Mag1010
Zwevende netten in installaties met zonne-energie
Ook pv/windinstallatie duurzaam, veilig, stekerbaar en op iPhone Harrie Heemskerk
Elektriciteit opgewekt uit zonne- en windenergie in plaats van uit de snel slinkende voorraad fossiele b randstoffen staat wereldwijd midden in de belangstelling. Nederland loopt hierbij steeds verder achter in vergelijking met een aantal van de ons omringende landen. Iets dat onder meer te maken heeft met het subsidiebeleid van de overheid. Hierdoor liggen vele miljoenen kostende voorraden zonnepanelen ongebruikt opgeslagen, terwijl de wereldwijde inkoopprijzen inmiddels zijn ingezakt tot ver onder die van die opgeslagen voorraad. Dit heeft heel wat vooruitstrevende en innovatieve ondernemers in grote problemen gebracht. Toch wordt dankzij een Nederlandse technologische ontwikkeling ook de pv/windinstallatie niet alleen veilig en snel stekerbaar te installeren, maar net als de moderne woning- en gebouwinstallatie ook te bedienen, te beheren en te controleren via de iPad of smartphone.
Alternatieve energie is in ons land weliswaar bepaald geen zwaar gesubsidieerde ‘linkse hobby’, zoals sommige politici duurzaam ondernemen weleens omschrijven. Toch is ook hier de ont wikkeling van elektriciteit uit hernieuwbare energiebronnen niet tegen te houden. GE4ALL Nederland in Soest en Femtogrid in Amsterdam zijn samen doorgegaan met investeren in de ontwik keling van nieuwe elektronica. Die moet zorgen voor meer veiligheid en rendement voor de installateur. Hiermee hopen deze twee bedrijven ook in ons land de pv- en windmarkt verder open te breken.
Veiligheid Een groot en onderschat probleem bij zonne(photo-voltaïsche) en windenergie is de veiligheid.
Na de ontwikkeling door Femtogrid past GE4ALL deze nieuwe pv- en windtechnologie alleen toe als
Niet alleen die van de pv- en windinstallaties zelf,
adviesbureau en als leverancier van alle componenten en onderdelen. Zelf installeert GE4ALL helemaal
maar vooral die van de installateurs en inspecteurs
niets. Ook hier kiezen ze voor samenwerking, op dit moment al met bijna zestig installateurs.
die eraan werken. Bovendien kunnen deze installaties het functio
20
neren van de in- en externe bliksem- en over
De eisen
van deze norm is hierover zelfs een afzonderlijk
spanningsbeveiliging danig verstoren of zelfs
Natuurlijk moeten ook voorzieningen voor zonne-
hoofdstuk verschenen. Bij teruglevering aan het
teniet doen. Of ze gaan zelf als bliksemafleider
en windelektriciteit voldoen aan de eisen in de
openbare net zijn ook de nationale gridnormen van
functioneren.
laagspanningsnorm NEN 1010. In de jongste editie
toepassing, zoals in ons land de NEN-EN 50438.
Mag1010 / Nummer 2 / 2012
Mag1010
Deze pv-installatie boven een groot terras zorgt meteen voor de gewenste schaduw. De inzet toont het binnengedeelte van de DC-installatie. De elektronica zorgt ervoor dat de installateur en de inspecteur tijdens hun werk, ook aan het DC-gedeelte, nooit onder spanning kunnen komen te staan.
De geïnstalleerde afzonderlijke onderdelen en
aan k ennis. Dat blijkt in de praktijk, als ze ons erbij
generatie pv-installaties is voor reparatie, onder-
componenten moeten voldoen aan de eisen in
inschakelen als adviseur. We zijn dan ook heel
houd en inspectie niet spanningsvrij te maken. Ook
tal van internationale productnormen bij de Eu-
gelukkig dat ze dit in toenemende mate doen.”
niet met een DC-schakelaar in de meterkast. Of –
ropese Richtlijnen op het gebied van onder meer
Vóór de inverter gaat het immers uitsluitend om
helemaal fout – met zo’n schakelaar op de inverter
Laagspanningsveiligheid, EMC en RoHS, en hierop
gelijkstroomtechniek. Dat is een vak apart met
zelf, zoals ze compleet door sommige fabrikanten
CE-gemarkeerd worden. De NEN-EN 55022 en
spanningen die kunnen oplopen tot 900 volt. En
worden geleverd.
NEN-EN-IEC 61000 zijn hiervan slechts voor
dus met veel gevaarlijkere stromen dan in de 230
“Daarmee kun je een scheiding maken tussen de
beelden.
volt AC.
DC- en de AC-installatie. Maar daarmee maak je de pv-installatie en de kabels naar de inverter echt
Maar dat wil nog niet zeggen dat de installaties die eruit worden samengesteld óók veilig zijn.
Niet spanningsvrij
niet spanningsvrij. Dat klinkt misschien heel voor
Door dit gebrek aan kennis kunnen niet alleen
de hand liggend, maar we moeten het nog maar al
Eric Geskus van distributeur GE4ALL (Green
ondeugdelijke en derhalve gevaarlijke installaties
te vaak uitleggen”, verzekert Geskus.
Energy for All) verzekert zelfs dat dit in de meeste
ontstaan. Ook de installateur en inspecteur zelf lo-
gevallen níet zo is: “ET-installateurs weten een
pen bij hun werk enorme risico’s. Immers, werken
Samenwerking
pv- of windinstallatie vanaf de inverter meestal
onder spanning mag niet volgens de arbowetgeving
Onder meer om dit probleem op te lossen, en
keurig in te passen in de NEN 1010-installatie.
en de daarbij gehanteerde norm NEN 3140. Een
ook om het pv- en windmolen installatieproces
Maar wat er allemaal vóór die inverter gebeurt,
windturbine kun je nog stilzetten. Maar een zon-
op het dak en op masten te stroomlijnen, sloegen
daarover bestaat zelfs bij menig gespecialiseerde
nepaneel kun je niet uitzetten. E enmaal uitgepakt
GE4ALL en elektronica-ontwikkelaar Femtogrid de
pv- en windinstallateur nog een grote behoefte
op het dak staat er altijd spanning op. De huidige
handen ineen. Want dat de elektrotechnische
Mag1010 / Nummer 2 / 2012
21
Mag1010
De elektronica en software zorgen ervoor dat de windturbines, de zonnepanelen en de 230-VAC installatie gekoppeld aan het openbare net elkaar digitaal geregeld volcontinu kunnen aanvullen bij de energievoorziening. Alle optimizers en inverters in één installatie hebben een eigen adres voor draadloze Zigbeecommunicatie met de centrale meet- en besturingsunit. Deze geeft via gsm de meetresultaten en besturingssignalen door naar en vanaf onder meer de mobiele telefoon.
markt de komende jaren vooral in het teken staat
inspecteur tijdens hun werk, ook aan het DC-
alleen veilig en snel (= goedkoper) stekerbaar te
van renovatie en verduurzaming van de bestaande
gedeelte, nooit onder spanning kunnen komen te
installeren, zo laat Eric Geskus in Soest zien, maar
gebouwde omgeving, de industrie en de infrastruc-
staan.
net als de moderne woning- en gebouwinstallatie
tuur, daar kan niemand in deze bedrijfstak meer
Samen met de modulaire bevestigingssystemen
bedienbaar en controleerbaar via de iPad of smart-
omheen. Net zomin als de noodzaak tot intensieve
maakt dit het werk van de pv- en windinstallateur
phone.
samenwerking binnen de productontwikkeling en
een stuk efficiënter en veiliger.
Spanningsvrij
in de bouw- en installatieketen, om die renovatieen innovatieslag in deze tijd van recessie voor alle
Programmeerbare elektronica
Maar hoe krijg je dat DC-gedeelte van de instal-
partijen een beetje betaalbaar te houden.
Bij de introductie bestond het systeem nog uit ‘een
latie nu spanningsvrij? Zoals gezegd: bij een
hele kast vol elektronica’. Dat gebeurde tijdens
conven tioneel systeem nooit. Maar het werken
Samen ontwikkelden de twee bedrijven een
een verkennende bijeenkomst voor de oprich-
eraan wordt binnen dit nieuwe concept als volgt
systeem bestaande uit elektronica en software
ting van een vakvereniging voor ‘smart grids’ bij
spanningsvrij gemaakt.
waarmee windturbines en zonnepanelen in interne
de federatie van technologiebranches FHI. Een
Ieder zonnepaneel heeft twee voorgeconfectio-
netten elkaar digitaal geregeld volcontinu k unnen
vakvereniging die inmiddels definitief is opgericht
neerde kabels met connectoren, de DC-plus en
aanvullen bij de energievoorziening. Bij een
(zie Mag1010 Kort).
-min. Die worden al voor de modulaire montage
hogere elektriciteitsproductie dan de eigen interne
Maar nu is het een klein zelfklevend kastje met
op het dak in een waterdicht kunststof kastje met
behoefte leveren ze de overtollige energie samen
intelligente elektronica, dat met bijbehorende
elektronica en software, de ‘power optimizer’,
uitgebalanceerd terug aan het openbare ‘smart
modulaire kabels achterop ieder zonnepaneel
gestoken. Deze wordt achterop het paneel geplakt
grid’.
wordt geplakt, en parallel wordt doorgelust naar de
en heeft drie uitgangen, wederom de DC+ en DC-
Deze installatie wordt geheel galvanisch geschei-
volgende panelen op het dak, en de inverters en
én een 48 VDC. Dat is de ‘safetyline’. Staat hierop
den van de rest van de NEN 1010-installatie. De
een centrale communicatie-unit binnen.
vanuit de inverter geen voedingsspanning voor
elektronica zorgt ervoor dat de installateur en de
Hiermee wordt de gehele pv/windinstallatie niet
de elektronica, dan zijn de DC+ en – gescheiden
Mag1010 / Nummer 2 / 2012
23
Mag1010
Grote partijen voor duurzame energie
Een samenwerkingsverband van wethouders,
Tech Alliantie, plus onder andere Uneto-VNI, FME/
Dit soort decentrale duurzame energieopwekking
bedrijven en belangenorganisaties roepen
CWM en de Duurzame Energie Koepel.
kan van verschillende kanten benaderd worden en
minister Verhagen op om een breed onderzoek
kent vele betrokken partijen. Er is dus een brede en
naar een ‘decentrale, duurzame en veilige
Zij willen onderzocht zien ‘hoe (collectieven van)
integrale aanpak nodig, zo meent een groot aantal
energievoorziening’ te laten doen.
kleinverbruikers decentraal duurzame energie kun-
organisaties.
nen produceren voor eigen gebruik’. Door de snel
Zij roepen de Tweede Kamer daarom op om geen
De oproep wordt gedaan door belangrijke orga
slinkende voorraad fossiele brandstoffen moeten
genoegen te nemen met de ‘beperkte benadering’
nisaties
Duurzaam-
we immers met zijn allen op zoek naar nieuwe
van de minister van Economische Zaken, Land-
heid, Klimaatverbond, VNG, LTO, e-Decentraal,
vormen van energieopwekking en -distributie, bij-
bouw en Innovatie, Maxime Verhagen.
Vereniging Eigen Huis, Stichting Natuur & Milieu en
voorbeeld thuis of in de eigen omgeving in plaats
een groot aantal bedrijven verenigd in de Green-
van in een grote centrale.
www.zelflevering.nl
van het paneel en dus ook spanningsvrij. De DC+
nat dak komen te hangen”, voegt Eric Geskus daar
en besturingssignalen door naar en vanaf een
en – worden doorgelust via de andere panelen en
veelbetekenend aan toe. “Echt waar, dat gebeurt
lokale pc, een eigen webpagina en de laptop dan
windmolens naar de inverter, evenals de 48 VDC
bij conventionele systemen!”
wel mobiele telefoon.
Volgens de producent en leverancier is hiermee de
Een ander voordeel ten opzichte van een
NEN 3140
maximale graad van spanningsvrij werken volgens
conven tionele installatie is dat deze volcontinu
De connectoren tussen paneel en power optimizer
NEN 3140 ook bij pv- en windinstallaties bereikt.
kan worden gemonitord per individueel paneel.
als
Bestuurdersnetwerk
de andere kant op.
Bovendien worden de prestaties van de installatie
zijn zo vormgegeven dat bij verbreking van het con-
24
tact eerst de 48-VDC safetyline wordt verbroken.
Balans
als geheel niet meer begrensd door de prestatie
De pin voor dit contact is korter. Hierdoor staat er
De besturingselektronica op dit geheel zorgt
van het slechtste of meest verouderde paneel.
geen spanning meer over de langere DC+ en –
voor een balans tussen de levering vanuit de pv-
Ieder paneel blijft op zijn eigen niveau presteren
pinnen, die bij uitname van de connector pas ná
panelen en windmolens onderling en de belasting,
en wordt digitaal en draadloos gemonitord. Worden
de safety-pin worden verbroken. Op deze m anier
en geeft voorrang aan de afname van AC uit de
de prestaties van één paneel echt onrendabel laag,
kan er bij verbreking geen vlamboog ontstaan. Dat
DC-installatie boven de energie van het publieke
dan hoeft alleen dat ene paneel te worden ver-
risico is bij deze hoge spanningen extra groot.
net.
vangen. En dat ene paneel kan ook in heel grote
De connector aan de kabel vanaf het zonnepaneel
Alle optimizers en inverters in één installatie
pv-installaties direct worden opgespoord.
is female, waardoor DC+ en – ook niet gelijktijdig
hebben een eigen adres voor draadloze Zigbee-
kunnen worden aangeraakt. “En waardoor ze niet
communicatie met de centrale meet- en be
‘Zwevend’
kunnen wegetsen wanneer ze per ongeluk op een
sturingsunit. Deze geeft via gsm de meetresultaten
Deze gehele pv-installatie is galvanisch gescheiden
Mag1010 / Nummer 2 / 2012
Mag1010
van de rest van de AC woning- of gebouwinstallatie
GE4ALL helemaal niets. Ook hier kiezen ze voor
zijn opgeleverd. Hiertoe werkt GE4ALL inmiddels
via een ingebouwde trafo. Valt de AC hierop uit dan
samenwerking:
samen met bijna zestig installateurs.
valt het DC gedeelte van de installatie ‘vanzelf’ ook
“Maar we doen wel meer dan alleen een ontwerp
uit. En de DC-installatie is hiermee zwevend, dus
maken en spullen leveren. Voor vrijwel iedere
Terugleveren
niet geaard. Hij kan dus ook niet zelf als bliksem
installateur is dit nog een onontgonnen gebied,
De Nederlandse overheid wil nog niet echt mee-
afleider gaan functioneren.
zij hebben nog een enorme kennisbehoefte. Die
werken aan de stimulering van de decentrale
Wel moeten alle ook niet-spanningvoerende me-
kennis leveren wij ook, en indien gewenst gaan
opwekking van duurzame energie, zo meent een
talen delen 50 cm uit de buurt van de bestaande
we mee het dak op, ook bij oplevering en eind-
aantal grote organisaties. Zij doen een oproep
bliksem- en overspanningsbeveiliging blijven.
inspectie.”
om dit te veranderen (zie kader). Maar sinds
Anders kan er bij hoge afgeleide stromen overslag
Beide ondernemers vinden duurzame techniek ont-
1 januari is de wetgeving toch iets toeschietelijker.
ontstaan (zie het artikel in de vorige editie van
wikkelen en toepassen gezien het subsidiebeleid
De eigenaar van een private pv/windinstallatie
Mag1010 hierover).
van de rijksoverheid bepaald geen linkse hobby
mag nu een gelimiteerde hoeveelheid kWh per jaar
meer. Hun gehele technische en bedrijfsecono-
terugleveren aan zijn energieleverancier.
Niet zelf installeren
mische focus is gericht op zon en wind, en daar
Deze moet hiervoor dezelfde prijs betalen als die
Na de ontwikkeling door Femtogrid past GE4ALL
is heel veel geld in geïnvesteerd. Eric Geskus is
bij afname van het publieke net wordt betaald.
deze nieuwe pv- en windtechnologie alleen toe
dan ook blij te kunnen melden dat er nu, anderhalf
Bij teruglevering van meer dan de gestelde
als adviesbureau en als leverancier van alle
jaar na de start van zijn bedrijf, al vele tientallen
limiet mag het energiebedrijf zelf over de prijs in
componenten en onderdelen. Zelf installeert
pv/windinstallaties volgens het Femtogrid-concept
onderhandeling gaan met de terugleverancier. n
De pv-installatie wordt geheel galvanisch gescheiden van de rest van de NEN 1010-installatie. Samen met de modulaire bevestigingssystemen maakt dit het werk van de pv- en windinstallateur niet alleen veiliger volgens NEN 3140, maar ook een stuk efficiënter. Wel moeten alle ook niet-spanningvoerende metalen delen 50 cm uit de buurt van de bestaande bliksem- en overspanningsbeveiliging blijven. Eric Geskus legt uit hoe het pv/wind/230-VAC concept in elkaar steekt.
Mag1010 / Nummer 2 / 2012
25
