Stand der internationalen Normung im Bereich...

Stand der internationalen Normung im Bereich

Adrian Häring, SMA Solar Technology AG

Stand der internationalen Normung im Bereich Lichtbogendetektion und Generatorabschaltung

12. Brandschutz-Workshop Freiburg, 24.01.2013

1. Motivation | 2. Bestehende Normen | 3. Aktuelle Situation bei Lichtbogenerkennung | 4. Aktuelle Situation bei Generatorabschaltung | 5. Fazit

Agenda

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Motivation

Bestehende Normen2

3 k ll b h b k3 Aktuelle Situation bei Lichtbogenerkennung

4 Ak ll S b G b h l4 Aktuelle Situation bei Generatorabschaltung

5 F i5 Fazit

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Motivation

Bestehende Normen2



5 F i5 Fazit


Motivation1. Motivation | 2. Bestehende Normen | 3. Aktuelle Situation bei Lichtbogenerkennung | 4. Aktuelle Situation bei Generatorabschaltung | 5. Fazit

Motivation

> Für Lichtbogendetektion und Generatorabschaltung gibt es bisher keine einheitlichen> Für Lichtbogendetektion und Generatorabschaltung gibt es bisher keine einheitlichen internationalen Standards

> Durch die zunehmend Verbreitung von PV Anlagen treten auch Sicherheitsthemen in den> Durch die zunehmend Verbreitung von PV-Anlagen treten auch Sicherheitsthemen in den Vordergrund

D h di B d h i d PV G i K hl f i k i k b h> Durch die Besonderheiten des PV-Generators, wie Kurzschlussfestigkeit, können bewährte Konzepte nicht immer angewandt werden.

> Vom neuen Bedarf getrieben, müssen erst neue Schutzkonzepte entwickelt werden

> Diese Konzepte und Technologien sind meist neu und kaum verbreitet

> Parallel dazu entstehen nationale Normanforderungen, z.T. auch um die Industrie dazu zu bringen, Lösungen zu entwickeln


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Adrian Häring: „ Stand der internationalen Normung im Bereich Lichtbogendetektion und Generatorabschaltung“


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Motivation

Bestehende Normen2



5 F i5 Fazit



Bestehende Normen

> Im PV-Bereich (eigentlich generell) sind Normen verfügbar zu welchem es entsprechende> Im PV-Bereich (eigentlich generell) sind Normen verfügbar, zu welchem es entsprechendeFelderfahrung gibt,

> N fü K t i M d l WR L d l> Normen für Komponenten wie Module, WR , Laderegler, …

> Normen zur Installation von PV-Anlagen

> Bei neuen Konzepten wie Moulabschaltern und Lichtbogendetektoren gibt es wenigErfahrung.

> Hier wird die Normung schwierig, da es dann eher akademisch wird.

h h/ h f l h h d ld f h> Technisch/Wissenschaftliche Annahmen müssen die Felderfahrung ersetzen.

SMA Solar Technology AG 6Adrian Häring: „ Stand der internationalen Normung im Bereich Lichtbogendetektion und Generatorabschaltung“


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Motivation

Bestehende Normen2



5 F i5 Fazit


Situation bei Lichtbogenstandardisierung1. Motivation | 2. Bestehende Normen | 3. Aktuelle Situation bei Lichtbogenerkennung | 4. Aktuelle Situation bei Generatorabschaltung | 5. Fazit

Situation bei Lichtbogenstandardisierung

> PV-Systeme mit Lichtbogenerkennung bisher kaum im Markt und erst seit kurzem verfügbar> PV Systeme mit Lichtbogenerkennung bisher kaum im Markt und erst seit kurzem verfügbar> Bestehende Techniken und Standards für PV nicht automatisch anwendbar> Technologie steckt für PV-Anlagen noch in den KinderschuhenTechnologie steckt für PV Anlagen noch in den Kinderschuhen> Wenig Felderfahrung> Viele Aspekte, wie z.B. Leitungslänge und –verlegung, haben Einfluss auf Funktionp , g g g g,> Systemkomponenten wie Wechselrichter können Fehlauslösungen erzeugen

> In den USA wurden sowohl ein (Prüf-)Standard für Lichtbogendetektoren (UL 1699B) als auch die Anforderung in den Installationsstandard (NEC) eingeführtauch die Anforderung in den Installationsstandard (NEC) eingeführt

> Andere Länder sind mit Standards für Lichtbogendetektion sehr zurückhalten.


Produktstandards für Lichtbogendetektoren1. Motivation | 2. Bestehende Normen | 3. Aktuelle Situation bei Lichtbogenerkennung | 4. Aktuelle Situation bei Generatorabschaltung | 5. Fazit

Produktstandards für Lichtbogendetektoren

> Der UL-Standard als einzig verfügbare Standard dient als Basis für einen neuen> Der UL Standard als einzig verfügbare Standard dient als Basis für einen neuen internationalen Produktstandard> Der UL-Standard sehr auf die bestehende NEC-Forderung ausgelegt und wenig universell> Eine grundlegende Idee ist, Funktionen zu kategorisieren, so dass je nach gewünschter

und geforderter Funktion bei Geräte ein Teil oder alle Funktionen abgeprüft werden: in> Unterscheidung in:

> Nur Detektieren und Detektieren+Behandeln> Seriell und Parallel> Verschieden Leistungsklassen

> Ein Lichtbogendetektor kann dann nach beliebiger Kombinationen geprüft werden, z.B. Seriell detektieren und löschen, parallel nur detektieren

> D h d l A t fü b li bi K d d N f d ffSMA Solar Technology AG 9

> Durch modulare Art für beliebige Kunden- und Normanforderungen offen.Adrian Häring: „ Stand der internationalen Normung im Bereich Lichtbogendetektion und Generatorabschaltung“



> Wesentliche Hürden für die Arbeit am Lichtbogendetektorstandard sind


> Wesentliche Hürden für die Arbeit am Lichtbogendetektorstandard sind

> Einigung auf Level für Robustheit und Sensitivität

> Lieber öfter Fehlauslösung anstatt einen Lichtbogen nicht zu detektieren?> Einigung auf typische Anlagen- und Lichtbogenszenarien> Art der Lichtbogenerzeugung . Was ist realistischste Nachbildung? > Ständig neue wissenschaftliche Erkenntnisse, die zeigen, dass ein Stand der Technik noch

nicht wirklich vorhanden ist> Da der Markt trotzdem nach einem Standard verlangt, muss hier ein eine Lösung

f d dgefunden werden.


Zukunft von Lichtbogenstandardisierung1. Motivation | 2. Bestehende Normen | 3. Aktuelle Situation bei Lichtbogenerkennung | 4. Aktuelle Situation bei Generatorabschaltung | 5. Fazit

Zukunft von Lichtbogenstandardisierung

> Erwartung an die Normung in Zukunft> Erwartung an die Normung in Zukunft

> Mit einem Teststandard ist früher oder später zu rechnen

> Bei den Installationsstandards ist dies noch nicht abzusehen

> Es wird zwar im Entwurf der IEC TS 62548 quasi angekündigt aber nur im> Es wird zwar im Entwurf der IEC TS 62548 quasi angekündigt, aber nur im informativen Anhang

> Bei den Installationsregeln gibt es in den verschiedenen Ländern doch stärkere> Bei den Installationsregeln gibt es in den verschiedenen Ländern doch stärkere Abweichungen

Di G f h d i i i i hi d L d k hi dli h> Die Gefährdungssituation ist in verschieden Ländern stark unterschiedlich




Erwartung, dass sich die Forderungen nach einem Li h b d k i d i l


Lichtbogendetektor in den nationalen Installationsstandards unterscheiden

> Unterschiedliche Bauweisen

> Unterschiedliche Schutzphilosphien

> Ggfs. auch applikationsabhängig



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Bestehende Normen2


4 Ak ll Si i b i G b h l4 Aktuelle Situation bei Generatorabschaltung

5 F i5 Fazit


Standardisierung Generatorabschaltung1. Motivation | 2. Bestehende Normen | 3. Aktuelle Situation bei Lichtbogenerkennung | 4. Aktuelle Situation bei Generatorabschaltung | 5. Fazit

Standardisierung Generatorabschaltung

> PV-Systeme mit Generatorabschaltung kaum verbreitet im Markt und erst seit kurzem> PV Systeme mit Generatorabschaltung kaum verbreitet im Markt und erst seit kurzem verfügbar> Schaltelemente, die sicher, langlebig und kosteneffiktiv sind, müssen neu entwickelt

werden> Geräte stecken noch in den Kinderschuhen> Wenig Felderfahrung> Halbleiterschaltung an sich zur Freischaltung nicht zulässig, aber in für diese Applikation

ll d b h dsollte dies neu betrachtet werden> Zusammenspiel mit anderen Systemkomponenten wie Wechselrichter können Probleme

erzeugenerzeugen




> International bisher noch kein Standard verfügbar


> International bisher noch kein Standard verfügbar

> In verschiedenen Ländern sind Installationsstandards mit entsprechenden Anforderungen oder Anwendungsstandards für Generatorabschaltung in Arbeitoder Anwendungsstandards für Generatorabschaltung in Arbeit

> VDE-AR 2100-712

> UTE C15-712-2

> NEC> NEC

> In der relevanten Arbeitsgruppe auf IEC-Ebene (TC82 WG3) wird das Thema diskutiert



Zukunft Standardisierung Generatorabschaltung

> Es wird aktuell an verschiedenen relevanten Produktstandards gearbeitet:

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> Es wird aktuell an verschiedenen relevanten Produktstandards gearbeitet:

> IEC 62109-3: Anforderungen an Modulelektronik (außer Bypassdiode)

> Arbeitsgruppe zur Festlegung von Anforderungen an eine DC-Freischaltfunktion, wie z.B. Modulfreischalter

> Bei den Installationsstandards ist dies wenig wahrscheinlich

> Die Regeln für Löscharbeiten und Rettungsarbeiten werden national festgelegt> Die Regeln für Löscharbeiten und Rettungsarbeiten werden national festgelegt.

> Je nachdem, was national vergleichbar/üblich ist, sind unterschiedliche A f d BAnforderungen zu erwarten, z.B.:

> Modulabschaltung, Strangabschaltung oder auch bauliche Vorkehrungen



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Motivation

Bestehende Normen2



5 F i5 Fazit


Zusammenfassung1. Motivation | 2. Bestehende Normen | 3. Aktuelle Situation bei Lichtbogenerkennung | 4. Aktuelle Situation bei Generatorabschaltung | 5. Fazit

Zusammenfassung

> Die notwendigen Normaktivitäten sind gestartet> Die notwendigen Normaktivitäten sind gestartet

> Größte Herausforderung: Standards zu erstellen, für welche es nur wenig Felderfahrung aus einem kurzen Zeitraum gibteinem kurzen Zeitraum gibt.

> Zu weicher Standard wenig hilfreich

> Zu restriktiver Standard behindert ggfs. Technologien, die im Feld gut/besser funktionieren würden

> Für Gerätestandards sind früher oder später einheitliche Produktstandards zu erwarten


Zusammenfassung1. Motivation | 2. Bestehende Normen | 3. Aktuelle Situation bei Lichtbogenerkennung | 4. Aktuelle Situation bei Generatorabschaltung | 5. Fazit

Zusammenfassung

> Bei den Installationsstandards und somit den Anforderungen für den Einsatz von> Bei den Installationsstandards und somit den Anforderungen für den Einsatz von Lichtbogendetektoren oder Generatorabschaltern sind nationale Unterschiede wahrscheinlich kaum zu vermeiden

> Möglicherweise können international Konzepte und Applikationsregeln in Standards als Guidelines gesammelt werden, welche dann von einzelnen Ländern ganz oder teilweise, je nach lokalen Bedingungen übernommen werden können.

> Je nachdem, wie lang man Erfahrung mit einzelnen Konzepten hat, sollten die normativen , g g p ,Konsequenzen härter oder weicher sein

> Z B Lichtbogendetektoren: Solange ein Kompromiss zwischen Sensitivität und Robustheit> Z.B. Lichtbogendetektoren: Solange ein Kompromiss zwischen Sensitivität und Robustheit nötig ist, sollte eine dauerhafte Betriebshemmung im Meldefall vermieden werden.


Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!SMA Solar Technology AG 20

Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!

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