Isolatieweerstand (Riso)

Technische informatie
Isolatieweerstand (Riso) van niet galvanisch
gescheiden PV-installaties
met SUNNY MINI CENTRAL 9000TL/10000TL/11000TL
Inhoud
PV-installaties met omvormers zonder transformator zijn in de teruglevermodus niet galvanisch van het
elektriciteitsnet gescheiden. Deze installaties mogen volgens de norm DIN VDE 0126-1-1 een bepaalde
grenswaarde van de isolatie vóór de netkoppeling niet overschrijden. De voorgeschreven grenswaarde voor
dergelijke PV-installaties werd bij de bepaling van de normen afgestemd op de gangbare
installatievoorschriften (bijvoorbeeld 1 k Ω /V). Op het tijdstip van de bepaling van de normen was het
standaard prestatievermogen van de PV-installaties duidelijk lager dan vandaag. Zodra de omvang van een
PV-installatie toeneemt, wordt de isolatieweerstand (Riso) door het grotere generatoroppervlak en de parallelle
schakeling van een groot aantal PV-panelen steeds lager. Dit kan tot gevolg hebben dat de omvormer
vanwege een te lage isolatieweerstand van de gehele PV-installatie niet aan het net mag worden gekoppeld,
hoewel alle componenten perfect werken.
SMA Solar Technology AG heeft samen met de bedrijfsvereniging een oplossing ontwikkeld waarin rekening
wordt gehouden met de lage isolatieweerstand in grote PV-installaties. Tegelijkertijd voldoet deze oplossing aan
de beschermingsdoelstelling die met de norm wordt nagestreefd, namelijk het herkennen van isolatiefouten.
Riso-UNL104521
Versie 2.1
1/5
Technische informatie
Wat verstaat men onder Riso?
1 Wat verstaat men onder Riso?
Elke PV-installatie heeft zowel voor de netkoppeling als in de teruglevermodus een verschillend aardpotentiaal.
Alleen voldoende isolatie ten opzichte van de aarde kan ervoor zorgen dat stromen van de PV-installatie via
de aarde worden afgevoerd, voorkomen dat er bij aanraking gevaar ontstaat en voorkomen dat er nog meer
verliezen optreden. De totale aardstroom, ook lekstroom genoemd, is de som van de stromen uit alle
onderdelen van de installatie.
• PV-modules
• DC-kabel
• Omvormers
Bij een bepaalde systeemspanning kan deze lekstroom worden omgerekend in een effectieve
isolatieweerstand die wordt uitgedrukt door Riso.
Bij omvormers zonder transformator is een continue meting van de Riso bij gebruik niet mogelijk vanwege een
ontbrekende galvanische scheiding. Daarom moeten omvormers zonder transformator de Riso vóór elke
netkoppeling meten en tijdens het bedrijf de aardlekstroom bewaken.
SMA Solar Technology AG
2/5
Technische informatie
Verwarring met andere fenomenen
2 Verwarring met andere fenomenen
De meting van de Riso mag niet worden verward met de problematiek van de capacitieve verliesstroom (zie
technische informatie "capacitieve lekstroom" onder www.SMA-Benelux.com). Een voorwaarde voor dit
laatste is de terugwerking van de netfrequentie naar de PV-installatie. Capacitieve lekstromen treden derhalve
alleen op tijdens het gebruik.
De meting van de Riso wordt echter al vóór de netkoppeling uitgevoerd. Tijdens het gebruik loopt de
foutstroombewaking via de voor alle stromen gevoelige foutstroombewaking (RCMU). Het gaat dus over twee
verschillende fenomenen.
3 Normrichtlijnen voor de Riso
Voor de Riso zijn de volgende voorschriften voorzien:
• Voor de PV-module (DIN EN 61646; DIN IEC 61215):
Per m² paneeloppervlak: Riso > 40 M Ω m²
Dat betekent dat een paneel met een paneeloppervlak van 1 m² een isolatieweerstand van minstens
40 M Ω moet hebben, maar een PV-paneel met een oppervlak van 2 m² slechts minstens 20 M Ω .
• Voor omvormers zonder galvanische scheiding (zonder transformator) volgens DIN VDE 0126-1-1:
Als de kern van de PV-installatie bewaakt de omvormer de isolatieweerstand van de volledige installatie
(alle PV-panelen, DC-bekabeling, installatie en omvormers). Zoals hierboven vermeld, is dit bij PVinstallaties zonder galvanische scheiding van het net bijzonder belangrijk, omdat één enkele kortsluiting
al kan leiden tot materiële schade of lichamelijke letsel. Omdat bij dergelijke schade de hoogte van de
stroom doorslaggevend is, hangt de voorgeschreven Riso af van de maximale ingangsspanning van de
omvormer.
Volgens DIN VDE 0126-1-1 geldt het volgende: Riso > 1 k Ω / V, maar minstens 500 k Ω .
De norm DIN VDE 0126-1-1 doet geen uitspraken over de isolatieweerstand voor PV-installaties met
galvanische scheiding van het net.
SMA Solar Technology AG
3/5
Technische informatie
Riso van meerdere PV-panelen
4 Riso van meerdere PV-panelen
In een PV-installatie vormen de isolatieweerstanden van alle PV-modules die de omvormer zijn aangesloten een
parallelle schakeling ten opzichte van de aarde en tellen daarom onderling op:
Bij identieke PV-panelen wordt deze vergelijking vereenvoudigd tot:
De totale weerstand van de PV-installatie ten opzichte van de aarde is relatief gezien lager als er meer
PV-panelen aangesloten zijn.
Normenconflict
Bij een standaard PV-installatie met een systeemspanning van 700 V komt de norm voor de PV-module
vanaf een paneeloppervlak van circa 60 m² in conflict met de norm voor omvormers
(40 M Ω m²/60 m² = 667 k Ω ). Zelfs bij een feilloze werking kan de voorgeschreven Riso in bepaalde
omstandigheden niet meer worden bereikt. Bij een paneelrendement van 10 % komt 60 m² overeen met
slechts 6 kW, bij een paneelrendement van 5 % zelfs met slechts 3 kW.
5 Nieuwe formule voor de Riso-grenswaarde
In de normen wordt tot nu toe geen rekening gehouden met relevante factoren als het rendement van de PVpanelen of het vermogen van de omvormer. Daarom wordt er op nationaal en internationaal niveau (IEC) aan
gewerkt om de bestaande isolatievoorschriften in de normen te harmoniseren.
SMA Solar Technology AG heeft samen met de Duitse beroepsvereniging een formule voor de
isolatieweerstand uitgewerkt die afwijkt van DIN VDE 0126-1-1. De nieuwe Riso grenswaarde is omgekeerd
evenredig aan het vermogen van de omvormer en komt overeen met de in DIN EN 61646 en DIN IEC 61215
vereiste Riso grenswaarde van 40 M Ω m² bij een paneelrendement van 5 %:
Riso = 2000 k Ω * kW/PDC_omvormer
De beroepsvereniging heeft deze vermogensafhankelijke Riso, die afwijkt van de norm DIN VDE 0126-1-1,
geaccepteerd, aangezien er hiermee aan de achterliggende normatieve beschermingsdoelstelling wordt
voldaan. De waarde moet echter minstens bij 200 k Ω liggen, aangezien een lagere isolatieweerstand tot
gevaarlijke aardlekstroom kan leiden. Met name bij PV-installaties met meer dan 10 kW en bij bijkomende
isolatieproblemen in de kabels en stekkers kunnen er daardoor ook bij de nieuwe regeling nog af en toe
storingen optreden.
SMA Solar Technology AG
4/5
Technische informatie
Wat werd tot nog toe gemeten?
6 Wat werd tot nog toe gemeten?
De PV-installatie vormt een systeem dat bestaat uit vele componenten die allemaal hebben bijgedragen tot de
hierboven gedefinieerde Riso. Een bepaling van deze waarde is daarom afhankelijk van het meetalgoritme en
de meetschakeling. Daarnaast moet een geïntegreerde meettechniek verliesarm werken. Bovendien zijn er
andere meetfouten door de toleranties van de gebruikte elektronische onderdelen.
Omvormers van het type Sunny Mini Central 9000TL/10000TL/11000TL zijn uitgerust met meettechniek die
ruim aan de in de norm vereiste testvoorwaarden voldoet en ook moeilijk vast te stellen isolatiefouten herkent.
Om aan de conform DIN VDE 0126-1-1 vereiste grenswaarde van 700 k Ω te voldoen, worden de apparaten
tot nu toe met een grenswaarde van 900 k Ω geleverd.
Ook de SMA-omvormers met transformator kunnen de isolatieweerstand meten. Aangezien er bij
galvanische scheiding andere voorschriften gelden, blokkeren deze de netkoppeling echter niet, maar
geven ze slechts een waarschuwing weer.
7 Wat is er veranderd?
Vanaf 1 december 2010 levert SMA Solar Technology AG de Sunny Mini Central 9000TL/10000TL/
11000TL met een firmware waarin de grenswaarde voor de isolatieweerstand is aangepast aan de nieuwe
raamcondities. Voor eerder geleverde omvormers biedt SMA Solar Technology AG, indien nodig, deze
firmware als gratis update aan. De nieuwe grenswaarden zorgen ervoor dat de PV-installaties veilig worden
ingeschakeld en dat alleen daadwerkelijke isolatiefouten (breuk in paneel, schade door steenmarters) op een
betrouwbare manier als storing worden doorgegeven.
Als u nog vragen heeft, kunt u contact opnemen met de SMA-serviceline via [email protected].
SMA Solar Technology AG
5/5