Groepenkast Vision en zonnepanelen: de beste match
Zonnepanelen installeren: dat doe je zo
Energie besparen. Een lagere afrekening van het energiebedrijf. Er zijn veel redenen om te kiezen voor zonnepanelen. Koop je een nieuwbouwhuis dan moeten er sinds 1 januari 2021 zonnepanelen op je dak liggen. De BENG eist namelijk dat alle nieuwbouwhuizen vanaf die datum energieneutraal zijn. Lees hier waar je als installateur op moet letten bij het leggen van zonnepanelen.
Zonnepanelen: zo installeer je ze
Nieuwbouwwoningen moeten vanaf 1 januari 2021 energieneutraal zijn van de overheid. Zonnepanelen helpen je om die energie te besparen en te voldoen aan de BENG-eisen die de overheid heeft opgesteld. In dit technische artikel lees je hoe je zonnepanelen plaatst en hoe je een omvormer installeert.
Wanneer je zonnepanelen gaat installeren, doorloop je de volgende stappen:
-
Onderzoek (hellingsgraad dak, oriëntatie, benutbaar oppervlak, keuze panelen en contructiemethode (opdak of indak), controle bestaande elektrische installatie)
-
Draagstructuur en daarop de zonnepanelen op het dak monteren
-
Omvormer plaatsen
-
Eventueel aanpassen van de verdeelinrichting
-
Installatie bekabelen
-
Installatie keuren
Voor het aansluiten van een PV-installatie in bestaande woningen kan een subverdeler toegepast worden (ook wel PV-verdeler genoemd), waarop je door middel van een bestaande, niet afgetakte leiding een zonne-energie-installatie eenvoudig, snel en veilig kunt aansluiten. Het is niet nodig een nieuwe (meestal zichtbare) leiding in huis aan te leggen. Mooier en kostenbesparend dus.
In veel Nederlandse huishoudens staat de wasmachine op zolder, waar meestal ook de omvormer van de zonnepanelen komt te hangen. Deze combinatie maakt het mogelijk om zonder veel hak-, breek- of installatiewerk de omvormer via de PV-verdeler aan te sluiten op het elektriciteitsnet. Het bespaart een extra leiding. De wandcontactdoos voor de wasmachine vervalt, maar de wasmachine kan weer aangesloten worden op de PV-verdeler. Staat er ook nog een wasdroger? Deze kan ook veilig worden aangesloten op de verdeler. Let wel op het gelijktijdig gebruik van beide apparaten; de beveiliging kan dan mogelijk afschakelen door het totale vermogensverbuik.
Montagemethodes van PV-verdelers
en zonnepanelen
Dit is de meest eenvoudige montagemethode; snel, veilig en kostenbesparend. De PV-verdeler wordt aangesloten op de bestaande wasmachinegroep. Voorwaarde is dat de bestaande groep wordt omgebouwd tot distributiegroep, waarbij de maximale bedrijfsstroom van het PV-systeem de 16 A niet overschrijdt. De groepen voor de wasmachine en droger dienen voorzien te worden van 30 mA aardlekbeveiliging en vervullen hiermee de benodigde aanvullende bescherming. Of een aardlekbeveiliging voor de PV-omvormer toegepast moet worden, is afhankelijk van een aantal factoren. Het is in het algemeen aan te raden om een aardlekbeveiliging van 30 mA toe te passen. Meer informatie hierover vind je verderop.
Scenario 2: nieuwe leiding naar groepenkast
Indien de mogelijkheid bestaat om een nieuwe leiding naar de groepenkast aan te leggen, kan de omvormer van de installatie direct hierop aangesloten worden. Deze leiding mag geen aftakkingen bevatten en moet op een juiste manier beveiligd zijn. Tevens moet de bedrijfsstroom kleiner of gelijk zijn aan de aansluitwaarde van de (huidige) aansluiting. Ook hier geldt dat het aan te raden is om een aardlekbeveiliging van 30 mA toe te passen. Lees verder voor meer informatie hierover.
Aardlekbeveiliging
en PV-omvormers
Het is voor installateurs vaak onduidelijk of het verplicht is om een aardlekbeveiliging voor de PV-omvormer te installeren binnen de woningbouw. Het mag duidelijk zijn dat het de voorkeur heeft om een aardlekschakelaar van 30 mA toe te passen vanuit veiligheidsoverwegingen en installatiegemak.
Aantonen dat je voldoet aan de gestelde voorwaarden kan een tijdrovende klus zijn. Maar hoe zit het nu precies? Binnen de woningbouw dient men in de meeste gevallen aanvullende beschermingsmaatregelen toe te passen. Dit wordt meestal bereikt door het toepassen van 30 mA aardlekschakelaars en/of aardlekautomaten. Bepaling 411.3.3 van de NEN1010 waar de aanvullende bescherming wordt vermeld, geeft enkele uitzonderingssituaties aan. De installatie van een PV-omvormer in een woning kan onder één van deze uitzonderingen geschaard worden. Hiermee moet alleen worden voldaan aan de zogenoemde basis- en foutbescherming.
Basisbescherming wordt in de praktijk veelal bereikt door de toepassing van de normale installatiemethodes en materialen en dient als bescherming tegen directe aanraking.
Aanspreekstroom
Een lastiger aspect is de eis op het gebied van foutbescherming waar we ons op concentreren. In paragraaf 411.3.2.1 "automatische uitschakeling van de voeding bij het optreden van een fout” wordt aandacht besteed aan de maximale uitschakeltijd waarbij een beveiligingstoestel automatisch moet onderbreken. Om dit te bepalen hebben we de gegevens nodig van de aanspreekstroom van het beveiligingstoestel, de totale circuitimpedantie en de nominale spanning van de installatie.
De aanspreekstroom van het beveiligingstoestel is afhankelijk van het type beveiliging, installatieautomaat, B-/C-kararakteristiek, smeltveiligheid, Gg/gR en de nominale waarde. De totale circuitimpedantie is afhankelijk van factoren als de verspreidingsweerstand en leiding-impedantie. De factoren zijn afhankelijk van het toegepaste stelsel. TT- en TN-stelsels zijn de meest voorkomende binnen de woningbouw. Het meten van de totale circuitimpedantie behoort ook gewoon tot de mogelijkheid, maar is achteraf en kan invloed hebben op de uitwerking van de installatie.
In bepaling 411.4 en 411.5 wordt de formule Zs x Ia ≤ U0 weergegeven om te controleren of de installatie aan de gestelde uitschakeltijden voldoet:
Zs = impedantie van de stroomketen (Ohm)
Ia = de stroom die het beveiligingstoestel aanspreekt binnen de gestelde tijd (A)
U0 = nominale spanning t.o.v. aarde (V)Praktische voorbeelden
We gaan uit van een TT-stelsel met een impedantie van 3,1 Ὼ (Zs) met een eindgroep beveiligd met een installatieautomaat 16 A, B-karakteristiek. Om er zeker van te zijn dat de installatieautomaat binnen de gestelde tijd uitschakelt, dient de foutstroom (Ia) minimaal 5 x Inom (16 A) = 80 A te zijn. De uitkomst is als volgt:
De installatie voldoet hiermee niet aan de gestelde eisen “automatische uitschakeling van de voeding bij het optreden van een fout”. De uitkomst ligt namelijk boven de nominale spanning t.o.v. aarde van 230 VAC. In deze situatie dient men een aardlekbeveiliging toe te passen om aan de gestelde eisen te voldoen. Men dient nog steeds de totale weerstand (Ra) zo laag mogelijk te houden en zeker niet de 166 Ὼ te overschrijden.
Ter verduidelijking benaderen we de situatie vanuit de maximaal haalbare foutstroom, zodat het duidelijker wordt waarom de toepassing van een aardlekschakelaar vereist is.
Ia= 230 V (U0) / 3,1 Ὼ (Zs) ≈ 74,2 A
In deze situatie is niet met 100% zekerheid te stellen dat de installatieautomaat uitschakelt binnen de vereiste tijd; dit is pas zeker bij een foutstroom van 80 A of hoger (5 x 16 A Inom).
Als Zs permanent laag genoeg is, is de foutbescherming gewaarborgd. Bij een TT-stelsel is dit in de praktijk moeilijk realiseerbaar en zal in de meeste gevallen een aardlekbeveiliging toegepast moeten worden. In een TN-stelsel is deze mogelijkheid er wel, omdat er een PE(N)-leiding wordt aangeleverd, waarmee de noodzakelijke lagere circuitimpedantie bereikt kan worden.
Toch kan het voorkomen dat – ondanks dat aan alle voorwaarden wordt voldaan toch een aardlekbeveiliging verplicht is. De fabrikant van de omvormer kan deze namelijk eisen. De fabrikant dient dit dan aan te geven inclusief de gewenste aanpreekstroom en type aardlekbeveiliging
Aardlekbeveiliging
en uitzonderingen
Als een aardlekbeveiliging wordt toegepast, geeft paragraaf 712.530 van de NEN1010 eenvoudig antwoord. Alle PV-omvormers dienen door een aardlekbeveiliging van het type B te zijn beveiligd. Waarbij drie uitzonderingen worden benoemd:
- De omvormer beschikt intern over een transformator die het DC-circuit van het AC-circuit scheidt.
- Tussen de omvormer en de aansluiting op de verdeelinrichting is een scheidingstransformator geplaatst.
-
Volgens een verklaring van de fabrikant van de omvormer is geen type B nodig.
In deel 712 van de NPR 5310-2017 is een 3-stappenplan opgenomen om te bepalen of een PV-installatie voorzien moet worden van een aardlekschakelaar, van welk aanspreekstroom deze dient te zijn en in welk beveiligingstype (type A of B) deze uitgevoerd moet zijn.
Doe altijd goed onderzoek
Voor installateurs is het zeer de moeite waard om goed onderzoek te verrichten naar de toe te passen omvormer. De keuze hierin is zeer bepalend voor de verdere opbouw van de elektrische installatie en kan veel kosten besparen in de uitvoeringswijze ervan.
Vision en zonnepanelen: de beste match
Plaatsing op een bestaande wasmachinegroep
Voor bestaande woningen die uitgebreid worden met een PV-installatie tot 3 kW kan een subverdeler op de zolder geplaatst worden, de bestaande groep wordt dan omgebouwd tot distributiegroep. Afhankelijk van de installatie kan er gekozen worden uit 2 Vision PV-verdelers. Beide Vision-verdelers zijn voorzien van 2 contactdozen voor aansluiting van een wasmachine en droger.
- De VKG02PV-WW is voorzien van 2 aardlekautomaten voor de aardlekbeveiliging van zowel de groepen als de PV-omvormer.
- Als een aardlekbeveiliging niet noodzakelijk is voor de PV-omvormer kan men kiezen voor de VKG11PV-WW. De PV-verdelers kunnen uitgebreid worden met kWh-meter uitbreidingsset VKS20SM om de opgewekte energie te meten.
Nieuwe leiding naar de groepenkast
Er zijn diverse voorgeassembleerde Vision-verdelers voorbereid op deze extra voeding. Een directe groep van 16 A, B-kar. is in vele voorgedefinieerde verdelers al aanwezig en kan uitgebreid worden met een kWh-meter om de teruggeleverde energie te kunnen meten. De Vision-groepenkasten VKG32E-GM en VKG33L-GM zijn reeds uitgerust met een directe groep en daaraan gekoppeld een kWh-meter.
Bronnen en meer informatie
Dit artikel is gebaseerd op teksten uit de volgende bronnen:
