Foto: Fenster des Freihofs Sulz

PV-Lichtbogenkennung - Leitungsüberwachung durch DC Lichtbogenerkennung bei Photovoltaik-Anlagen auf bewohnten Gebäuden

Ziel ist es, im Rahmen dieses Projekts einen Entwicklungssprung in der sicheren und realistischen Erkennung von DC Lichtbögen zu erreichen. In der Praxis gibt es eine Vielzahl von möglichen, unterschiedlich ausge­prägten Lichtbogenzündungen, die damit nicht abgedeckt werden. Diese werden im Rahmen dieses Projektes grundlegend untersucht, um aus den gewonnenen Erkenntnissen neue Verfahren zur Lichtbogenerkennung ableiten zu können.

Kurzbeschreibung

Status

laufend

Kurzfassung

Ausgangssituation/Motivation

In modernen gebäudeintegrierten Photovoltaik Systemen wird die DC-Verkabelung auf möglichst hohem Spannungsniveau und möglichst nahe an den Netzübergabepunkt geführt. Speziell im verbauten urbanen Umfeld kommt es daher zu langen DC-Leitungsführungen in Gebäuden.

Einer der wesentlichen Nachteile von DC-Verkabelung ist, dass an Kontaktübergängen Lichtbögen entstehen können (z.B. bei schlecht befestigten Klemmstellen). Auf Grund der hohen Energie in PV Systemen, kann es in weiterer Folge auch zu großflächigeren Bränden kommen. Es gibt bereits seit einigen Jahren, getrieben aus dem Photovoltaik Markt, Bestrebungen, diese Lichtbögen zu detektieren und entsprechend abzuschalten.

Die USA stellen sich dabei als Vorreiter dar, und fordern bereits normativ eine Erkennung und Abschaltung von Lichtbögen. Die Erkennung von realen Lichtbögen ist jedoch ungleich komplexer und vor allem vielfältiger und lässt sich nicht mit klassischen Schwellwertdetektoren realisieren. Die Erfahrung aus den USA zeigt, dass eine der größten Herausforder­ungen der Lichtbogenerkennung in der Vermeidung von Fehlauslösungen liegt, da diese zu erheblichen wirtschaftlichen Einbußen führen können.

Inhalte und Zielsetzungen

Im Rahmen dieses Projekts sollen die Grundlagen für die eindeutige Klassifizierung in serielle und parallele Lichtbögen auch bei geringen Leistungen und unklaren Zündbedingungen geschaffen werden. Aus unserer Sicht ist die dadurch erzielbare Sicherheitserhöhung von PV-Anlagen ein essentieller Schlüssel für deren nachhaltige Einsetz­barkeit im urbanen Bereich.

Ein Ziel ist dabei die Erarbeitung der Grundlagen von Zündbedingungen von real entstandenen Lichtbögen. Der Aufbau und die Gewinnung von Grundlagenwissen zum Thema PV Lichtbögen ermöglicht es uns, Aufbauten und Parameter für die Durchführung von Lichtbogenzünd­versuchen (sowohl für Serien- als auch für Parallellichtbögen) wie sie real auftreten zu finden.

Methodische Vorgehensweise

Erreicht sollen die Ziele dieses Projekts durch die Erforschung und Erprobung von Mustererkennungsverfahren zur Detektion von Licht­bögen. Hier geht es um die spezifische Identifizierung der Lichtbogen-Signaturen basierend auf Laborbasisdaten und Felddaten.

Erwartete Ergebnisse

Wenn es gelingt durch die hier angedachte Grundlagenforschung diese Fehlauslösungen zu vermeiden, kann die Funktion Lichtbogendetektion, ungeachtet einer eventuelle Normenforderung, ohne Bedenken auch in Europa eingeführt werden, um die Sicherheit der Anlagen zu erhöhen.

Projektbeteiligte

Projektleitung

Fronius International GmbH

Kontaktadresse

Himmelbauer Karin
Günther Fronius Str. 1
A-4609 Thalheim bei Wels
Tel.: +43 (7242) 241 8100
E-Mail: Himmelbauer.Karin@fronius.com
Web: www.fronius.com

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