So wählen Sie einen zuverlässigen externen DC-Trennschalter für PV-Systeme aus

Was ist ein externer DC-Trennschalter?

Ein externer DC-Trennschalter ist ein manuell betätigtes Schaltgerät, das im Gleichstromkreis einer Photovoltaikanlage installiert wird. Im Gegensatz zu Wechselstrom-Leistungsschaltern ist er so konzipiert, dass er Gleichstrom unterbricht, wobei durch das Fehlen eines natürlichen Nulldurchgangs ein anhaltender Lichtbogen entsteht. Das interne Lichtbogenlöschsystem des Schalters löscht den Lichtbogen in einer geschlossenen Kammer und schützt so sowohl den Bediener als auch die nachgeschalteten Geräte.

Der Begriff „extern“ bezieht sich auf den Montageort: an der Außenseite eines Wechselrichters, Generatorkastens oder Batterieschranks. Diese Platzierung ermöglicht Wartungsteams einen schnellen Zugriff, ohne ein unter Spannung stehendes Gehäuse öffnen zu müssen. Außerdem wird die beim Schalten entstehende Wärme von empfindlicher Elektronik ferngehalten.

Warum benötigen PV-Systeme einen DC-Trennschalter?

PV-Anlagen erzeugen Gleichspannung, wenn Sonnenlicht auf die Module trifft. Auch nach dem Ausschalten des Wechselrichters bleibt die DC-Verkabelung unter Spannung. Dies stellt eine ernsthafte Gefahr für Wartungspersonal, Ersthelfer und Ausrüstung dar. Ein DC-Trennschalter sorgt für eine sichtbare und überprüfbare Unterbrechung zwischen dem Array und dem Wechselrichter und macht das System wartungssicher.

Viele nationale Elektrovorschriften schreiben mittlerweile eine Gleichstromisolierung sowohl am Plus- als auch am Minuspol vor. Beispielsweise definiert die Norm IEC 60947-1 für Niederspannungsschaltanlagen die Betriebs- und Leistungsanforderungen für solche Trenngeräte. Ohne einen konformen Trennschalter kann es sein, dass eine PV-Anlage die Inspektion nicht besteht und der Versicherungsschutz ungültig wird.

Über die Einhaltung hinaus verringert ein hochwertiger externer DC-Trennschalter das Risiko von elektrischen Bränden, die durch lose Verbindungen, eindringende Feuchtigkeit oder Lichtbogenfehler verursacht werden. Es ermöglicht auch eine schnelle Abschaltung in Notfällen, eine wichtige Funktion für gewerbliche Dächer und Kraftwerke im Versorgungsmaßstab.

Wie wählt man den richtigen externen DC-Trennschalter aus?

Die Auswahl eines externen DC-Trennschalters erfordert die Anpassung des Geräts an die elektrischen Eigenschaften und Umgebungsbedingungen des PV-Arrays. Zu den wichtigsten Parametern gehören:

• Bemessungsgleichspannung:Muss die maximale Leerlaufspannung des Arrays überschreiten, 600 V, 1000 V oder 1500 V.
• Nennstrom:Sollte gleich oder größer als der Kurzschlussstrom des PV-Strings multipliziert mit einem Sicherheitsfaktor sein.
• Polzahl:Durch die zweipolige Schaltung werden sowohl Plus- als auch Minusleiter isoliert.
• IP-Schutz:Außengeräte erfordern IP65 oder IP66, um Regen, Staub und UV-Strahlung standzuhalten.
• Umgang mit Lichtbogenfehlern:Der Schalter muss über ein zertifiziertes Schaltvermögen für Gleichstromlasten verfügen.

Nachfolgend finden Sie einen Vergleich typischer externer DC-Trennschalterkonfigurationen, die in PV-Systemen verwendet werden.

Der externe DC-Trennschalter von Soutya deckt das 1000-V-Segment mit einem IP66-zertifizierten Gehäuse ab und ist somit sowohl für private als auch gewerbliche Installationen geeignet.

Welche Standards regeln die Leistung von DC-Trennschaltern?

Hersteller müssen externe DC-Trennschalter so konzipieren, dass sie internationalen und nationalen Standards entsprechen. Die relevantesten sind:

• IEC 60947-1– Niederspannungsschaltanlagen und -steuergeräte: Allgemeine Regeln. Diese Norm beschreibt die Betriebsbedingungen, Konstruktionsanforderungen und Prüfmethoden für Trennschalter.
• GB/T 14048,1-2019– Das chinesische Äquivalent von IEC 60947-1, das Leistungs- und Sicherheitskriterien für Niederspannungsschaltanlagen festlegt.
• IEC 61439-1– Für Niederspannungs-Schaltanlagen, die als Einzelkomponenten externe DC-Trennschalter enthalten.

Durch die Zertifizierung nach diesen Standards wird bestätigt, dass der Schalter Dauerstrom verarbeiten, Kurzschlüssen standhalten und Gleichstromlichtbögen sicher löschen kann. Ingenieure sollten die Prüfzertifikate des Herstellers anfordern, bevor sie einen externen DC-Trennschalter für ein Projekt genehmigen.

Welche Funktionen sollten Sie bei einem Soutya DC-Trennschalter überprüfen?

Der externe DC-Trennschalter von Soutya ist auf Zuverlässigkeit in rauen PV-Umgebungen ausgelegt. Die folgenden Funktionen sollten bei der Bewertung dieses Produkts für ein Projekt überprüft werden:

• Doppelunterbrechungskontaktdesign– Jeder Pol verfügt über zwei Sollbruchstellen, was die Lichtbogenenergie reduziert und die Kontaktlebensdauer verlängert.
• Hochwertiges dielektrisches Gehäuse– Bietet Isolationswiderstand und schützt vor UV-Strahlung.
• Klare EIN/AUS-Anzeige– Ermöglicht eine visuelle Inspektion aus der Ferne und verbessert so die Sicherheit des Bedieners.
• Box-in-Box- oder externe Montageoptionen– Ermöglicht eine flexible Installation an Leitungs- oder Gehäusewänden.
• Ausgelegt sowohl für Plus- als auch Minuspolschaltung– Gewährleistet eine vollständige Trennung des Gleichstromkreises während der Wartung.

Diese Merkmale stimmen mit den Leistungserwartungen überein, die in der Norm IEC 60947-1 und der Norm GB/T 14048.1 beschrieben sind und bei denen dielektrische Festigkeit, Temperaturanstiegsgrenzen und mechanische Haltbarkeit im Vordergrund stehen.

Referenzen

[1] IEC 60947-1. Niederspannungs-Schaltanlagen und -Schaltgeräte - Teil 1: Allgemeine Regeln [S]. 2020.

[2] GB/T 14048.1-2019. Niederspannungs-Schaltanlagen und -Schaltgeräte - Teil 1: Allgemeine Regeln [S]. 2019.

[3] Alterungseigenschaften von Kontaktelektroden von Niederspannungs-Gleichstromschaltern. Energien, 2021, 14(20): 6838.