Überstrom- und Überspannungsschutz für 1.500V DC PV-Systeme

Alle Normen und Anforderungen erfüllt

Die staatliche Förderung und die angestrebte Unabhängigkeit von traditioneller Energieerzeugung aus Kohle, Öl und Erdgas führen dazu, dass in einigen Industrie- und Schwellenländern Photovoltaik- und Windkraftanlagen schon heute die am stärksten wachsenden Energieträger sind. In Deutschland waren Ende 2017 PV Module mit einer Nennleistung von 43GWp installiert, die sich auf etwa 1,6Mio. Anlagen verteilen. Laut Solar Power Europe Association wird für 2018 in Europa eine Zunahme von 45 Prozent angenommen und für 2019 sogar 58 Prozent vorhergesagt. Deutschland, Frankreich und die Türkei sind hier die führenden Solarmärkte bis 2022.

In diesem 280 MW-Solarkraftwerk in Kalifornien sind 127 SMA-Zentral-Wechselrichter Sunny Central 2200-US im Einsatz. (Bild: SMA Solar Technology AG)

In diesem 280 MW-Solarkraftwerk in Kalifornien sind 127 SMA-Zentral-Wechselrichter Sunny Central 2200-US im Einsatz. (Bild: SMA Solar Technology AG)

Die überwiegende Anzahl der existierenden PV-Anlagen arbeitet auf der Gleichstromseite mit einer maximalen Leerlaufspannung von 1.000V DC. Es sind aber Werte bis zu 1.500V DC möglich. Führende Anlagen- und Komponentenhersteller erwarten, dass sich für Neuinvestitionen in große kommerzielle Anlagen 1.500V DC durchsetzen wird. Eine erhöhte Systemspannung auf der DC-Seite setzt voraus, dass die Module auch für 1.500V ausgelegt sind, viele haben eine maximale Systemspannung von 1.000V. Ist diese Voraussetzung gegeben, können bei einem 40V-Modultyp 37 Module in Reihe geschaltet werden. In diesem Fall erhöht sich die Leistung bei gleichem Strangstrom um 50 Prozent. Die höhere DC-Systemspannung hat einige klare Vorteile für den Investor und den Betreiber, stellt jedoch auch neue Anforderungen an die elektrische Ausrüstung, wie den Wechselrichter und die Überstrom- und Überspannungsschutzeinrichtungen. Der Trend hin zu Leerlaufspannungen von 1.500V DC führt zwangsläufig auch zu höheren Nennspannungen auf der AC-Seite (690V, maximal bis zu 800V), also sind auch dort entsprechend angepasste Schutzmaßnahmen notwendig.

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