Forum: Haus & Smart Home Überspannungsschutz für PV, Lichtbogen, Grundlagen


von Daniel (docemmettbrown)


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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

von Michael B. (laberkopp)


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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.

von Daniel (docemmettbrown)


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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

von Michael B. (laberkopp)


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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.

von Manuel X. (vophatec)


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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 ;)

von Daniel (docemmettbrown)


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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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