Arbete med solpaneler (under spänning)

[rikkitikkitavi]

Hej,

hur gör ni om ni skall arbeta med solpanelerna , ex göra underhåll på elektriska komponenter, byte av kontakter osv osv ?

Jobbar natt , eller en jättepresenning över panelerna?

Självklart bör man kortsluta, eller ialla fall lasta ner systemet så spänningen är låg nog att man kan arbeta utan fara men så fort du bryter strömkretsen får man ju tomgångspotentialen igen. Och det är riskabelt, 500V och några ampere ...

Att dela en anslutning under sådana förhållanden lär ju ge viss... gnistbildning :)


Verkar lite farligt att klänga uppe på taket med pannlampa mitt i natten :)

Eller har alla förberett taljor för att dra upp täckpressening över panelerna?

[callec]

Varför ska man överhuvudtaget upp på taket.
Sannolikheten för fel är näst intill försumbar.

[Arne]

Rikitita...,

Det verkar som om du tror att det är frågan om en ordinär växelströmsinstallation,
det här med solceller. Det är det inte. Där är det nämligen farligt att ta i fasledare och samtidigt röra något som är jordat(förbundet med fasadskåpets grön/gula-ledare). En ström flyter då från fasledaren genom din kropp och till jord.

Varken pluspolen eller minuspolen från en solcellsmodul eller solcellsmodulssträng, ansluts till en potentialutjämningspunkt(t.ex. grön/gul-ledare i fasadskåpet). Dessutom är solcellsmodulen dubbelisolerad, dvs det finns ingen galvanisk kontakt mellan alu-ramen och minus- eller pluspolen i en solcellsmodul.

Därför kan man(men man skall inte prova) ta på minuspolen(på ledande del)på en solcellsmodul, utan att få någon stöt.  Detta pga man är inte alls då är i beröring med pluspolen. (Givetvis, skulle man ta i ledande delen på minuspolen och samtidigt med andra handen på ledande delen på pluspolen, ja då kan man få en livsfarlig stöt, om det är flera sammankopplade solcellsmoduler). Du skall dock absolut inte utprova detta.
Strömmen i en solcellsanläggning på likströmssidan, kan från minuspol endast flyta om den leds till pluspolen.

Nu med de växelriktare som används (de är nämligen icke galvaniskt skilda från växelströmsnätet), så är det litet större risk än för en växelriktare(med transformator), som är helt skild från växelströmsnätet.

Arne

[rikkitikkitavi]

Hej, jag är helt införstådd att solcellerna är om inte galvaniskt isolerade ialla fall har en hög isolationsresistans mot jord, det är att betrakta som ett "batteri". Möjligen är det en viss kapacitiv koppling, men det är att betrakta som isolation med likspänning
(fast det är inte sant , solstrålningen är AC om än med lååg frekvens ;) )


Till skillnad från ordinära 230V nät eller högre spänning som inte är skilda från jord (i bokstavlig mening) och därför behov av jordfelsbrytare för att skydda mot farliga läckströmmar till jord.

Växelriktaren är ett helt eget kapitel. Den har om den är trafolös vad jag förstått skyddskretsar som känner av felström mot jord, och är konstruerad så att minus (solpaneler) mot nätjord är isolerat med så hög impedans att det inte är något problem, men så låg att statisk uppladdning avleds.

Men 500V och åtskilliga Amp är fortfarande en risk. En skruvmejsel som slinter i kopplingsboxen osv osv.

Speciellt vid arbete på hög höjd vilket det är om man är uppe på ett vanligt hustak med vinkel eller vad det nu är panelerna sitter på.

Ni har fallskydd väl? :)

Jag inser att eftersom de flesta anläggningarn här på forumet installerats de senaste åren har inte något större underhållsbehov uppstått ännu.

[Arne]

rikita..,

När vi jobbade i kopplingsboxen, överspänningsskyddet, DC-brytaren, så öppnade vi helt enkelt MC4-han-kontakten och MC4 honkontakten, från första solcellsmodul och vid sista solcellsmodul, i en sträng. På samma sätt för våra två strängar.

På detta sätt finns ingen galvanisk kontakt med varken plus- eller minuspol på solcellsmodulerna och med de 2 solarkablarna, som går från solcellsmodulfältet till överspänningsskydd, DC-brytare. Ett avstånd på kanske 10 meter. Dessutom bröt vi båda DC-brytarna(en för varje sträng) och dessutom också AC-brytaren till växelriktaren(de 3 faserna, men nolla och jordledare bryts ej) .

Utöver detta mätte vi likspänningen med mätinstrument för att förvissa oss om att det var spänningslöst, innan vi började peta i kopplingarna. Utöver detta kollande vi mätinstrumentet på en likspänningskälla, så det gav utslag. (Det kan ju vara fel på ett instrument.)
 
Alltså då helt ofarligt att mekka i kopplingsbox och överspänningsskydd, och DC-brytaren.

Dock, ligger likspänning på vid växelriktarens likströmsingång någon minut, efter det att man stängt av växelriktaren(gör man genom att bryta AC-brytaren) och sedan byter man DC-brytarna. Växelriktaren har nämligen stora kondensatorer där som är uppladdade. Där måste man se upp.

Vårt tak har blygsam lutning, bara 11 och 15 grader och då hade vi inget fallskydd, pga inga problem att röra sig. För ett tak 28 grader hade vi dock byggställning, så man endast kunde ramla till den, pga då betydligt svårare att röra sig på taket. Man får vara försiktig. Man kan snubbla på alu-profiler, och takstolsbultar man har monteras. Så att säga falla på eget grepp.

Säkerhetssele och säkerhetslina vore dock bra. Var kan man få tag på det?
Hyra? eller köpa? Ibland har man inget bra ställe att fasta säkerhetslinan.

Arne

[Arne]

Rikititi,

Om du skulle vara intresserad av hur en växelriktare är kopplad inuti,
så anger ABB det för sin växelriktare. De visar block-kopplingsschema i sitt datablad.
Se firma som säljer ABB växelriktare, t.ex. photovoltaik4all.de

Andra växelriktartillverkare verkar hålla sina kopplingsschemor hemliga.

Arne

[rikkitikkitavi]

Alltid intressant att förstå tekniken bakom.

Misstänker att en del är patenterat kraftigt, just själva vågformningne.

Det är "lätt" att hacka upp och stabilisera likspänningen från panelerna till en stabiliserad busspänning, och relativt enkelt att hacka upp den i fyrkantvåg (switchat) men att därifrån med god kvaltiet (låg THD) omforma den till 50Hz 230/400VAC är ett lite större steg.
Och det är lite knepigare att göra allt detta med 96-98% verkningsgrad...

Men ABB är ju stora på frekvensomformare för motordrifter. Steget till en växelriktare är inte så långt.

Resten är ju skydds och övervakningkretsar.

(note, jag har reparerat ett och annat switchat nätaggregat i mina dagar så jag har rätt bra koll på hur sådan kraftelektronik fungerar)

PS - tack för dina informativa inlägg som du sammanställt från litteraturen, Arne. Har laddat hem en del.

[Arne]

Det står litet om kapacitiva avledningsströmmar, som möjligen kan intressera dig,
i SMA(tysk stor växelriktartillverkare) i texten "Kapazitive Ableitströme" 12 sidor. Finns att ladda ner på deras hemsida, men inte på svenska tror jag.
Det är nämligen så att solcellerna i solcellsmodulerna verkar som jättekondensatorer.
Speciellt om det ligger dagg(eller regn) på modulglasen. Ligger solcellsmodulerna dessutom på ett plåttak, så blir kapacitansen litet högre.
De kapacitiva avledningsströmmarna kan nämligen utlösa växelriktaren skyddfunktion. Växelriktaren tror då att en liten ström går till jord.
Tydligen är likströmmen på DC-ingången till växelriktaren pulserande. Alltså växelspänning överlagrad på likspännigen, orsakad av upphackningen av likspänningen.
Det vore intressat att med oscilloskop titta på hur likspänningen ser ut på DC-ingången.
Det är ingen av forumsdeltagarna som gjort det på sin solcellsanläggning,
i alla fall inte sagt något om det.
Arne

[rikkitikkitavi]

Hmm, per defintion ger ju solceller i det närmaste DC (mckt lågfrekvent AC) - som går genom likspänningskablarna till växelriktaren där de laddar upp buffertkondensatorerna (de som håller kvar laddningen en stund) i växelriktaren.

Dessa är minst 100 ggr större än ev. parasitkapacitans i solcellerna (mot jord). Växelriktaren är ju ansluten mot jord i de flesta fall.

Men växelriktaren tar ju ut en pulserande ström ur dessa buffertkondensatorer, och då faller spänningen lite (rippel) som då gör att strömmen flödar från solcellerna. Detta sker alltså med switchfrekvensen.
Energin överförs alltså som DC+ överlagrad AC.

Vill man minska problemet bör man isolera AC mässigt solcellerna med en induktans i serie med DC matningen. Då är det induktansen som står för den överlagrade AC komponenten.

Såtillvida inte det får jordpotentialer att hoppa upp och ner och löser ut skyddskretsar.
Måste fundera på det...

Jag får läsa på lite i SMAs technical note, tyska är inga problem.

Jag har en laptop och ett portabelt USB oscilloskop...

[Arne]

Det där med parasiterande kapacitanser är nog inget som drabbar
villaägaren med en växelriktare med 5 à 10 kW, så att det stör,
utan snarare större affärsdrivande anläggningar.

Mät gärna hur likspänningen ser ut på DC-ingången
på en växelriktare med oscilloskop, och rapportera.
Man skall nog mäta när den jobbar hårt,
dvs kl. 13 midsommarafton och molnfritt.
(mäter man nu i jan., då liten belastning, så blir
elektrolyt-kondensatorena på DC-ingången "stora",
och man kanske inte ser någon överlagrad växelspänning.
Arne

[rikkitikkitavi]

Jag har inte planerat en solcellsanläggning än på ett tag, men det finns säkert någon här som bor i närheten av mig (Lund/Bjärred).

Vill ju ändå göra ett studiebesök så småningom.

Vi är några kompisar som börjat prata om detta med solceller på taket.

Och så i mitt fall då plasttaket på uterummet men det är mera ett långskott.

(en av mina gamla kompisar fick för sig att bygga en egen växelriktare, han designar kraftelektronik, men frågan är om man "får " det map nödvändiga krav etc)

[Arne]

Rikititi,

Bor du i Lund har du bra förspännt. Kraftringen(elnätsägaren)
betalar nämligen hela 1,40 kr/kwh, exkl. moms, för solström, om din anläggning är på max 10 kWp.
(Vi får bara 1,15 kr/kWh, exkl. moms.) Man är allt kungligt avundsjuk.

Dessutom får du 0,60 kr,/kWh i billigare skatt av skattemyndigheten,
Och elcertifikatsersättning på ca 0,20 kr/kWh.
Och dessutom ca 0,05 kr/kWh i nätnyttoersättning.
Det blir en slant per såld kWh solström, nämligen 2,25 kr/kWh.

Kan du dessutom montera anläggningen själv, ja då..
(tips alma-solarshop.de i Luxemburg,
säljer moduler på 250 Wp för endast 160 Euro/styck, dvs ca 1480 kr.
Och dessutom fraktfritt till Sverige. De har också bra priser på växelriktare.
Det dyra är dock modulerna, och därför viktigt att få dem till bra pris.)
En pall med 26 moduler väger duktiga 500 kg, blir totalt 6,5 kWp,
vilket bör ge ca 6000 kWh/år i Skåne.
Frakten för en sådan pall, därifrån, kostar troligen annars ca 2500 à 4000 kr.
Alltså generöst att ge fraktfritt.

Arne

[rikkitikkitavi]

Tyvärr skall vi flytta till Lomma kommun och där är E-off som är nätägare.
Så ekonomin blir inte lika rolig...Kraftringens pris gäller bara om man är på deras nät.

Räknar med samma intäkt som utgift för rörligt elpris, spotpris + nätavgift + skatt eller spotpris+skatteavdrag + nätstöttningspris .

Skatterabatten är ju satt så att detmotsvarar energiskatter och nätavgifter (sålänge inte elnätsägarna utnyttjar sin monopolsituation och pungslår oss på ännu mera omotiverade avgiftshöjningar på obefintliga elnätsinvesteringar...)

Jag och mina kompisar tävlar också om att spara el på olika sätt, värmeåtervinning, snålförbrukare osv.

den allra mest miljövänliga kilowatttimmen är ju den som aldrig förbrukas :)

(En del av mina arbetsuppgifter är att jobba med energibesparingsåtgärder inom industrin, bla termisk energi, men då i MWh eller tom GWh skala)

Men jag håller med om det du skriver. Panelpriset är viktigast, och kan man göra det rent mekaniska att sätta panelerna själv på plats är mycket vunnet och minimera dyra hantverkares tid. Jag och mina kompisar reder nog ut det, även det rent elektriska utom det vi INTE får göra.
Får se vad vi hinner med, vi har familjer som också pockar på. Men detta är något som får värka fram under närmaste året allteftersom panelerna blir billigar och bättre :)

[Arne]

rikititi,

Du känner troligen inte till det, men även om du flyttar till en
stad där E-off är monopol-elnätsägare, så kan du fritt välja vilket
elhandelsföretag du köper din ström av
(måste inte vara från E-off, företaget som uppfann mörkret).

Därmed kan du köpa din elström av t.ex. Sölvesborg Energi
och när du är kund hos dem, så köper de din solström till just 1,15 kr/kWh.

Man kan alltså kringå E-off.

Arne

[rikkitikkitavi]

Jodå, det kände jag till. Vi får ju välja leverantör fritt när det gäller el idag.
I framtiden kanske också på fjärrvärme, även om kommunerna inte gärna släpper sina monopol och näten inte är anpassade för det fullt ut (finns fall där industrier med billig överskottsvärme stängs ute av kommuner som bygger dyra anläggningar för att  elda importerade sopor och sälja dyrt till kommunerna, eller så tvingar de till sig installation av fjärrvärme som ENDA energikälla med tvivelaktiga argument)

Men i slutändan är det nog ett nollsummespel eftersom de som köper till bra pris säljer också till ett högre pris. Jag har inte undersökt marknaden, för mig är det än så länge ett rent tekniskt projekt.

Men det är utan tvivel bättre ekonomi att installera solel än att amotera på huslånet.

[rikkitikkitavi]

Jag har funderat vidare på detta med spänningsrippel på panelerna.

Jag tror inte det är så mycket högfrekvent rippel, eftersom växelriktaren måste ha ett LC filter på sin ingång , dvs anslutningen till solpanelerna. Amplituden lär vara liten alltså även om den förekommer.
L:et är då filterinduktanser, C :är både energireservoarkondensatorerna för switchningen men även mindre sådana.

Annars kommer ju hela kablaget agera som en jätteantenn. vi pratar om att vi switchar flera kW inne i växelriktaren och utan ordentlig filtrering på både in/utgång klarar den knappast EMC kraven.
Därav kraven på så liten looparea som möjligt.

de svängande potentialer som SMA beskriver har nog mera att göra med o-grund(jordade) anslutningar om panelerna är helt ojordade och det är en trasnformatorlös växelriktare.

Jmfr normal elektrisk utrustning som saknar jord , de kan flyta lite hej vilt. Tar man i antennuttaget kan det ju kittla lite.

Oavsett borde man kunna hänga på induktanser och kapacitanser för att filtrera inkommande DC från solcellerna. Lite tuff miljö bara.