Je besteld een paar glazen platen, zonnepanelen genoemd, en die leg je op je dak. Wat kan daar nou gevaarlijk aan zijn? In deze blog proberen we je er bewust van te maken dat gelijkspanning gevaar met zich mee kan brengen en hoe je hier mee om kan gaan.
Zonnepanelen produceren gelijkspanning. Op de datasheet staat precies hoeveel, maar uit een gemiddeld 60 cellen paneel van 165 cm x 100 cm komt ongeveer 40 Volt. In een string systeem schakel ik panelen in serie, dus de spanning telt op. Dat betekent dat als ik 12 panelen in serie zet, er een spanning van 480 Volt op de kabels staat. Laat hier geen twijfel over bestaan: dat is met een beetje pech een dodelijke spanning! Natuurlijk is het gevaar afhankelijk van meer factoren zoals vermogen (wel of geen zon) en weerstand (heb je rubber handschoenen aan of niet). Maar risico’s nemen met deze getallen is vrij onverstandig…
Het probleem zit hem in de gelijkspanning. Bij wisselspanning is er 100 x per seconde (50 herz) 0 Volt en loopt er even geen stroom. Zodra de kring verbroken is, stopt de stroom met lopen. We herkennen dit uit de praktijk; trek de stekker van een draaiende stofzuiger uit het stopcontact. Je ziet een korte vonk die direct verdwijnt.
Bij gelijkspanning is dat 0 Volt moment er niet. De stroom loopt 1 kant op en blijft lopen. Verbreek je de kring, dan is de drang tot doorlopen zo groot, dat de stroom door de lucht door blijft lopen, net zo lang tot de afstand van de contacten zo groot wordt dat de weerstand van de lucht te groot wordt. Stroom die door de lucht loopt? Huh? Ja dat kan! Onze natuur laat het vaak zien in de vorm van bliksem; elektronen die hun weg zoeken door de lucht. Met gelijkspanning kunnen we een soort mini-bliksem maken. Het verschil is alleen dat de zonnepanelen elektronen blijven aanvoeren zolang er licht op valt. De bliksem noemen we nu een vlamboog en deze stopt pas als het donker wordt, of de afstand tussen de contacten te groot wordt. Gebeurt dit bijvoorbeeld in een plug die slecht verbinding maakt, dan zal deze volledig wegsmelten.
Om te demonstreren hoe dat er uit ziet hebben we in een testopstelling 4 zonnepanelen van 270 Wp in serie gezet en vervolgens kortgesloten op een mooie zonnige dag in april. Voordat we de test deden hebben we gemeten en er was een vermogen van 540 watt bij een spanning van 150 Volt.
Stel je eens voor hoe dit er uit zou zien met 12 zonnepanelen of dat de stroom niet door de lucht zou lopen, maar door je lichaam…
Probeer dit NIET zelf!
Waar let je op bij het werken met gelijkspanning van zonnepanelen
Het antwoord hierop is heel eenvoudig: zorg dat de kring zich niet kan sluiten behalve via de omvormer!
Gelijkspanning is alleen maar gevaarlijk als de stroom van de min naar de plus kan lopen. Je kan dus zonder problemen één van de twee polen aanraken (om er een stekker aan te zetten bijvoorbeeld) zolang de andere pool maar veilig geïsoleerd is.
En wat is dan ‘Safe DC’?
In Texas reed ik achter een dikke pick-up van een Solar-installateur met daarop een bumpersticker “The Only Safe DC is NO DC”. Deze installateur had gelijk!
Een zeer bekende omvormer/optimizer fabrikant claimt ‘Safe DC’. Dit is een stap in de goede richting maar niet voldoende! Tijdens installatie en gepland onderhoud geven de optimizers een veilige gelijkspanning van 1 Volt. Zodra het systeem draait loopt er gewoon een levensgevaarlijke spanning van 350 tot 850 Volt door de kring. Wanneer je per ongeluk 2 pluggen uit elkaar trekt, of er ontstaat een slechte verbinding ontstaat er een vlamboog.
Conclusie
De enige manier om de gevaarlijke gelijkspanning te vermijden is door te werken met micro-omvormers. Dan is ieder zonnepaneel een eilandje van 40 Volt en ongevaarlijk. De AC kabel op het dak zit in de groepenkast achter een aardlekschakelaar, dus als er iets fout gaat springt deze er uit. Wij begrijpen ook dat het financiële aspect zwaar weegt en er daarom vaak gekozen wordt voor een serieel geschakeld systeem of voor optimizers. Dat is ook helemaal niet erg, zolang je maar bewust omgaat met de gevaren die op de loer liggen tijdens de installatie en hier serieus mee omgaat.