Aansluiten en Aarden van PV panelen in de nieuwe NEN1010

Nieuwe NEN1010 en PV panelen.

Update 4 september 2020

Per 1 januari 2017 is de nieuwe NEN van kracht, de NEN1010:2015. Sinds de vorige uitgave zijn zonnepanelen en elektrische voertuigen steeds meer te vinden.

In de nieuwe NEN1010 wordt daarom onder andere nader ingegaan op het aansluiten en aarden van zonnepanelen en is er een rubriek toegevoegd, namelijk “laadinrichtingen voor elektrische voertuigen”.

In dit artikel bespreken wij de belangrijkste wijzigingen ten aanzien van PV panelen.

1.0 Het aansluiten van PV panelen
1.1 Kleine PV systemen
1.2 Middelgrote PV systemen
1.3 Grote PV systemen

2.0 Aarding van PV installaties
2.1 De metalen constructie
2.2 Isolatie
2.3 Elektrolytische corrosie
2.4 Aardlekschakelaar aanspreekwaarde en Type B of Type A?



Het aansluiten van PV panelen 

Kleine PV systemen

In de oude NEN1010 was het nog toegestaan om een PV installatie met een maximale uitgangsstroom van 2,25A oftewel 517,5VA via een stekker op een bestaande groep aan te sluiten.
Deze methode van aansluiten is in de nieuwe NEN1010 niet meer toegestaan. Het is nu verplicht om tussen het net en de omvormer een toestel voor overstroombeveiliging op te nemen.

In de praktijk betekent dit dat (de omvormer van) een PV installatie op een eigen eindgroep in de GroepenKast moet worden aangesloten, maar je kunt hiervoor ook de wasmachine aansluiting gebruiken met een PV verdeler: Klik hier

Middelgrote PV systemen

Een middelgroot PV systeem, dit zijn systemen tot een maximale stroom van 16A en met een maximaal uitgangsvermogen van 3680VA (5kVA), kunnen op een onderverdeling worden aangesloten.

De GroepenKast verdeler moet zijn berekend voor de maximale stromen die kunnen gaan lopen. De GroepenKasten van de A merken zoals Hager, Schneider, Eaton en ABB zijn vaak berekend op 40A. Soms kan de interne bedrading en het railstysteem iets meer vermogen hebben, de beperking komt dan voort uit de aardlekschakelaars van 40A.

Maar let wel op de totale stroom die kan gaan lopen. Met zonnepanelen heb je immers twee voedingsbronnen: het energiebedrijf en de zonnepanelen. Stel dat de zekering van het energiebedrijf 35A is, dan is de maximale stroom die kan gaan lopen 35A. En stel dat de omvormer van de zonnepanelen een maximale stroom kan voeren 16A is. Dan mag je deze beide optellen. In de groepenkast kan dan een stroom gaan lopen van 35A + 16A =  51A. Je moet in dit geval dus aanvullende maatregelen nemen.

Vaak is het in bestaande situatie moeilijk om een kabel naar de omvormer op zolder te trekken, terwijl de wasmachine aansluiting op zolder staat. Een goede oplossing is dan een PV verdeler: klik hier

 

Grote PV systemen

Voor grote PV systemen, dit zijn systemen boven de 3680VA (5kVA), geldt dat de installatie opnieuw moet worden doorgerekend. Hierbij moet je ook rekening houden met de stromen die kunnen gaan lopen.
In de praktijk is het advies om voor de overzichtelijkheid en de veiligheid van de installatie elke omvormer afzonderlijk, via een eigen kabel, op een nieuw te plaatsen PV GroepenKast aan te sluiten.

Deze PV GroepenKast kan dan met een eigen kabel op de hoofd-GroepenKast worden aangesloten. Voor het berekenen van de kabel moet je zowel rekening houden met de belastbaarheid als met het spanningsverlies over deze kabel.
Soms kan het aantrekkelijk zijn om zelfs een dikkere kabel te nemen, omdat op den duur het rendementsvoordeel van de meeropbrengst van het PV systeem opweegt tegen de extra investering in de kabel.
 

Ook moet je rekening houden met de belastbaarheid van het railsysteem. De maximale stroom die in (een deel) van het railsysteem van de GroepenKast kan gaan lopen is de som van de hoofdbeveiliging en de stroom geleverd door de PV installatie.

Stel dat het railsysteem en de componenten geschikt zijn voor 63A per fase en dat de hoofdzekering 40A is, dan is overbelasting van (een gedeelte van) de rail mogelijk als het PV systeem bijvoorbeeld 16A levert (40A + 16A = 56A).

 

Aarding van PV installaties

In de nieuwe NEN1010 is er meer duidelijkheid gekomen over het aarden van PV installaties. In de vorige NEN1010 werd het aarden van PV installaties niet verplicht gesteld.
In de praktijk werd een PV installatie de ene keer wel en de andere keer niet geaard. En als de PV installatie wel werd geaard, werd dit vaak gedaan in combinatie met bliksemafleiding.

De metalen constructie

In de recente NEN1010 geldt de metalen constructie van een PV installatie als een “vreemd geleidend deel”, en moet dus geaard worden. De metalen constructie moet worden geaard door middel van een potentiaalvereffeningsleiding die met de DC kabel mee naar de omvormer moet worden geleid.
Nabij de omvormer moet de vereffeningsleiding op een aardrail worden aangesloten.
Ook de omvormer moet met een potentiaalvereffeningsleiding op deze aardrail worden aangesloten. Deze aardrail moet vervolgens weer worden aangesloten op de hoofdaardrail van het pand.

 
Isolatie
 

De zonnepanelen zelf zijn vaak dubbel geïsoleerde PV panelen en deze hoeven dus niet geaard te worden. Het gaat om de aarding van de metalen draagconstructie waarop ook vaak de DC bekabeling is bevestigd.
Deze bekabeling kan bijvoorbeeld in de loop van de tijd verouderen en sluiting veroorzaken met de metalen constructie. Dit kan tot ongewenste en zelfs gevaarlijke situaties leiden.

Elektrolytische corrosie

Naast sluiting tussen de DC kabel en de metalen draagconstructie kan er ook elektrolytische corrosie ontstaan. Vaak zijn draagconstructie van aluminium. Aluminium in combinatie met andere metalen zoals koper en staal geeft in een vochtige omgeving kans op elektrolytische corrosie.

Aanspreekwaarde aardlekschakelaar kiezen en Type B of Type A toepassen?

Tenzij aan een aantal voorwaarden wordt voldaan moet een aardlekschakelaar worden toegepast, in de praktijk zal in de meeste gevallen dus een aardlekschakelaar moeten worden geplaatst. Dit geldt ook voor de klasse van de aardlekschakelaar.

Volgens de NEN1010:2020 zijn de volgende aandachtspunten voor het aansluiten van PV:

• PV aansluiten op een aparte eindgroep
• Aardlekbeveliging is niet verplicht mits de aardverspreidingsweerstand op de plaats van de apparaten zo laag is dat de beveiliging binnen de voorgeschreven uitschakeltijden aanspreken
• Lage aardverspreidingsweerstand is vaak lastig haalbaar, zeker in TN-stelsels
• Aardverspreidingsweerstand kan door omstandigheden in de loop van de tijd verslechteren
• Advies is dan ook: pas altijd een 300mA aardlekautomaat als directe groep toe

Bij de keuze van een aardlekbeveiliging voor een omvormer van zonnepanelen zijn een aantal zaken van belang, waaronder de aanspreekwaarde. De vuistregel is dat een transformatorloze omvormer ongeveer 10mA per KWp vermogen aan lekstroom kan generenen. Bij een omvormer van 2 KWp kan dan een lekstroom ontstaan van 20mA.

Een aardlekbeveiliging kan al aanspreken bij 50% van de nominale aanspreekwaarde, waardoor een 30mA aardlek al snel ongewenst kan uitschakelen.

Kies dus de juiste aardlekschakelaar om te zorgen dat de installatie goed functioneert. Een aardlekschakelaar met een waarde van 30mA kan al worden aangesproken bij 15mA.

Heb je een voldoende lage aardverspreidingsweerstand en is de kortsluitstroom hoog genoeg dan is een aardlek niet altijd nodig. Is hij wel van toepassing pas dan een 300mA aardlekbeveiliging toe (dus niet combineren achter een bestaande 30mA aardlekschakelaar).

Ps. sommige fabrikanten van microomvormers geven aan dat een 30mA voldoende is, maar dit zijn uitzonderingen. 

De fabrikant schrijft voor welk type aardlekbeveiliging moet worden toegepast. Vaak is dit type A.

Type A mag je in de volgende situaties toepassen, anders moet je een type B aardlekbeveiliging toepassen:

- De omvormer beschikt intern over een transformator die het DC-circuit van het AC-circuit scheidt. bij bepaalde typen omvormer met hoogfrequente transformatoren is dit niet het geval.
- Tussen de omvormer en de aansluiting op de verdeelinrichting is een scheidingstransformator geplaatst.
- Volgens een verklaring van de fabrikant van de omvormer is geen type B nodig.

Dus wordt aan één van bovenstaande voorwaarden voldaan dan mag een aardlekschakelaar type A worden toegepast.
Als aan geen van bovenstaande voorwaarden wordt voldaan dan moet type B worden toegepast. Zie onderstaande video: