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Köln, 12. September 2012, Der Einsatz von Elektronik in Solarmodulen nimmt stetig zu. Vor dem Hintergrund entwickelt TÜV Rheinland derzeit in unterschiedlichen Bereichen neue Prüfprogramme deren Ziel es ist, die sichere und verlässliche Funktion des PV-Moduls im Zusammenspiel mit der Elektronik sicherzustellen. Durch den umfangreichen Einsatzbereich der Elektronik in den Anschlussdosen, beispielsweise für das Monitoring, der allgemeinen Datenübermittlung, zum Diebstahlschutz, dem Feuerwehrschutz und jetzt auch bei eingebauten Micro-Invertern (in den Solarmodulen integrierte Wechselrichter), sind weitere Maßnahmen zur Qualitätsanforderungen notwendig.

Anforderungen speziell an Micro-Inverter sind anzupassen

Speziell Anforderungen an Micro-Inverter, die sich aus der europäischen EMV-Richtlinie und der Niederspannungsrichtlinie ergeben, sind teilweise anzupassen. Laut Volberg, verantwortlich für die Komponentenprüfung von Solarsystemen beim TÜV Rheinland, sind die belastenden Umweltbedingungen der größte Stressfaktor für die Elektronik am Solarmodul.

Guido Volberg vom TÜV Rheinland: „Der größte Stressfaktor für die Elektronik an einem PV-Modul sind die belastenden Umweltbedingungen, der die PV-Module und damit auch die elektronischen Systeme ausgesetzt sind. Auch wenn eine getrennte Zertifizierung von Modul und Komponenten erfolgt, ist speziell bei Micro-Invertern ergänzend eine gemeinsame Betrachtung im Zusammenspiel mit dem Modul sinnvoll, um Betriebssicherheit und Verlässlichkeit zu gewährleisten. Normalerweise ist die Anbringung eines Solar-Wechselrichters an einem kühleren Ort sinnvoll, weil er auch Eigenwärme entwickelt. Bei Micro-Invertern sind aber die in der Bauartzertifizierung von Modulen vorgeschriebenen Tests von Temperaturwechseln zwischen minus 40 und plus 85 Grad Celsius, kombiniert mit hoher relativer Luftfeuchtigkeit von 85 Prozent unverzichtbar. Diese Tests stellen die größte Herausforderung bei den Umweltsimulationsprüfungen dar.“

Photovoltaik-Anschlussdosen müssen derzeit soweit möglich nach der DIN EN 50548 geprüft werden. Elektronische Schaltkreise in der Anschlussdose müssen auf Sicherheit, elektromagnetische Verträglichkeit und Effizienz überprüft werden. Beim Einsatz von Elektronik in Anschlussdosen sind zwar die zahlreichen Normen und Prüfvorgaben teilweise anwendbar, allerdings in der Regel entwickelt für andere Anwendungsgebiete als die Photovoltaik. Werden Mikro-Inverter verbaut, sind gegebenenfalls auch die Bedingungen für den Netzanschluss zu überprüfen. Die verschiedenen vorhandenen Standards wie die Sicherheitsnorm IEC 62109 für Photovoltaik-Wechselrichter sind in diesem Fall ebenfalls nicht vollständig anwendbar oder müssen entsprechend modifiziert werden. Nicht nur die Standards für Wechselrichter bedürfen jedoch einer Ergänzung. Auch die Module selbst müssen bei einer kombinierten Prüfung gegebenenfalls anders überprüft werden als ein Modul ohne Elektronik. Wechselseitige Einflüsse von Modul und Elektronik spielen bei der Definition von Prüfprogrammen eine wesentliche Rolle. Konkrete Anpassungen werden derzeit – unter Beteiligung von TÜV Rheinland – in den entsprechenden internationalen Normungsgremien diskutiert.

Für Anschlussdosen sind Testprogramme in der EN 50548 bereits beschrieben. Sie müssen die Mindestanforderungen gegen das Eindringen von Wasser und Staub nach dem Schutzgrad IP 55 erfüllen, mechanische Belastungstests durchlaufen ebenso wie Prüfungen zur Entflammbarkeit für Kunststoffe – unter Umständen 5VA nach IEC 60695. Hinzu kommen Prüfungen der Isolierungen und Dichtungen. Auch für Leitungen und Steckverbindungen sind Prüfprogramme definiert.

Für Micro-Inverter müssen Prüfprogramme die Kategorien Sicherheit sowie Leistung einschließlich elektromagnetischer Verträglichkeit und unter Umständen auch die Netzanbindung abdecken. Fehler in der Elektronik sind nicht nur leistungsmindernd oder führen zum Ausfall der Systeme. Sie können auch sicherheitsrelevant sein – bis hin zu Überhitzung und der Bildung von Lichtbögen. Deshalb werden Komponenten von Photovoltaik-Systemen – auch elektronische – derzeit von TÜV Rheinland gemeinsam mit Fraunhofer ISE und weiteren Partnern im Rahmen eines Forschungsprojektes zum vorbeugenden Brandschutz bei Photovoltaik-Anlagen bewertet, das teilweise vom deutschen Bundesumweltministerium gefördert wird. Auch hierbei wollen die Fachleute von TÜV Rheinland Prüf- und Sicherheitsanforderungen bestätigen oder neue ableiten.

Quelle: TÜV Rheinland

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