Standarder
Inledning 
Organisationer 
Märkning
Beteckningar
Solcellsstandarder
Elsäkerhet
Anslutning av Mindre Produktionsanläggning till elnätet - AMP
Nätanslutningsfrågor IEA Task 5
Byggregler

Inledning


Detta avsnitt av projekteringsverktyget har till avsikt att presentera de lagar, regler och normer som har relevans när ett solcellssystem ska byggas. Här avses tre typer av regler.
1. Föreskrifter som ingår i författningssamlingen. T.ex. Elsäkerhetsverkets ELSÄK-FS.
2. Lokala eller projektspecifika regler (ett nätbolag kan ha speciella krav vid anslutning, t.ex. i form av årsavgifter).
3. Frivilligt överenskomna normer och standarder.
Vid arbete med den elektriska installationen gäller starkströmsföreskrifterna (ELSÄK-FS) över alla andra regelverk. Anslutning av en solcellsanläggning till det allmänna elnätet regleras av AMP (Anslutning av Mindre Produktionsenhet) Vid arbete och installation av solcellernas komponenter gäller också rådande bygglagar, miljölagar, arbetarskyddslagar etc. Ur vilka vi endast drar ut regler som speciellt behöver kommenteras i detta sammanhang.
Lokala eller projektspecifika regler kan t.ex. bero på speciell miljöhänsyn, kulturhistoriskt känslig miljö, etc. Vissa typer av sådana omständigheter kommer regleras vid givandet av bygglov. Den lokale nätägaren kan ha vissa krav på anmälning, årsavgifter och regler för utmatning av överskottsel till nätet. Beställaren kan genom upphandlingen ha krävt att i anläggningen ingående komponenter och delsystem och karakterisering av dessa ska följa internationella standarder på området. I det sista fallet standarder under punkt 3 ovan till att vara krav i det aktuella projektet.
En standard är frivilligt överenskommen och är i grund och botten frivillig att använda. Det ligger ett stort värde i att använda en standard eller norm som är fastställd i en konsensusprocess av expertis på området och som i många fall kan utvärderas av en oberoende tredje part. Detta kan ofta upphöja standarder till regel då de som tidigare nämnts åberopas i avtal mellan beställare och leverantör.

Tillbaka till innehållsförteckning avsnittet Standarder


Organisationer

Följande urval av organisationer arbetar med standardisering och föreskrifter som är relevanta i samband med solcellsinstallationer.
ISO Internationella Standardiserings Organisationen
IEC Internationella elektriska Standardiseringskommissionen
CENELEC Europeiska elektriska Standardiserings-kommissionen
SEK Svenska Elektriska Kommissionen
UL Underwriters Laboratory (Amerikansk, privat, non-profit)
TÛV TÜV Rheinland
PV GAP Photovoltaic Global Approval Programme
SEMKO S-märkning Sveriges Elsäkerhetsverk 

Viktiga nationella aktörer är amerikanska IEEE och tyska VDEW (Vereinte Deutsche Elektriciteswerk).

ISO är huvudorganisation för allt internationellt standardiseringsarbete. SEK är svensk representant i IEC och CENELEC. IEC och CENELEC samverkar intimt bl.a. genom gemensam röstning. IEEE har tagit fram olika standarder på solcellsområdet som är ekvivalenta med IEC-standarder. Amerikanska produkter kan därför ibland associeras med en IEEE standard till vilken den internationella eller europeiska motsvarigheten ofta kan finnas.

Tillbaka till innehållsförteckning avsnittet Standarder.


Märkning av komponenter

UL, TÜV, PV GAP, Semko och även CENELEC utfärdar märkning av produkter med avseende på uppfyllande av säkerhetskrav och typgodkännanden. PV GAP har sitt ursprung i kvalitetsmärkning av solcellssystem och relaterade komponenter till projekt i utvecklingsländer och har tagits fram genom ett initiativ med bl.a. Världsbanken. S-märkning innebär att varan är provad och godkänd av Semko som är ett fristående företag, specialiserat på provning av elartiklar. S-märkning är inte längre ett krav, men ger en utökad säkerhet. Exempel på märkning ges i tabellen nedan:
 

CE-märkning är obligatoriskt på produkter som säljs i EU land. CE-märkningen visar att produkten följer alla tillämpbara säkerhetskrav inom EU och kan i korthet beskrivas som att produkten är säker att använda om den används för sitt ändamål. Men, det är tillverkaren själv som intygar att varan uppfyller de uppställda kraven.

Ladda ned pdf-fil om CE-märkning.


Av TÜV Rheinland utfärdad GS-märkning (Geprüfte Sicherheit).

GS-märkning ställer ungefär samma krav som gamla tiders S-märkning, men är en tysk motsvarighet. GS-märkning är inte obligatorisk.

1986 publicerade UL första utgåvan av UL 1703 som är en standard för test av modulsäkerhet för USA och började erbjuda UL-märkning. 1999 kompletterade man med en motsvarande standard, UL 1741, för växelriktare, laddningsregulatorer och andra systemkomponenter.

PV GAP quality mark for PV-components.

PV-GAP står för Global Approval Programme för solcellskomponenter. Denna märkning avser väsentligen komponenter till biståndsprojekt.

The Power Mark Corporation. PV-mark of quality Amerikansk kvalitetsmärkning för moduler. Modulen har klarat IEEE 1262 som är nästan identisk med IEC 61215 och 61646. Detta innebär i praktiken över 20 års förväntad livslängd.


Tillbaka till innehållsförteckning avsnittet Standarder.


Beteckningar på standarder

Svenska standarder på elområdet utgörs idag i huvudsak av europeiska standarder som görs tillgängliga i Sverige. Europeiska standarder, EN, fastställda inom CENELEC fastställs som svensk standard med beteckningen SS-EN. De europeiska standarder som fastställs som HD (Harmoniserings direktiv) fastställs antingen som SS 4XX XX XX eller, om de helt överensstämmer med motsvarande IEC-publikation, som SS-IEC. Som SS-IEC kan även vissa IEC-publikationer överföras till svensk standard på områden där intresse för europeisk standard saknas. Inom CENELEC gäller att europeisk standard som är baserad på IEC-publikationer ges ut i serien EN 6XXXX, Äldre standarder från SEK har beteckningen SEN. Vissa avvikelser från dessa principer kan förekomma. En årtalsangivelse som innehåller X, t ex 200X, anger att standarden inte är färdig. SEK, Svenska Elektriska Kommissionen, är Sveriges nationella representant i IEC och CENELEC. Andra länder agerar på ett liknade sätt. T.ex. så anger man som tysk standard DIN EN för normer fastställda av CENELEC.

Tillbaka till innehållsförteckning avsnittet Standarder.


Solcellsrelaterade standarder

I detta avsnitt listas alla standarder med solcellsrelevans. De för byggnadsintegrering viktigaste beskrivs mer i detalj. Vill man därefter ha tillgång till standardens originaldokument måste detta beställas från SEK eller ibland direkt från IEC eller CENELEC. På IEC är det arbetsgrupp TC82 som hanterar solcellsfrågor.

Tabell Std-1. Aktuella standarder indelade i kategorier

Kategori
Standarder inom kategorin
Nomenklatur, bakgrund  61836
Karakterisering och monitoring 60891, 60904 (1-10), 61683, 61724, 61725, 61829  
Typgodkännanden, kvalitet, livslängdstester 61215, 61646, 61345, 61701, 61721, (61853 draft)
Säkerhetskrav och installationsvägledning (60364 draft PDF), 61173, 61727

 

Andra solcellstandarder än de i Tabell Std-1 beskrivna finns tillgängliga från IEC eller CENELECS hemsida och finns dessutom listade i en nedladdningsbar pdf-fil.

Nr

IEC publikation

Ändring (Amendment)

CENELEC publikation

Svensk standard

Engelsk titel

Svensk titel

Beskrivning

 

60891

IEC 60891:1987

IEC 60891:1987/A1:1992

EN 60891:1994

SS-EN 60891, Utg 1:1994

Procedures for temperature and irradiance corrections to measured I-V characteristics of crystalline silicon photovoltaic devices.

Solceller - Celler av kristallint kisel - Korrektion av uppmätt förhållande mellan ström och spänning med avseende på temperatur och irradians.

Denna standard definierar en procedur som ska följas då man ska kompensera en uppmätt IU-kurva för temperatur och instrålning. Den är endast giltig för celler gjorda av kristallint (även polykristallint) kisel. Kompensationen ska göras relativt 1000 W/m2 och en celltemperatur på 25º.

Tillbaka till solcellsrelaterade standarder
60904-1

IEC 60904-1:1987

EN 60904-1:1993

SS-EN 60904-1, Utg 1:1994

 

Photovoltaic devices - Measurement of photovoltaic current voltage characteristics.

Solceller - Del 1: Bestämning av förhållandet mellan ström och spänning.

Denna standard beskriver en procedur som ska följas vid mätning av ström-spänningsförhållandet för kristallina (även polykristallina) kiselsolceller i naturligt eller simulerat solljus. Proceduren är applicerbar på både enstaka celler och på moduler.

Tillbaka till solcellsrelaterade standarder

60904-2

IEC 60904-2:1989

IEC 60904-2:1989/A1:1998

EN 60904-2:1993

EN 60904-2:1993/A1:1998

SS-EN 60904-2, Utg 1:1994

SS-EN 60904-2, Utg 1:1994/A1:1998

 

Photovoltaic devices - Requirements for reference solar cells.

Solceller - Del 2: Fordringar på solceller för referensändamål.

 

Tillbaka till solcellsrelaterade standarder

60904-3

IEC 60904-3:1989

EN 60904-3:1993

SS-EN 60904-3, Utg 1:1994

 

Photovoltaic devices - Measurement principles for terrestrial photovoltaic (PV) solar devices with reference spectral irradiance data.

Solceller - Del 3: Mätmetoder för markbundna solcellsanordningar med angiven spektralfördelning.

 

Tillbaka till solcellsrelaterade standarder

60904-5

IEC 60904-5:1993

EN 60904-5:1995

SS-EN 60904-5, Utg 1:1996

 

Photovoltaic devices - Determination of the equivalent cell temperature (ECT) of photovoltaic (PV) devices by the open circuit voltage method.

Solceller - Del 5: Bestämning av ekvivalent celltemperatur med vilospänningsmetoden.

 

Tillbaka till solcellsrelaterade standarder

60904-6

-6:1994

IEC 60904-6:1994/A1:1998

EN 60904-6:1994

EN 60904-6:1994/A1:1998

SS-EN 60904-6, Utg 1:1995

SS-EN 60904-6, Utg 1:1995/A1:1998

 

Photovoltaic devices - Requirements for reference solar modules.

Solceller - Del 6: Fordringar på solcellsmoduler för referensändamål.

Denna standard refererar endast till IEC 60891, 60904-1, 60904-2 och 60904-7.

Tillbaka till solcellsrelaterade standarder

60904-7

IEC 60904-7:1998

EN 60904-7:1998

SS-EN 60904-7, Utg 1:1998

Photovoltaic devices – Part 7: Computation of spectral mismatch error introduced in the testing of a photovoltaic device.

Solceller - Del 7: Beräkning av spektral missanpassning introducerad vid provning.

Denna standard anger en metod för att beräkna storleken på det fel som uppstår då man bestämmer en solcells strömtäthet vid kortslutning av solcellen vid en belysning med ljus med en spektralfördelning som avviker från det standardiserade AM1,5 spektrum. En praktisk konsekvens av denna standard är att om solcellskomponenter mäts i solsimulatorer eller i naturligt solljus som avviker från AM1,5 (IEC 60904-3) och man använder en referenscell med en spektral känslighet som är väldigt lik mätobjektets så blir det spektrala felet (spectral mismatch) försumbart. I praktiken kan en leverantör av en anläggning förse beställaren med en referenscell som är tagen ur produktionen av de celler som ingår i anläggningens moduler och som är inkapslad på samma sätt som modulerna. Referenscellen bör helst vara kalibrerad av en oberoende part. Notera att andra mätfel finns för referenscellen. T.ex. ökar reflektionen av ljus vid låga infallsvinklar.

Tillbaka till solcellsrelaterade standarder

60904-8

IEC 60904-8:1998

EN 60904-8:1998

SS-EN 60904-8, Utg 1:1998

 

Photovoltaic devices - Part 8: Measurement of spectral response of a photovoltaic (PV) device.

Solceller - Del 8: Mätning av spektral känslighet.

Denna standard beskriver metodiken då en solcells spektrala känslighet ska mätas upp. Med detta menas i princip att man för varje våglängd i solspektrum bestämmer kvantverkningsgraden, dvs bidraget i antal elektroner till kortslutnings strömmen för varje foton som anländer till solcellskomponentens yta. Kvantverkningsgraden blir aldrig större en ett pga att en foton maximalt kan bidraga med en elektron till strömmen.

Tillbaka till solcellsrelaterade standarder

60904-9

IEC 60904-9:1995

 

Photovoltaic devices - Part 9: Solar simulator performance requirements

 

Denna standard beskriver krav på en solsimulator med avseende på spektral anpassning, belysningens uniformitet, intensitet och stabilitet över den period som mätning utförs. Ur detta definieras tre typer av solsimulatorer med avseende på kvalitet: Klass A, klass B och klass C.

Tillbaka till solcellsrelaterade standarder

60904-10

IEC 60904-10:1998

EN 60904-10:1998

SS-EN 60904-10, Utg 1:1998

Photovoltaic devices - Part 10: Methods of linearity measurement.

Solceller - Del 10: Mätning av linearitet.

Denna standard beskriver metoder för att fastställa linjaritet mellan en solcellsparameter och en testparameter. En komponent anses linjär om följande förutsättningar är uppnådda i temperatur respektive instrålningsområdena 25ºC till 60ºC resp. 700 till 1000 W/m2.

  1. Variansen av lutningen av kurvan kortslutningsström mot instrålning +/- 1,5%
  2. Variansen av lutningen öppenspänningen mot logaritmen av instrålningen +/- 3%
  3. Variansen av lutningen kortslutningsström mot logaritmen av öppenspänningen +/- 10 %
  4. Variansen av den relativa spektralkänsligheten vid en specificerad våglängd måste vara mindre än 5% inom det intressanta våglängdsområdet.

Tillbaka till solcellsrelaterade standarder

61173

IEC 61173:1992

EN 61173:1994

SS-EN 61173, Utg 1:1995

Overvoltage protection for photovoltaic (PV) power generating systems - Guide.

Solkraftverk - Anvisningar för skydd mot överspänning.

Beskriver utförande av jordning och skydd mot transienter (blixtnedslag). Grundprincipen är att jorda modulramar och apparatkapslingar. Anläggningen skyddas eventuellt med åskledare, men oftast endast med åskskyddskomponenter i hopkopplingsbox före ingång till solkraftverkets elektronik. Systemjordning av anläggning på likspänningssidan kan stabilisera systemspänningen i förhållande till jord och befrämja överströmsskyddets funktion vid händelse av fel. Notera dock att vissa typer av växelriktare kräver ett ojordat likspänningssystem för sin funktion. Bl.a. en i Sverige vanligt förekommande transformatorlös växelriktare från SMA (SWR2000).

Tillbaka till solcellsrelaterade standarder

61215

IEC 61215:1993

EN 61215:1995

SS-EN 61215, Utg 1:1996

 

Crystalline silicon terrestrial photovoltaic (PV) modules - Design qualification and type approval.

Solceller - Konstruktions- och typgodkännande av solcellsmoduler av kristallint kisel.

Denna standard beskriver en testsekvens som bl.a. innefattar accelererad livslängdsprovning vilket bl.a. innebär ett heat/damp-test (85grader varmt och 85% RH i 1000 timmar). En modul sägs klara testet om den inte har degraderat med mer än 10%. Modulen har då även klarat av beskjutning med hagelkanon, isolationstester, böjtester mm. Detta test har utförts i olika varianter under många år och erfarenheten är att om en modul har klarat testet så förväntas modultypen ha en livslängd på 20 - 30 år i fält. Ibland refereras till detta test när man säger "ISPRA Guidelines" eller "JPL-acceptance test". Detta test är speciellt tillämpbart på celler av kristallint kisel (poly, mono och ribbon). För tunnfilmsceller, speciellt de gjorda av amorft kisel hänvisas till IEC 61646.

Tillbaka till solcellsrelaterade standarder

61345

IEC 61345:1998

EN 61345:1995

SS-EN 61345, Utg 1:1998

 

UV test for photovoltaic (PV) modules.

Solceller - Provning av solcellsmoduler med UV-strålning.

Denna standard beskriver UV-testning av solcellsmoduler. Målet är framförallt att fastställa i modulen ingående polymera materials förmåga att motstå UV-strålning. Våglängdsområdena 280 - 320 nm och 320 - 400 nm  studeras. Första våglängdsområdet belyses med sammanlagt 7,5 kWh/m2 och det andra med 15 kWh/m2. Modulen godkänns enligt kriterierna i IEC 61215 och IEC 61646.

Tillbaka till solcellsrelaterade standarder

61646

IEC 61646:1996

EN 61646:1997

SS-EN 61646, Utg 1:1998

Thin-film terrestrial photovoltaic (PV) modules - Design qualification and type approval.

Solceller - Konstruktions- och typgodkännande av solcellsmoduler i tunnfilmsteknik.

Denna standard är väldigt lik IEC 61215. Skillnaden ligger i att denna standard är speciellt avsedd för typgodkännande av solcellsmoduler baserade på tunnfilmsceller av amorft kisel. Av detta skäl lägger man till ett prov med accelererad belysning. Avsikten är att påskynda en välkänd ljusassocierad degradering av denna typ av cell. Man belyser helt enkelt modulen till dess att den inte längre degraderar. Då får inte uteffekten avvika mer än 10 % från den på märkplåten av tillverkaren angivna effekten. Den på detta sätt uppnådda degraderingen anses vara ett stabilt tillstånd som modulen kan upprätthålla. Man har dessutom lagt till ett fuktinträngningstest för de amorfa modulerna med avsikt att studera degradering, korrosion, jordfel, säkerhetsproblem etc som kan uppstå pga fuktinträngning.

Tillbaka till solcellsrelaterade standarder

61683

IEC 61683:1999

EN 61683:2000

SS-EN 61683, Utg 1:2000

Photovoltaic systems – Power conditioners - Procedure for measuring the efficiency.

Solkraftverk - Bestämning av verkningsgrad hos utrustning för elanpassning.

Denna standard beskriver metodiken då verkningsgraden hos en växelriktare, batteriladdare, DC/DC-omvandlare ska mätas upp. För en växelriktare definieras 3 typer av verkningsgrad där de två viktigaste är.

Verkningsgrad vid märkeffekt ηR=P0/PI*100 (inkluderat effekt till styrning)

Medelverkningsgrad ηE=W0/WI*100 (inkluderat standby-effekt)

Tillbaka till solcellsrelaterade standarder

61701

IEC 61701:1995

EN 61701:1999

SS-EN 61701, Utg 1:1999

Salt mist corrosion testing of photovoltaic (PV) modules.

Solceller - Korrosionsprovning med saltdimma av solcellsmoduler.

 

Tillbaka till solcellsrelaterade standarder

61721

IEC 61721:1995

EN 61721:1999

SS-EN 61721, Utg 1:1999

Susceptibility of a photovoltaic (PV) module to accidental impact damage (resistance to impact test) (7 pp).

Determines the susceptibility of a module to accidental impact damage.

Tillbaka till solcellsrelaterade standarder

61724

IEC 61724:1998

EN 61724:1998

SS-EN 61724, Utg 1:1999

Photovoltaic system performance monitoring - Guidelines for measurement, data exchange and analysis.

Solkraftverk – Driftövervakning – Mätning, dataöverföring och utvärdering.

Denna standard beskrivs närmare i avsnittet "Monitoring".

Tillbaka till solcellsrelaterade standarder

61725

IEC 61725:1997

EN 61725:1997

SS-EN 61725, Utg 1:1998

Analytical expression for daily solar profiles.

Solkraftverk - Beräkning av solinstrålningens dygnsprofil.

En referens soldag förser modutillverkare, installatörer och användare med ett verktyg som kan användas vid dimensionering och jämförelser av PV-system. Referens-soldagen kan också användas vid jämförelser PV-system med hjälp av simuleringsprogram. Det kan också användas vid tenders and proposals.

Tillbaka till solcellsrelaterade standarder

61727

IEC 61727:1995

EN 61727:1995

SS-EN 61727, Utg 1:1996

 

Characteristics of the utility interface for photovoltaic (PV) systems.

Solkraftverk - Anslutning till elnätet.

Denna standard tar upp hur ett solcellssystem ska uppföra sig vid elavbrott och då elavbrottet upphör, jordning, säkerhetsbrytare. Standarden tar också upp frågor som nämns i SS 421 18 11, Spänningsgodhet i lågspänningsnätet för allmän distribution. Detta innebär frågor kring över- och underspänning, frekvens-stabilitet, övertoner och transienter vilka delvis behandlas i AMP.(Anslutning av mindre produktionsenhet)

Tillbaka till solcellsrelaterade standarder

61829

IEC 61829:1995

EN 61829:1998

SS-EN 61829, Utg 1:1999

 

Crystalline silicon photovoltaic (PV) array - On-site measurement of I-V characteristics.

Solkraftverk - Fältmätning av förhållandet mellan ström och spänning.

 

Tillbaka till solcellsrelaterade standarder

61836

IEC 61836:1997

 

Solar photovoltaic energy systems – Terms and symbols.

 
 

Tillbaka till solcellsrelaterade standarder

61853

IEC 61853:draft may 2002

Performance testing and energy rating of terrestrial photovoltaic modules.

 

Denna draft standard ska leda till en skärpning av kraven vid angivandet av modulers märkeffekt. Idag anges gränser på ± 10%. De nya kraven kan bli ± 5% och individuella effektmärkningar av moduler. Denna standard kan tvinga tillverkare att specificera sina moduler bättre och kommer ge en metod för att uppskatta yield på fem standardiserade platser från modulen.

This draft standard will define uniform guidelines for the calculation of both nominal power and attainable yields. The draft presently defines five standard days, including temperature profiles. Thus, one can have five different energy yields, and in my opinion that's still too many. But as things are envisioned, one could then take these five numbers and arrange them on a single label. A dealer could ask customers where they intend to install their system. If they plan to use it in the tropics, they should use the number for »warm and sunny.« If they are headed to Norway and Sweden, they should take »cold and sunny.« Then customers can ask other manufacturers whether they can get a module better suited to »cold and sunny« at the same price. That is certainly a major advance. We will have to wait and see; standards like these are revised every few years to ensure that they prove successful.

Tillbaka till solcellsrelaterade standarder

Tillbaka till innehållsförteckning avsnittet Standarder


Elsäkerhet
Starkströmsföreskrifterna ges ut av SEK som svensk standard
Efter 100 år med detaljerade myndighetsföreskrifter för utförande av elinstallationer har Elinstallationsreglerna getts ut av SEK som svensk standard (SS 436 40 00). Här avses regler för utförande av elinstallationer för lågspänning, det vill säga de regler som framgår av avdelning A i den så kallade Blå boken.

I kapitel 712 beskrivs "Kraftförsörjning med fotoelektriska solceller". Kapitlet beskriver fordringarna för elinstallationer inom solcellssystem, inklusive växelströmskretsar i sådana system. Exempel på innehåll i solcellskapitlet:

Definitioner (nomenklatur)
Jordning
Skydd
Frånskiljning

I avsnittet elektrisk konstruktion i detta projekteringshjälpmedel beskrivs hur kapitel 712 kan tillämpas.

Tillbaka till innehållsförteckning avsnittet Standarder



AMP
  
"PV-versionen"

Inledning
AMP - Anslutning av Mindre Produktionsanläggning till elnätet - har tagits fram för att tillgodose ett behov av ett regelverk vid de allt vanligare förekommande anslutningarna av i första hand vindkraftverk. Anslutning av solcellsanläggningar som producerar el behandlas också. AMP innehåller anvisningar, krav och beräkningsmetoder och kan fås från Svensk Energi, Art nr 302 40, pris 650 kr. utgiven 2002, http://www.svenskenergi.se/. I detta avsnitt av projekteringsverktyget har några av de viktigaste och vanligast efterfrågade delarna av AMP (1999) redovisats i korthet. Vid fördjupning hänvisas till originaldokumentet och dess referenser och uppdateringar efter 1999.

Omfattning
Anvisningarna avser småskalig elproduktionsanläggning - max 1500 kW.

Föranmälan
Föranmälan skall inlämnas till elnätägaren innan installationsarbetet igångsättes.

Färdiganmälan och idrifttagande
Före första tillkoppling av produktionsanläggningen skall anläggningen färdiganmälas av behörig installatör. Anläggningen får tas i drift först sedan nätägaren lämnat sitt medgivande.

Inmatning till elnätet
Elleverans från produktionsanläggning skall ha den kvaliteten att elnätägaren kan uppfylla kraven i SS EN 50160 (äldre standard: SS 421 18 11) - Spänningsgodhet i lågspänningsnät för allmän distribution - till anslutna kunder. SS EN 50160 sammanfattas i tabellen nedan.

 

Spänningsnivå 207 - 244 volt
Frekvens 50,0 ±0,5 Hz
Udda övertoner 4 %
Jämna övertoner 1 %
Osymmetri 2 % mellan två huvudspänningar. (endast 3-fas system)
Långsamma spänningsändringar < 2,8 %, en per minut (enligt figur i standarden)
Snabba spänningsändringar < 0,3 %, 1000 per minut (enligt figur i standarden)


Ö-drift
Leverans till elnätet får ej ske om nätet tappat sin ordinarie spänningsmatning och därför skall solcellsanläggningen vid avbrott bortkopplas från fastighetsnätet. Normalt är elektronik och kontaktor för brytning inbyggd i växelriktare. Avkänning av spänningsbortfallet sker antingen på förändringen av strömmen eller på frekvensen. Internationell standard är (1999) under utarbetande. Idag, år 2002, är de flesta växelriktare även försedda med system som mäter nätets dynamiska impedans. Vid nätbortfall stiger denna på ett karakteristiskt och detekterbar sätt. (Från 0,5-1 Ohm till 2,5 Ohm)

Anslutning
Vid anslutning av ledningen från växelriktare till fastighetens fördelningscentral skall det finnas en elkopplare som manuellt kan skilja växelriktare från nätet.

Mätning
I inkommande servisledning monteras en kombimätare för mätning av energi till och från nätet. Vid större leveranser än 200A ska mätarna vara 1-timmes mätare.

Kommentar 1.
AMP kräver över- och underspänningsreläer som vid nätbortfall slår ifrån anläggningen för att därmed förhindra ö-drift. De-facto standard på området är dock att funktionen (ENS) är inbyggd i växelriktare och behovet av över- och underspänningsreläer kan förhandlas. Över och underspänningsreläer saknas för övrigt i de flesta svenska solcellsanläggningar.

Kommentar 2.
Sannolikheten för ö-drift vid nätavbrott har uppskattats till en på en miljard.

Kommentar 3.
Anslutningsavgiften för solcellsanläggning är inte explicit angiven i AMP. För vindkraftverk anges att anslutningsavgiften skall motsvara faktiskt beräknad kostnad för att ansluta produktionsanläggningen till elnätet. Fortum anger en årskostnad på 250:- för att låta en solcellsanläggning vara ansluten till deras nät.

Kommentar 4.
Det är en vanligt att solcellsanläggningar har en skylt nära anslutningspunkten som varnar för att anläggningen är spänningssatt från två håll. Krav på sådan märkning är inte explicit angiven i AMP för en solcellsanläggning, men kan rekommenderas.

Kommentar 5.
AMP kräver ingen brytare på likspänningssidan mellan solceller och växelriktare. En sådan funktion rekommenderas dock för att underlätta t.ex. underhåll.

Tillbaka till innehållsförteckning för detta avsnitt (Standarder)

Tillbaka till "Elschemat" avsnittet Elektrisk design
(om du kommer därifrån)




Riktlinjer för säkerhet och spänningsgodhet vid a
nslutning till elnätet

Frågor som rör elsäkerhet, tillförlitlighet och spänningskvalitet vid anslutning av solcellsanläggningar till elnätet har behandlats av IEA PVPS Task 5. Man har där samlat in nationella och internationella riktlinjer, normer och föreskrifter samt definierat och bearbetat de elva frågeställningar som har bedömts som viktigast att belysa. Man har också låtit utföra experiment för att praktiskt kunna belysa frågeställningar som annars kan vara svåra att penetrera. Dessa tester har utförts på "Rokko Test Centre for Advanced Energy Systems" i Japan och i vissa fall på andra platser med relevanta mängder av solcellsanläggningar anslutna till elnätet. Ett resultat av detta arbete är att de dominerande tillverkarna av har tagit hänsyn till de definierade problemområdena i konstruktionen av sina växelriktare. De flesta har dessutom som en konsekvens av detta ansett sina växelriktare så säkra att de fått CE-märkning. Nedan ges en översikt av de elva frågeställningarna.

Övertoner 
AC-moduler
AC-nät med många växelriktare
Jordning av solcellssystem
Jordfelsdetektering och modulblocksfel
Skydd mot överspänning
Ö-drift 
Elektromagnetisk kompatibilitet
Extern AC-brytare
Återanslutning av nätet efter avbrott
Isolationstransformatorer och DC-injektion på nätet

Referenser till detta avsnitt





Övertoner
(Harmonics)

Frågeställning
Övertoner i ett elnät kan vara skadliga för vissa utrustningar. T.ex. bidrar övertoner till ren uppvärmning av lindningar i växelströmsmotorer. Svensk och internationell standard (SS EN 50160) tillåter övertonernas bidrag till näteffekten att vara sammanlagt maximalt 6%. Frågeställningen för växelriktare är om de typiskt ökar bidraget av övertoner till nätet och om växelriktarna i sin tur är känsliga för ett högt övertonsinnehåll.

Resultat
En genomgång av ett 20-tal växelriktare baserade på lika olika principer för sin funktion och för undertryckning av övertoner visade att ingen av dem överskred gränsvärdena. I system med många växelriktare av samma modell och system med många växelriktare av olika fabrikat och modeller fann man att de högre övertonerna har en tendens att släcka ut varandra. Innehållet av 3:e och 5:e övertonen förblev dock väsentligen konstant. I ett område, "Söringen" i Danmark, med stor andel solel är övertonshalten lägre på dagtid (1%) än nattetid (3%). Detta beror väsentligen på att externa störningar ökar nattetid.

Slutsatser
Växelriktare speciellt avsedda för solcellstillämpningar har inte en tendens att öka elnätets halter av övertoner. Tillverkare av växelriktare som ligger nära gränsen kan med ganska enkla medel minska utsläppen av övertoner. En annan slutsats är att växelriktare kan fås att feltända och sluta fungera om övertonshalten i nätet är för hög.

Tillbaka tillRiktlinjer för säkerhet och spänningsgodhet vid anslutning till elnätet

Tillbaka till Elschemat avsnittet Elektrisk design
(Om du kommer därifrån)






AC-moduler


Frågeställning
En AC-modul, 100 - 300 Wt, är byggd med en integrerad växelriktare och har ofta en vanlig stickpropp för anslutning till ett eluttag i en vägg. Denna "Plug and play" filosofi har ställt ett antal frågor om säkerhet. Bland annat kan man få högre ström än vad säkringen tillåter om man ansluter en AC-modul till ett vägguttag. En AC-modul kan också i framtiden förväntas säljas lokalt direkt till kund. Då finns risken att inkopplingen sker utan att behörig installatör har konsulterats.

Resultat
Tester och certifieringsstandarder för AC-moduler har utförts av UL (USA) och KEMA (Nederländerna). Resulterande standards ska definiera minimikraven på säkerhet, hanterande av ö-drift, jordning, EMC och brandrisk. Tester har visat att övertonshalten från en anläggning med många AC-moduler av samma fabrikat kan addera aritmetiskt med antalet moduler.

Slutsatser
Alla länder kräver en speciell förbindelse med egen säkring för en AC-modul. Ett undantag är Nederländerna som tillåter en modulström på 2,25 A om säkringen är 16A och kabelarean är 2,5 mm2. I övrigt gäller kravet på att farlig spänning inte får matas ut då nätet är frånkopplat. I Sverige gäller därför tillsvidare AMP även då AC-moduler kopplas till nätet.



Tillbaka tillRiktlinjer för säkerhet och spänningsgodhet vid anslutning till elnätet

Tillbaka till Elschemat avsnittet Elektrisk design
(Om du kommer därifrån)




AC-nät med många växelriktare


Frågeställning
När många solcellsanläggningar är anslutna till en lågspänningsgren i elnätet kan fenomen uppstå som beror på att ström och effekt kan börja gå i omvänd riktning mot vad systemet ursprungligen är designat för. Exempel på detta är att mellantransformatorer oftast är dimensionerade för medelförbrukning och inte för att alla konsumenter samtidigt ska förbruka sin maximala effekt. Om många av konsumenterna har solceller kopplade till nätet kan dessa med stor sannolikhet förväntas ge sin maximala effekt samtidigt. Resultatet kan då bli att transformatorn matas bakvägen med en effekt som kan vara högre än dess märkeffekt. Dessutom föreligger vissa problem med ökad kortslutningkapacitet eftersom en kortslutning kan drivas av solcellernas växelriktare som är dimensionerade för 50 procentiga överströmmar.

Slutsatser
från de ovan givna exemplen: Mellantransformatorerna måste dimensioneras om eller ett mindre energilagringssystem måste byggas för varje distributionslinje. Ett nytt system för detektering av kortslutningar måste utvecklas, speciellt med tanke på kortslutningar långt ned på högresistiva distributionskablar.

Rent allmänt måste fler studier göras som kan förutsäga nätproblem då stora mängder solcellsgenererad el kopplas till elnätet.

Tillbaka tillRiktlinjer för säkerhet och spänningsgodhet vid anslutning till elnätet

Tillbaka till Elschemat avsnittet Elektrisk design
(Om du kommer därifrån)




Jordning av solcellssystem


Frågeställning
Jordning av elektriska utrustningar utförs för att skydda personer och utrustning, framförallt vid fel på anläggningen eller vid extrema situationer som kan uppkomma vid t.ex. åskväder. Jordning reducerar också elektromagnetisk interferens (EMC).

Resultat
Ett plus eller minusjordat system är säkrast mot personfara pga att spänningen till jord är definierad. Ett ojordat system är säkrast mot brandfara eftersom flera jordfel krävs för att skapa brandrisk.

Slutsatser
Grundprincipen är att alla utrustningars ledande höljen ska jordas. För solcellssystem innebär detta att modulramar, bärställningar, apparatkapslingar mm ska jordas. Jordtag måste eventuellt utföras. I Sverige och övriga Europa gäller dock att ingen jordning krävs av strömbärande kablar på likströmssidan av solcellsanläggningar. Systemen tillåts alltså att flyta relativt jord. På växelströmssidan gäller vanliga jordningsregler.

 

Tillbaka tillRiktlinjer för säkerhet och spänningsgodhet vid anslutning till elnätet

Tillbaka till Elschemat avsnittet Elektrisk design
(Om du kommer därifrån)


Jordfelsdetektering och nedkoppling av anläggning

Frågeställning
Jordfel kan uppstå i ett solcellsanläggning som ett resultat av åldring, fukt, småsprickor och beläggningar som alla bidrar med en liten läckström. Dessa kan ackumuleras till ett tillräckligt stort jordfel så att en aningslös person som t.ex. ska utföra underhåll kan vidröra spänningsförande delar och då själv utgöra den andra vägen till jord. Nedkoppling av en solcellsanläggning kan egentligen bara göras genom att den täcks över. Kopplas bara växelriktaren bort så ökar spänningen på DC-sidan och därmed personfaran. Kortsluts istället anläggningen riskerar man lokal uppvärmning i vissa celler vid ojämn belysning.

Slutsatser
Användaren måste vara införstådd med hur anläggningen är jordad och hur jordfel detekteras och hur man som resultat kopplar bort anläggningen. En bortkoppling av en anläggning kommer kräva speciella anordningar. T.ex. distribuerade brytare i kombination med kortslutning.

 

Tillbaka tillRiktlinjer för säkerhet och spänningsgodhet vid anslutning till elnätet

Tillbaka till Elschemat avsnittet Elektrisk design
(Om du kommer därifrån)





Skydd mot överspänning

Frågeställning
Solcellsanläggningar sitter som regel högt och öppet. De är därför potentiellt extra exponerade för blixtnedslag. Andra transienter som uppstår normalt i nätet är också fenomen som måste tas hänsyn till.

Resultat och slutsatser
En väl genomförd jordning av systemets metalldelar med separat jordtag, jordkabeln buntas med DC och AC kablarna över hela deras längd och åskskyddskomponenter installeras i den kapsling (array-box) där modulerna kopplas ihop på DC-sidan vid genomföring till byggnaden eller på motsvarande sätt.

 

Tillbaka tillRiktlinjer för säkerhet och spänningsgodhet vid anslutning till elnätet

Tillbaka till Elschemat avsnittet Elektrisk design
(Om du kommer därifrån)


Ö-drift


Frågeställning
När nätet slås ifrån kan växelriktare fortsätta att mata ut effekt. Detta kan medföra personfara då operatörer tror att nätet är spänningslöst och kan under vissa omständigheter skada utrustning. Ö-drift kan inte uppkomma vid kortslutet nät.

Resultat
För att ö-drift ska kunna uppstå måste tillförd effekt perfekt matcha lasten, både vad gäller aktiv och reaktiv last. Minsta avvikelse kommer öka eller minska utspänningen eller öka eller minska frekvensen så att växelriktarens funktion upphör. Externt eller internt i växelriktaren sitter över/underspänningsreläer och över/underfrekvensreläer. Dessa måste vara ställda på 207 -244 volt respektive 49,5 - 50,5 Hz. Under kontrollerade förhållanden har ö-drift kunnat upprätthållas i sex sekunder även med dessa primära skyddsfunktioner.

Slutsatser
Dagens växelriktare är som regel utrustade med skydd mot ö-drift, en så kallad ENS-funktion. Bland annat så används en alternativ metod som bygger på att mäta nätets dynamiska impedans sedd från växelriktaren. Då nätet slås ifrån stiger denna impedans på ett karakteristiskt sätt som växelriktaren kan detektera. Nackdelen är att i svaga nät är inte denna impedansskillnad så tydlig och man riskerar att få oavsiktliga frånslag. Man bör begränsa resistansen i kabeln från växelriktaren till inkopplingspunkten för att inte minska känsligheten för detektering. Flera andra metoder har föreslagits.

Den övergripande slutsatsen som gjorts är att med dagens teknik så är sannolikheten för ö-drift mindre än en på en miljard vid händelse av nätavbrott.

 

Tillbaka tillRiktlinjer för säkerhet och spänningsgodhet vid anslutning till elnätet

Tillbaka till Elschemat avsnittet Elektrisk design
(Om du kommer därifrån)




Elektromagnetisk kompatibilitet

Frågeställning
Med elektromagnetisk kompatibilitet (EMC) menas att en elektrisk utrustning inte ska störa eller bli störd av andra elektriska utrustningar.

Resultat och slutsatser
EMC-problematiken är inte solcells-specifik. Inga nya standarder relaterade till växelriktare och andra solcellsutrustningar är meningsfulla eftersom existerande standarder är fullt godtagbara. Efter 2002-01-01 måste alla elektriska utrustningar vara CE-märkta, vilket kräver att utrustningen följer relevanta EMC-standarder.

 

Tillbaka tillRiktlinjer för säkerhet och spänningsgodhet vid anslutning till elnätet

Tillbaka till Elschemat avsnittet Elektrisk design
(Om du kommer därifrån)


Extern AC-brytare

Frågeställning
Krav från nätägare på en extern, manuell möjlighet att slå ifrån växelriktaren vid underhåll eller brandfara etc.

Resultat och slutsatser
AC-brytare är regel på svenska anläggningar. Vid underhåll på nätet anses även växelriktarnas skydd mot ö-drift vara tillräckligt.

 

Tillbaka tillRiktlinjer för säkerhet och spänningsgodhet vid anslutning till elnätet

Tillbaka till Elschemat avsnittet Elektrisk design
(Om du kommer därifrån)


Återanslutning av nätet efter avbrott

Frågeställning
Vid elavbrott kan man ofta inte finna någon orsak till felet och nätet slås därför automatiskt på efter en kort fördröjning (~ sekund) eftersom leverantörer av el har ambitionen att erbjuda så avbrottsfri el som möjligt. Vanligen provar man att automatiskt återansluta 2 -3 gånger för att därefter gå över till felsökning. Om ett solcellssystem inte har hunnit slå ifrån på denna tid, dvs det har gått in ö-drift, men har hunnit förändra både spänning och frekvens kan stora felströmmar uppstå vid återanslutning av nätet. Dessa kan skada växelriktare, laster, brytare och transformatorer.

Resultat
Vid tester i bland annat Italien har man visat att upp till 10-faldiga överströmmar kan uppstå vid återinkoppling. Dessa överströmmar är dock kortvariga då växelriktaren var infasad igen inom cirka 10 nätperioder.

Slutsatser
I takt med att man kommer allt närmare en slutlig lösning på problemet med ö-drift så kommer risken med återanslutning mot ett system i ö-drift vara försumbar så länge som tiden från avbrott tills automatisk återanslutning är större än den tid som krävs för att växelriktarens ENS-funktion ska slå ifrån vid elavbrott.

 

Tillbaka tillRiktlinjer för säkerhet och spänningsgodhet vid anslutning till elnätet

Tillbaka till Elschemat avsnittet Elektrisk design
(Om du kommer därifrån)


Isolationstransformatorer och DC-injektion på nätet

Frågeställning
Speciellt transformatorlösa växelriktare kan tänkas läcka ut en likströmskomponent till nätet. Likströmskomponenter på nätet går bakvägen in i transformatorer och kan ge upphov till mättnad i järnkärnan. Resultatet blir att övertonshalten i nätet ökar.

Resultat
Problemet ökar visserligen med ökande antal växelriktare, dvs flera växelriktare har inte tendensen att ta ut varandras DC-komponent, men inte från någon plats med många transformatorlösa växelriktare har man kunnat konstatera nätproblem orsakade av hög DC-matning till nätet.

Slutsatser
Ett allmänt krav på isolationstransformator på utgången av en växelriktare är inte befogat.

 

Tillbaka tillRiktlinjer för säkerhet och spänningsgodhet vid anslutning till elnätet

Tillbaka till Elschemat avsnittet Elektrisk design
(Om du kommer därifrån)

 




Referenser
:

1. Utility aspects of grid connected photovoltaic power systems. B. Verhoeven. Report IEA PVPS T5-01:1998. December 1998

2. Demonstration test results for grid interconnected photovoltaic power systems. A Kitamura. Report IEA PVPS T5-02: 1999. Mars 1999.

3. Grid-connected photovoltaic power systems: Summary of IEA/PVPS Task V activities from 1993 to 1998. T Yoshioka, T Ishikawa. Report IEA PVPS T5-03: 1999. Mars 1999.

4. Existing and future Rules and Safety guidelines of Photovoltaic Systems. Proceedings of the Workshop September 1997 in Zurich. Enecolo AG (Editor). IEA-PVPS-Task V. December 1997.

Under 2002 - 2003 kommer Task 5 avslutas och de sista rapporterna kommer publiceras (5 - 10 stycken). Dessa rapporter kommer innehålla uppdaterat information på frågeställningar kring nätanslutning av solcellsanläggningar.

 

Tillbaka till innehållsförteckning avsnittet Standarder

Tillbaka tillRiktlinjer för säkerhet och spänningsgodhet vid anslutning till elnätet

Tillbaka till Elschemat avsnittet Elektrisk design
(Om du kommer därifrån)




Boverkets Byggregler

BBR 1999. (BFS 1993:57, med ändringar t.o.m. 1998:38) Utdrag (kursiverat) ur Boverkets byggregler där byggande med solceller kan påverkas och kommentarer till detta.

1 Allmänt
1:2 Föreskrifterna gäller när en byggnad uppförs och för tillbyggda delar.

2 Utförande och driftinstruktioner
2:41 Det skall finnas skriftliga instruktioner för hur och när idrifttagande och provning samt skötsel och underhåll skall utföras för att de krav på installationen som följer av föreskrifterna i denna författning och huvudförfattningarna skall uppfyllas under drifttiden.

3 Utformning
3:3 Drift och skötselutrymmen
3:31 och 3:32 Föreskrifter om tillgänglighet och arbetsmiljö och begränsning av risk för personskador. (Detta avsnitt är nog självklart för byggare)

4 Bärförmåga, stadga och beständighet
Se Boverkets konstruktionsregler, BKR (BFS 1998:38)
Föreskrifter för bärförmåga gäller för solceller som för andra konstruktionsdelar, men bara om solcellerna är bärande, dvs om de har en konstruktiv funktion för säkerheten. Byggnadsintegrerade solceller kan ha en bärande funktion exempelvis mellan åsar i tak. I annat fall (för icke bärande moduler) gäller dessa regler inte.

5 Brandskydd
Nyckelord: Spridning, utrymning, släckning, brandfarlighet. Om solcellerna är byggnadsintegrerade (semitransparenta fönster eller tak till exempel) gäller föreskrifterna i kapitel 5 för solceller på samma sätt som för glas. Man måste ta hänsyn till brandspridning. Bränder sprider sig ofta ut genom fönster - genom glaset - och upp till nästa våning. Hänsyn måste tas till eventuella utsläpp vid brand av farliga ämnen.

6 Hygien, hälsa och miljö
Nyckelord: Ljus, temperatur, luft, fukt. (Det kan finnas både begränsningar och möjligheter för solceller)

8 Säkerhet vid användning
8:2 Skydd mot fall

8:24 Tillträdes- och skyddsanordningar på tak
Nyckelord: Taklucka, takstege, gångbrygga, räcken, fästanordning för linor till säkerhetsbälte, fotstöd vid takfot, halkskydd, ojämnheter.

8:3 Skydd mot skador genom sammanstötning, klämning eller snubbling
8:311 Allmänt: Byggnader skall utformas så att risk för personskador till följd av bl.a. nedfallande föremål begränsas (moduler som lossnar från fasad eller eventuellt glas-splitter från krossad modul kan vara relevant)

8:313 Glas i byggnad
Glasytor som är oskyddade och så belägna att personer kan komma i kontakt med dem, skall utformas så att risken för personskador begränsas. Sådana ytor bör dimensioneras för dynamisk belastning av en människa. Då enbart risk för skärskador föreligger bör glas med brottkaraktär som inte ger upphov till skärskador användas. (Härdat och eller laminerat glas)

8:7 Skydd mot instängning (egentligen utestängning också för solceller på tak)
8:71 Dörr till sådant utrymme där oförutsedd instängning kan medföra risk för personskada skall ha en sådan stängningsanordning att en reglad eller låst dörr kan öppnas både inifrån och utifrån utan nyckel eller särskilt verktyg.

8:9 Skydd mot elstöt och elschock (behandlas i starkströmsföreskrifterna)

 

I övrigt vad gäller byggregler som kan vara relevanta att ta hänsyn till då man bygger nytt eller bygger om med solceller som byggnadskomponent är:

Plan och bygglagen kapitel 2 och 3 - PBL (1987:10) uppdat. SFS 2002:519

Boverkets handbok med allmänna råd om ändring av byggnad, BÄR (1999).

Tillbaka till innehållsförteckning avsnittet Standarder.