PV-Netzanschluss-Schrank | Test- und Überwachungsleitfaden

Photovoltaik-Netzanschlusskasten

Ein Photovoltaik-Netzanschlusskasten, auch bekannt als PV-Netzanschlussbox oder PV-Wechselstrom-Schnittstellenkasten, ist ein elektrisches Gerät, das in Solar-Photovoltaik-Stromerzeugungssystemen eingesetzt wird. Er ist hauptsächlich dafür verantwortlich, den von einem PV-System erzeugten Gleichstrom (DC) in Wechselstrom (AC) umzuwandeln und ihn an das Stromnetz anzuschließen.

Hauptkomponenten eines PV-Netzanschlusskastens:

• DC-Eingangsanschlüsse: Empfangen den durch PV-Module erzeugten Gleichstrom, der in der Regel über Gleichstromkabel angeschlossen wird.

• Inverter: Wandelt Gleichstrom in Wechselstrom um. Die Leistung, die Ausgangsspannung und andere Parameter des Inverters müssen auf Grundlage spezifischer Systemanforderungen ausgewählt werden.

• AC-Ausgangsanschlüsse: Verbinden den vom Inverter ausgegebenen Wechselstrom über AC-Schaltgeräte mit dem Netz, was die Netzsynchronisation ermöglicht.

• Schutzgeräte: Der Kasten enthält in der Regel verschiedene Schutzkomponenten wie Überstromschutz, Überspannungsschutz und Kurzschlusschutz, um eine sichere und stabile Systemfunktion zu gewährleisten.

• Steuerungs- und Überwachungsgeräte: Ausgestattet mit Steuerungs- und Überwachungssystemen, um den Betriebsstatus zu überwachen und zu verwalten, elektrische Parameter zu messen und zu protokollieren sowie Fernüberwachung und -verwaltungsfunktionen zu ermöglichen.

Zusammengefasst spielt der PV-Netzanschlusskasten eine entscheidende Rolle bei der Umwandlung des Gleichstroms aus dem Photovoltaiksystem in Wechselstrom und dessen Integration ins Netz. Er ist einer der wichtigsten elektrischen Komponenten in einem Photovoltaik-Stromerzeugungssystem.

II. Prüfung von PV-Netzanschlusskästen

Die Prüfung von PV-Netzanschlusskästen dient dazu, sicherzustellen, dass deren Leistung und Funktionalität den Designspezifikationen entsprechen und eine zuverlässige, sichere Energieversorgung vom PV-System zum Netz gewährleistet wird. Typische Prüfungen umfassen:

• Grundfunktionsprüfung: Überprüfen der normalen Funktionen wie Einschalten/Ausschalten, Spannungsregelung, Frequenzregelung und Harmonische Filterung.

• Stromqualitätsprüfung: Beurteilen, ob die Stromqualität am Ausgang den Netzanforderungen entspricht, einschließlich Parameter wie Spannungsstabilität, Frequenzstabilität und harmonische Inhalte.

• Netzanschlussprüfung: Anschließen des Kastens an das Netz, um die Synchronisationsleistung und Stabilität zu bewerten, einschließlich Netzanschluss-/Ausschaltung, Rückstromschutz und Überspannungsschutz.

• Komplexe Betriebsbedingungsprüfung: Simulation des Kastenbetriebs unter verschiedenen Bedingungen, um seine Zuverlässigkeit und Anpassungsfähigkeit in unterschiedlichen Umgebungs- und Lastszenarien zu überprüfen.

• Fehlerantwortprüfung: Bewerten der Reaktion des Kastens auf Fehlerbedingungen wie Überlast, Kurzschluss und Erdfehler.

• Sicherheitsprüfung: Beurteilen der Sicherheitsleistung, einschließlich Isolationswiderstand, Erdung, Überhitzungsschutz und Überspannungsschutz.

• Datenaufzeichnung und -analyse: Aufzeichnen und Analysieren verschiedener Parameter während der Prüfung, um die Leistung und das Betriebsverhalten des Kastens zu bewerten.

Diese Prüfungen werden in der Regel von qualifizierten Technikern gemäß den relevanten Sicherheitsvorschriften und Prüfnormen durchgeführt. Die Prüfergebnisse dienen als Grundlage für die Annahme und Inbetriebnahme des PV-Netzanschlusskastens und stellen sicher, dass dieser sicher und zuverlässig betrieben wird und Energie ins Netz liefert.

III. Integrierte Überwachung von PV-Netzanschlusskästen

Die integrierte Überwachung von PV-Netzanschlusskästen umfasst in der Regel folgende Aspekte:

• Überwachung elektrischer Parameter: Überwachung elektrischer Parameter wie Strom, Spannung und Leistung im Kasten, sowie der Ausgangsleistung und -strom von PV-Modulen. Dies erfolgt mithilfe von Stromsensoren, Spannungssensoren und Leistungssensoren, wobei die Daten über ein Datenerfassungssystem gesammelt und aufgezeichnet werden.

• Energiedatenerfassung: Überwachung und Protokollierung der Energieausgabe des Kastens, einschließlich erzeugter Leistung, Strom und Spannung.

• Temperaturüberwachung: Überwachung der internen und externen Temperaturen des Kastens, einschließlich der von Kabeln, Schaltgeräten und Transformator. Temperatursensoren werden verwendet, um Daten zu sammeln, die dann an das Datenerfassungssystem zur Aufzeichnung und Analyse übertragen werden.

• Fernmeldesignale (Telemetrie): Überwachung des Status von Schaltern und Fehlersignalen, um eine Echtzeitüberwachung des Gerätebetriebs zu ermöglichen. Dies erfolgt mithilfe von Fernmeldesensoren und Schaltstatusüberwachungsgeräten.

• Fernsteuerung (Telekontrolle): Ermöglicht die Fernsteuerung des Kastens, sodass Betreiber über ein Fernsteuerzentrum eingreifen können, was die Fernverwaltung des PV-Systems erleichtert.

• Datenerfassung und -analyse: Verwendung von Datenerfassungsgeräten, um gesammelte Daten an ein zentrales System zu übertragen, wo sie verarbeitet und analysiert werden, um Überwachungsberichte und Trenddiagramme zu erstellen, die die zeitnahe Wartung und Verwaltung unterstützen.

• Alarm- und Fehlerdiagnose: Bereitstellung von Echtzeitalarmfunktionen. Bei Erkennung von Geräteanomalien oder Fehlern (z.B. Überhitzung, Überlast, Kurzschluss) löst das System automatisch Alarmsignale aus und bietet Diagnosefähigkeiten, um eine schnelle Fehleridentifikation und -behebung zu unterstützen.

• Fernüberwachung und -verwaltung: Ermöglicht die Fernüberwachung und -verwaltung über Netzwerkverbindung, sodass Benutzer jederzeit und überall den Gerätestatus einsehen, Alarmbenachrichtigungen erhalten und Fernsteuerung und -debugging durchführen können. Funktionen umfassen Fernsteuerung von Schaltern, Fehlerdiagnose und Alarmbenachrichtigungen.

Das integrierte Überwachungssystem kann den Betriebsstatus des Kastens in Echtzeit über Anzeigen, Computerterminals oder mobile Apps anzeigen. Es bietet zudem historische Datenaufzeichnung und Analyseberichte, um Wartungs- und Betriebspersonal bei fundierten Entscheidungen zu unterstützen. Durch eine umfassende Überwachung des PV-Netzanschlusskastens kann die Effizienz des Photovoltaik-Stromerzeugungssystems verbessert, die Lebensdauer der Ausrüstung verlängert und die Netzsicherheit und -qualität gewährleistet werden.