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

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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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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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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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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.

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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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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.

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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“

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Produktstandards für Lichtbogendetektoren

> Wesentliche Hürden für die Arbeit am Lichtbogendetektorstandard sind

Produktstandards für Lichtbogendetektoren

> 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.

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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

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Zukunft von Lichtbogenstandardisierung

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

Zukunft von Lichtbogenstandardisierung

Lichtbogendetektor in den nationalen Installationsstandards unterscheiden

> Unterschiedliche Bauweisen

> Unterschiedliche Schutzphilosphien

> Ggfs. auch applikationsabhängig

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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

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Standardisierung Generatorabschaltung

> International bisher noch kein Standard verfügbar

Standardisierung Generatorabschaltung

> 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

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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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3 k ll b h b k3 Aktuelle Situation bei Lichtbogenerkennung

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

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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

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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.

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Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!SMA Solar Technology AG 20

Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!