérjük az ELSŐ modulsor üresjárási feszültségét
   (pozitív-negatív pólus között) -> egyezzen a várt
   664 V-tal (+-5 %).
4. Az egyik mérőtüskét az előző modulsor POZITÍV pólusán
   hagyjuk, a másikat a KÖVETKEZŐ modulsor pozitív pólusára
   tesszük.
5. Így haladunk végig mind a 4 modulsoron.

c) A várt mérési érték

A közös negatív referencia miatt a két pozitív pólus között a mért feszültség:

kb. 0 V, kb. ±15 V tűréssel

Helyes bekötés:   +664 V  és  +664 V  ->  a különbség ~0 V
Tűrés:            kb. +-15 V (a modulsorok közötti kis
                  eltérésekből, árnyékolásból)

d) Fordított polaritás

Ha az egyik modulsor fordítva van bekötve, akkor annak pozitív pólusán −664 V jelenik meg a közös negatív referenciához képest. A két pozitív pólus között mért érték:

664 − (−664) = 1328 V

Azaz a RENDSZERFESZÜLTSÉG KÉTSZERESE – a szabvány szavaival: „igen szembetűnő”.

Válasz: a) legalább 1400-1500 V méréshatár · b) a fenti öt lépés · c) kb. 0 V, ±15 V tűréssel · d) 1328 V, a rendszerfeszültség kétszerese.

- a fordított polaritású modulsorba a TÖBBI string hajtana
  áramot -> a modulok és a BYPASSDIÓDÁK károsodhatnak;
- a javításhoz a rendszert MÁR ÜZEMKÉSZ állapotban kellene
  bontani, terhelés alatt;
- és a szabvány külön elő is írja: fordított polaritás
  észlelésekor ELLENŐRIZNI KELL, hogy a modulok és a
  bypassdiódák NEM KÁROSODTAK-E.

Gyakorlatok

Összefoglalás

Ellenőrző kérdések

1. Mi a modul, a modulsor és a modulcsoport közötti különbség?
2. Meddig tart a DC oldal, és hol kezdődik az AC oldal?
3. Mit jelöl az U_OC MAX és az I_SC MAX?
4. Miért kötik a modulokat sorba, és miért párhuzamosan?
5. Mondd ki a fejezet legfontosabb alapelvét a 712.410.101. szerint!
6. Mit mond a TvMI a DC oldal teljes feszültségmentesítéséről?
7. Miért nem elég a zár használata a PV-rendszereknél?
8. Miért veszélyesebb az egyenáramú ív a váltakozó áramúnál?
9. Sorolj fel három tiltást, amely a terhelés alatti bontásra vonatkozik!
10. Mennyi ideig maradhat feszültség az inverter kapcsain a lekapcsolás után?
11. Miért tilos egyedül szervizelni PV-rendszert?
12. Mely védelmi módok nem alkalmazhatók a DC oldalon?
13. Milyen érintésvédelmi osztályúnak kell lennie a DC oldal szerkezeteinek?
14. Mikor alkalmazható SELV/PELV a DC oldalon? Mikortól kötelező az alapvédelem?
15. Milyen típusú RCD kell az AC tápáramkörbe, és mi a három kivétel?
16. Miért nem érzékeli az AC típusú RCD az egyenáramú hibaáramot? Mi ennek a következménye?
17. Mikor kell IMD-t alkalmazni, és mi a kivétel?
18. Miért folyamatos, és miért nem időszakos a PV-nél a szigetelésfelügyelet?
19. Mikor NEM kell túláramvédelem a DC oldalon?
20. Írd fel a túláramvédelem szükségességének feltételét!
21. Írd fel a névleges áram megengedett tartományát!
22. Miért nem túláramvédelem a záródióda? Hogyan hibásodhat meg?
23. Mi alapján kell dönteni a DC oldali SPD alkalmazásáról?
24. Miért különösen fontos a PV-nél a túlfeszültség-védelem? Mi a hurokfelület szerepe?
25. Sorold fel a PV-rendszer négy fő termékszabványát!
26. Milyen kábelt lehet és milyet nem lehet használni a DC oldalon?
27. Miért nem fektethető a DC kábel közvetlenül a tetőfelületre?
28. Mekkora környezeti hőmérséklettel kell számolni a modulok mögött, és miért?
29. Miért tilos a vegyes márkájú DC csatlakozópár?
30. Milyen jelöléseket ír elő a szabvány a PV-rendszerre?
31. Hol kell leválasztóeszköz, és milyen típusú a DC oldalon?
32. Mit mond a szabvány a megszakítóképesség nélküli bontóeszközökről?
33. Mi a helyes lekapcsolási sorrend? Indokold meg!
34. Mit tesz és mit NEM tesz a helyes sorrend a DC oldallal?
35. Sorold fel a LOTO hét lépését!
36. Mit kell tartalmaznia a LOTO-táblának? Ki távolíthatja el a reteszelést?
37. Mit ír elő az OTSZ 87. §-a a napelemek tűzeseti lekapcsolásáról?
38. Hol kell jelezni a napelem jelenlétét az OTSZ 148. § (3) c) szerint?
39. Mikor teljesül a jogszabályi előírás az AC oldalon a TvMI szerint? Mi a helyzet szigetüzemnél?
40. Add meg a DC-leválasztás három távolságszabályát, és mondd meg, mire vonatkoznak!
41. Mikor elég az inverterbe épített DC-leválasztás?
42. Mi a TvMI tervezési ajánlása a DC-hálózati rész elhelyezésére?
43. Miért kell az átadási dokumentáció? Mit mond erről a 62446-1 bevezetője?
44. Sorolj fel hat tételt az átadási dokumentációból!
45. Mi az 1-es kategóriájú vizsgálati rend hét DC vizsgálata?
46. Milyen sorrendben kell a vizsgálatokat végezni, és mit kell a modulsorok csatlakoztatása előtt elvégezni?
47. Mekkora a V_oc és mekkora az árammérés elfogadási tűrése?
48. Mit jelent, ha a V_oc a vártnál kisebb? És ha nagyobb?
49. Írd le az összekötő doboz vizsgálatának menetét!
50. Mekkora értéket kell mérni a szomszédos modulsorok pozitív pólusai között? És fordított polaritásnál?
51. Miért a legveszélyesebb vizsgálat a szigetelésiellenállás-mérés?
52. Sorold fel a szigetelésmérés kötelező biztonsági intézkedéseit!
53. Add meg a vizsgálófeszültséget és a határértéket a négy rendszerfeszültség-sávra!
54. Mit kell tenni az SPD-vel a mérés előtt, és miért?
55. Mit mond a szabvány a csúcsfeszültségről?
56. Mit kell tenni, ha a rendszer modulszintű elektronikát tartalmaz?
57. Sorolj fel öt pontot a PV-szerelő képzési követelményeiből!
58. Milyen egyéni védőeszközöket ír elő a szabvány? Mi legyen még a munkahelyen?
59. Miért nem szabad érintésmentes fáziskeresővel feszültségmentességet megállapítani?
60. Mely karbantartási feladatokat végezheti nem szakember, és melyeket nem?

Tudáspróba

1. Mit mond ki az MSZ HD 60364-7-712 712.410.101. pontja?

a) a DC oldalt az inverter leválasztásával feszültségmentesíteni lehet b) a DC oldal csak akkor van feszültség alatt, ha az inverter üzemel c) a DC oldal szerkezeteit feszültség alatt állónak kell tekinteni akkor is, ha az AC oldal le van kapcsolva d) a DC oldal feszültsége éjszaka is a névleges érték

2. Milyen érintésvédelmi osztályúak legyenek a DC oldal szerkezetei?

a) legalább II. osztályúak vagy egyenértékű szigetelésűek b) I. osztályúak, védővezetővel c) III. osztályúak, SELV táplálással d) nincs rájuk követelmény, mert egyenáramúak

3. Milyen típusú áram-védőkapcsoló kell alapesetben az AC tápáramkörbe?

a) AC típusú b) A típusú c) F típusú d) B típusú

4. Hány párhuzamos modulsorig nem kell DC oldali túláramvédelem?

a) 1-ig b) 1 vagy 2 modulsorig c) 3-ig d) mindig kell

5. Egy modulcsoportnál I_SC MAX = 11,2 A. Mekkora a string-biztosító megengedett alsó határa?

a) 12,32 A b) 11,2 A c) 15,12 A d) 22,4 A

6. Mekkora környezeti hőmérséklettel kell számolni a modulok mögötti kábelnél?

a) 30 °C b) 40 °C c) legalább 70 °C d) 90 °C

7. Mi a helyes lekapcsolási sorrend?

a) először a DC leválasztó, mert onnan jön az energia b) először az AC oldal, mert az inverter azonnal lekapcsolja a tranzisztorhidat c) mindegy, csak legyen reteszelve d) először a modulcsatlakozókat kell bontani

8. A TvMI szerint legfeljebb mekkora lehet a feszültség alatt maradó beltéri DC-nyomvonal a belépési ponttól?

a) 2 m b) 10 m c) 15 m d) 5 m

9. Mekkora tűréssel kell kb. 0 V-ot mérni a szomszédos modulsorok pozitív pólusai között az összekötő doboz vizsgálatánál?

a) kb. ±15 V b) kb. ±5 V c) kb. ±50 V d) pontosan 0 V-ot kell mérni

10. Egy string V_oc(STC) értéke 664 V. Melyik vizsgálófeszültséget kell alkalmazni a szigetelésmérésnél?

a) 250 V b) 1000 V c) 500 V d) 1500 V

11. Mit kell tenni az SPD-vel a szigetelésiellenállás-mérés előtt?

a) semmit, nem zavarja a mérést b) csak a földelését kell bontani c) átmenetileg le kell választani, mert befolyásolja a mérést és károsodhat d) rövidre kell zárni

12. Mit mond a szabvány a PV-csatlakozókról?

a) terhelés alatt is bonthatók, ha szerszámmal történik b) csak nedves időben nem bonthatók c) a bontásukhoz elég a DC leválasztó nyitása d) nem tehermegszakító eszközök, ezért mindig ellenőrizni kell az áramot bontás előtt

Források

Amit a jegyzet szándékosan nem állít tényként vagy nem közöl

A fejezet nem közöl DC oldali SPD-típusválasztást (T1/T2/T3), sem névleges levezető áramot, sem védelmi szintet. A kutatási jegyzet ezt nyitott tételként tartja nyilván: a részletek az MSZ HD 60364-5-534 anyagához tartoznak, amelynek feldolgozása ehhez a fejezethez nem zárult le. Amit a fejezet közöl: hogy a DC oldalra is mérlegelni kell a védelmet, és hogy a döntés alapja a HD 60364-4-443, illetve a kockázatfelmérés.

A fejezet nem közöl határértéket a DC oldali feszültségesésre. A jegyzetnek nem állt rendelkezésére szabványi vagy több forrásból igazolt érték; a 29.3. mintapélda 1 %-os célértéke feladatadat. Az MSZ 447 szerinti 2 %-os (1 % + 1 %) érték a fogyasztói hálózat AC oldalára vonatkozik, nem a PV DC oldalára.

A fejezet nem közöl 70 °C-ra vonatkozó hőmérséklet-korrekciós tényezőt: a korrekciós táblázatok a vezetékméretezési fejezet és a kábelgyártó adatai.

A fejezet nem közli a villámvédelmi elválasztási távolság számítását, a levezetők méretezését és a villámvédelmi kockázatelemzést – ezek a jegyzet villámvédelemmel foglalkozó fejezetének anyagai.

A fejezet nem közöl vizsgálati eljárást teljesítményoptimalizálót vagy mikroinvertert (modulszintű elektronikát) tartalmazó rendszerekre: a szabvány maga mondja ki, hogy a berendezések sokfélesége miatt nem lehet meghatározni, mely vizsgálatokat lehet biztonságosan elvégezni – ott a gyártóval kell egyeztetni.

A fejezet nem közli az EU 2018/2001 irányelv IV. melléklete 6. d) pontjának szó szerinti szövegét (a napelemes telepítők tanúsítási követelményeit). A kutatási jegyzet ezt részben lezárt, nyitott tételként tartja nyilván: a forrás elérhető, de a telepítő-kategóriánkénti bontás pontos szövege még nem lett teljesen kinyerve, és szó szerinti idézethez az EUR-Lex marad az elsődleges forrás.

A fejezet nem közöl HMKE-eljárásrendi részletet (engedélyezési határértékek, betáplálási korlátok, elszámolási szabályok): ezek elosztói engedélyesi és energiajogi kérdések, amelyek gyakran változnak. A folyamat lépéssora (igénybejelentés → engedélyeztetés → kivitelezés → üzembe helyezés) három hivatalos forrásból igazolt, de a számszerű feltételeket a mindenkori elosztói üzletszabályzatból kell venni.

A mintapéldák és gyakorlatok minden modul-, inverter-, kábel- és hőmérsékletadata feladatadat, nem termékjellemző.