EMV von PV-Anlagen und -Komponenten. Kurzvortrag Luciano Borgna Wissenschaftlicher Mitarbeiter

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1 EMV von PV-Anlagen und -Komponenten Kurzvortrag Luciano Borgna Wissenschaftlicher Mitarbeiter Berner PV-Labor Fachhochschule,BFH Technik Haute & Informatik, école spécialisée Elektronik bernoise & Kommunikationstechnik Bern University of Applied Sciences

2 Inhalt Elektromagnetische Verträglichkeit (EMV) EMV-Normen Entstehung von hochfrequenten Störungen PV-Anlagen und EMV Störungen Darf eine störende PV-Anlage ans Netz gehen? Durchgeführte Tests und Ergebnisse Fazit 2

3 Elektromagnetische Verträglichkeit (EMV) Ist die Fähigkeit eines Betriebsmittels, in seiner elektromagnetischen Umgebung zufriedenstellend zu arbeiten, ohne dabei selbst elektromagnetische Störungen zu verursachen, die für andere Betriebsmittel in derselben Umgebung unannehmbar wären. 3

4 Elektromagnetische Verträglichkeit (EMV) Welche Störungsarten gibt es? Funk- und Leitungsgebundene Störungen 4

5 EMV-Normen Zweck: Minimierung der Konfliktsituationen. 5

6 EMV-Normen Wie: Kontrolle des Störpegels mittels Festlegung von Messanordnungen, -prozeduren und Grenzwerten. 6

7 EMV-Normen Grenzwerte abhängig von: Wohngebiet, Industriegebiet, Funktion und Leistung wikipedia.com 7

8 Entstehung von hochfrequenten Störungen Ursache: Schnelle Spannungs- und auch Stromstärkenänderungen 8

9 Entstehung von hochfrequenten Störungen Woher kommen die schnellen Schwankungen bei Photovoltaikanlagen? Zur Maximierung des Umwandlungswirkungsgrades werden sehr schnelle Schaltelemente eingesetzt. 9

10 Entstehung von hochfrequenten Störungen Einfluss des Abstandes gegenüber der Störquelle 10

11 PV-Anlagen und EMV Störungen PV-Anlagen produzieren EMV Störungen. Befinden sich oft in Wohngebieten. Sind in der nähe zu anderen elektronischen, empfindlichen Geräten. Sind mehrere Stunden pro Tag in Betrieb. Batteriesysteme laufen auch über die Nacht. Fassadenanlagen, welche in Zukunft zunehmen, sind teilweise weniger als einen Meter von Haushaltgeräten entfernt. 11

12 Darf eine Störende PV-Anlage laufen? Nein: Selbst wenn sämtliche Bauteile die EMV- Richtlinien einhalten, darf die Anlage nicht ans Netz gehen. Der Besitzer der PV-Anlage muss die Emissionen mittels zusätzlicher Abschirmung, Filterung und Umverdrahtung der Anlage minimieren. Der Besitzer der gestörten Anlage soll die Störfestigkeit überprüfen. Falls die Störung nach all diesen Massnahmen nicht behoben werden können, kann das BAKOM die Inbetriebnahme der PV-Anlage verbieten. Der Verursacher muss die Kosten übernehmen. 12

13 Durchgeführte Tests und Ergebnisse Gemessen wurden leitungsgebundene und emittierte Störungen Funkstörungen 3m leitungsgebundene Störungen 3m 3m 13

14 Ergebnisse leitungsgebundene Störungen AC-seitig konnten sämtliche Geräte die Grenzwerte einhalten. 14

15 Ergebnisse leitungsgebundene Störungen DC-seitig wurden die Grenzwerte von wenigen Geräten überschritten. Dieses Gerät wurden 5 Jahre vor der Inkraftsetzung der DC-seitigen Grenzwerte hergestellt. 15

16 Ergebnisse (Funkstörungen) Funkstörungen der PV-Anlage auf dem Dach des Fahrradunterstandes. PV-Anlage ausgeschaltet PV-Anlage eingeschaltet 16

17 Ergebnisse (Andere Störquellen) Funkstörungen des Elektroautos Toyota Prius. 17

18 Fazit Testverfahren und Normgrenzwerte für String- und Zentralwechselrichter sind ausreichend. Eine allfällige Entstörung erfordert einen minimalen Aufwand, weil die Anlage aus wenigen Geräten besteht, in der Regel nur ein Wechselrichter. Testverfahren und Normgrenzwerte für Modulwechselrichter und Optimizer sind noch zu definieren. Der Testaufwand von gewöhnlichen Modulwechselrichtern entspricht dem Aufwand für String- und Zentralwechselrichter. Das Testverfahren für die Optimizer wird sehr aufwendig sein, da das System mindestens fünf Geräte zum Funktionieren benötigt (1 Wechselrichter und 4 Optimizer), sind mindestens 4 Solargeneratorsimulatoren und 5 Netznachbildungen nötig. Eine allfällige Entstörung von Modulwechselrichtern oder Optimizer erfordert einen riesigen Aufwand, weil die PV-Anlage so viele Wechselrichter wie Module aufweist, und diese über die gesamte Anlage verstreut sind. 18

19 EMV von PV Anlagen und Komponenten Vielen Dank fürs Zuhören und für Ihre Aufmerksamkeit 19