Solis Seminar, Folge 69: Erkennung und Verhinderung von Gleichspannungs-Isolationskurzschlüssen in PV-Systemen

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Da die weltweiteNutzung von Solarenergieweiterzunimmt, isteswichtigerdenn je, die Sicherheit und Zuverlässigkeit von PV-Systemenzugewährleisten. Eine der häufigsten, aber oft übersehenenGefahrenfür die Leistung von PV-Anlagen sindGleichspannungs-Isolationskurzschlüsse. SolcheFehlerkönnenzuProduktionsverlusten, teurenReparaturen und sogarzuBrandrisikenführen. In diesemArtikelwerden die Ursachen, Risiken und die verfügbarenLösungenzurBekämpfung dieses Problems erläutert.

Hauptursachen

1. SchlechteBaupraktiken:BeschädigteKabeldurchunsachgemäßeHandhabung, fehlerhafte Installation von VerbindungsdosenoderscharfeFremdkörper in Kabelgräbenkönnen die Isolierungbeeinträchtigen.

2. Umweltfaktoren:Regen, Feuchtigkeit und Staubablagerungenbeschleunigen den Isolationsabbau – insbesondere in RegionenmitextremenWetterbedingungen.

3. Alterung und Abnutzung:LangfristigeEinwirkungharscherUmgebungsbedingungenführtzuKabeldegradation, lockerenVerbindernoderinternenLötfehlern in den Solarzellen.

4. TierischeEinflüsse:Nagetiere, die anKabelnnagen, oderVögel, die in der Nähe von Anlagen nisten, könnendirektKurzschlüsseauslösen.

Risiken durch Isolationsfehler

1. Systemausfallzeiten:KurzschlüsseaktivierenSchutzmechanismenimWechselrichter, was zuAbschaltungenoderDrosselungenführt – dies beeinträchtigtdirekt die Energieproduktion und den Umsatz.

2. Brandgefahr:An den FehlerstellenkannanhaltendesLichtbogenphänomen extreme Hitzeerzeugen, was zuBrändenführenkann.

3. Geräteschäden:ÜberströmekönnenWechselrichter, Sammelboxen und anderekritischeKomponentenzerstören, was ReparaturkostenoderAustauscherforderlichmacht.

4. Sicherheitsrisiken:ÜbermäßigeLeckströmestelleneinelektrischesRisikofürWartungspersonaldar.

Erkennung und Diagnose

1.ManuelleInspektion:

A) AbschnittsweisePrüfung:IsolierenSieeinzelne PV-Stränge und messenSie die Isolationswiderständesegmentweise, um Fehlerstellenzulokalisieren.

B) Thermografie:IdentifizierenSiedurchInfrarotkamerasentstehende Hotspots, die durchKurzschlüsseverursachtwerden.

Nachteile:

● ErforderteineAbschaltung des Systems, was zuProduktionsausfällenführt.

● Zeitaufwändig und arbeitsintensiv.

● Benötigtspezialisiertes Personal und entsprechendeAusrüstung.

2. SpezialisierteWerkzeuge:

SetzenSieGleichspannungs-Isolationsmonitoreein, um den Isolationszustand des Systems in Echtzeitzuüberwachen und Fehlerwarnungenzuerhalten.

Nachteile:

● ErfordertzusätzlichespezialisierteGeräte, die zusätzlicheKostenverursachen.

● Kannzusätzliche Installations- und Verkabelungsänderungenerforderlichmachen.

● Erfordert den UnterhaltgrößererGerätegruppen.

3. Wechselrichter-Isolationsüberwachung:

VielemoderneWechselrichterverfügenübereineintegrierteMessung des Gleichspannungs-Isolationswiderstands.

TraditionelleSystemeführendieseautomatischePrüfungjedochnurvordem Start des Wechselrichtersdurch. Solis hingegenführteine Online-PV-Isolationsüberwachungein – einrevolutionärerAnsatz, der den Impedanzwertzwischen PV-Modulen und Erde in Echtzeitkontinuierlichüberwacht und somithoheGenauigkeit und Zuverlässigkeitgewährleistet.

KeinezusätzlichenKosten:Nutzt die vorhandenenWechselrichterfähigkeitenohnezusätzlichenHardwarebedarf.

KeineVerkabelungsänderungen:Vereinfacht die Installation und reduziert die Komplexität.

Echtzeit-Überwachung:ErmöglichtsofortigeErkennung und Verhinderung von Fehlern.

ProaktiveSchutzmaßnahmen:TrenntFehlerquellen, bevorsiezugrößerenSystemausfälleneskalieren.

ErhöhteSystemlebensdauer:Steigert die Stabilität des Lebenszyklus um über 20 %.

Hinweis:Derzeitverfügennur die Modelle S6-GC3P(150-200)K07-ND und S6-GU350K-EHV über die Online-PV-Isolationsüberwachung; weitereModellewerdenspäterergänzt.

Best Practices für Installation und Wartung

RegelmäßigeReinigung und Inspektion:StellenSiesicher, dass Module und Kabelverbindungensauber und frei von FeuchtigkeitoderSchmutzsind.

Überprüfung der Erdung:KontrollierenSie, oballeSystemkomponenten, einschließlichWechselrichter, PV-Module und Verteilerkästen, ordnungsgemäßgeerdetsind.

SaisonaleIsolationsprüfungen:FührenSievorRegenperiodenIsolationsprüfungendurch, um das RisikodurchfeuchtigkeitsbedingteFehlerzuminimieren.

Kabelschutz:VerwendenSieSchutzrohre und hochwertige, wasserdichteSteckverbinder, um mechanische und Umweltschädenzuvermeiden.

StrengeQualitätskontrolle:SetzenSiehochwertigeKomponentenein, um das RisikoeinesIsolationsversagensüber die Zeitzuminimieren.

Schlussfolgerung

Gleichspannungs-IsolationskurzschlüssebleibeneinebedeutendeHerausforderungfürBetreiber von PV-Systemen. Innovative Lösungenwie die Online-PV-Isolationsüberwachung von Solis verändernjedoch, wie die BranchedieseRisikenhandhabt und mindert. Durch den Einsatz von Echtzeitüberwachung und proaktivenWartungsstrategienkönnenBetreiber von Solarkraftwerken die Sicherheiterhöhen, Ausfallzeitenminimieren und den Return on Investment maximieren.

Da sich die PV-Brancheständigweiterentwickelt, wird der EinsatzmodernsterTechnologiezurfrühzeitigenErkennungpotenziellerFehlerentscheidendsein, um langfristigeNachhaltigkeit und Effizienzzugewährleisten.