Verder dan naleving: een evaluatie van UL 3741 en snelle uitschakeling op moduleniveau

TLDR

• Zowel UL 3741 als Rapid Shutdown op moduleniveau zijn benaderingen die voldoen aan de NEC-normen.
• UL 3741 kan de hoeveelheid hardware op moduleniveau in in aanmerking komende systeemontwerpen verminderen en leent zich goed voor grote, eenvoudige commerciële daken.
• De snelle uitschakeling op moduleniveau biedt extra flexibiliteit, onderhoudsgemak en optionele bewaking en optimalisatie.
• De beste oplossing hangt af van de prioriteiten van het project – niet elk project stelt dezelfde eisen.

‍

Waarom er een snelle uitschakeling bestaat

Rapid Shutdown (RSD) is een veiligheidsvoorschrift van NEC dat is ontwikkeld om gevaarlijke gelijkspanning in fotovoltaïsche installaties te verminderen, waardoor de veiligheid voor brandweerlieden, installateurs en onderhoudspersoneel tijdens noodhulp en onderhoudswerkzaamheden wordt verbeterd. Kortom: het is in het leven geroepen om een veiligheidsprobleem op te lossen.

Voordat de voorschriften voor snelle uitschakeling in de National Electrical Code (NEC) werden opgenomen, bleven fotovoltaïsche installaties onder spanning staan zolang er zonlicht was. Zelfs na het uitschakelen van de wisselstroom konden de onder spanning staande gelijkstroomgeleiders op het dak nog steeds een gevaar vormen voor installateurs, onderhoudspersoneel en hulpverleners die in de buurt van de installatie werkten.

Naarmate zonne-installaties op daken steeds gangbaarder werden, zag de sector de noodzaak in van een veiligere manier om PV-systemen spanningsloos te maken tijdens noodhulp- en onderhoudswerkzaamheden. Die inspanning leidde uiteindelijk tot de eisen inzake snelle uitschakeling, die voor het eerst werden geïntroduceerd in de NEC van 2014 en in daaropvolgende herzieningscycli werden aangescherpt.

‍

‍

‍

Inzicht in de twee trajecten voor naleving

De huidige commerciële EPC’s kiezen doorgaans tussen twee benaderingen om te voldoen aan de NEC-eisen inzake snelle uitschakeling.

‍

Snelle uitschakeling op moduleniveau

Bij ‘Rapid Shutdown op moduleniveau’ wordt gebruikgemaakt van elektronica in elke module om een snelle uitschakeling in gang te zetten en de spanning op moduleniveau te verlagen, conform de NEC-voorschriften. Afhankelijk van het gekozen product kunnen installateurs bovendien profiteren van monitoring op moduleniveau en vermogensoptimalisatie, wat zorgt voor snellere probleemoplossing, efficiëntere exploitatie en onderhoud (O&M) en een beter inzicht in de systeemprestaties gedurende de gehele levensduur van de installatie.

‍

UL 3741

UL 3741 certificeert complete PV-risicobeheersingssystemen in plaats van afzonderlijke MLPE-apparaten. Aan de norm wordt voldaan door middel van een goedgekeurde combinatie van apparatuur, installatiemethoden, bedradingspraktijken en systeemontwerp die bedoeld zijn om risico’s te beheersen zonder dat op elk paneel apparaten op moduleniveau nodig zijn.

Beide benaderingen voldoen aan de NEC-eisen – ze zorgen er alleen op een andere manier voor dat aan de eisen wordt voldaan.

‍

Waarom sommige EPC’s de norm UL 3741 evalueren

Commerciële EPC’s beoordelen UL 3741 omdat deze norm een alternatief traject biedt om aan de normen te voldoen, waardoor de hardware-eisen op moduleniveau voor in aanmerking komende projecten kunnen worden verminderd.

Enkele typische voordelen zijn:

• Alternatief traject dat voldoet aan de NEC-normen
• Minder strenge hardware-eisen op moduleniveau
• Minder apparaten om te installeren en te beheren
• Vereenvoudigde systeemarchitectuur op geschikte commerciële daken

Afhankelijk van het project kunnen sommige EPC-bedrijven prioriteit geven aan ontwerpdoelstellingen in de beginfase, terwijl andere meer nadruk leggen op onderhoud en exploitatie op de lange termijn.

‍

Verder kijken dan de dag van de installatie

De installatiekosten zijn slechts één van de factoren die in aanmerking moeten worden genomen bij de beoordeling van een systeem over de gehele levenscyclus. Een andere belangrijke factor is de elektrische omgeving tijdens toekomstige service- en onderhoudswerkzaamheden. Rapid Shutdown op moduleniveau verlaagt de spanning bij elke module na het activeren van de Rapid Shutdown-functie, waardoor een werkomgeving met een lagere spanning wordt gecreëerd voor onderhoudspersoneel nadat de Rapid Shutdown is geactiveerd. UL 3741 voldoet op een andere manier aan de normen. In plaats van de spanning bij elke module te verlagen, worden gevaren beheerd via een gecertificeerd PV-gevarencontrolesysteem, wat betekent dat er nog steeds onder spanning staande geleiders in de installatie aanwezig kunnen zijn.

Bij sommige projecten wordt prioriteit gegeven aan aspecten die veel verder reiken dan de inbedrijfstelling, waaronder:

• Toegang voor toekomstig onderhoud
• Zichtbaarheid op moduleniveau
• Onderhoudsvriendelijkheid
• Flexibiliteit bij de plaatsing van de omvormer
• Aanpassingen aan het dak of toekomstige uitbreidingen
• Optionele optimalisatie
• Eigendomskosten op lange termijn

Voor EPC’s die verantwoordelijk zijn voor het lopende beheer en onderhoud – of die klanten bedienen die zich richten op de levenscycluswaarde – kunnen deze overwegingen zwaarder wegen dan de initiële besparingen op de hardware.

Een ander punt om rekening mee te houden is dat UL 3741 is gebaseerd op een gecertificeerd PV-risicobeheersingssysteem; naleving hangt af van het gebruik van specifieke combinaties van apparatuur en installatiemethoden die gezamenlijk zijn beoordeeld. Wijzigingen aan belangrijke systeemonderdelen, waaronder vervangingen als gevolg van de beschikbaarheid van producten, kunnen een herbeoordeling van de naleving van het gecertificeerde ontwerp noodzakelijk maken.

‍

Vragen die elke EPC zou moeten stellen

Houd rekening met het volgende voordat u een strategie voor snelle uitschakeling kiest:

• Wat bepaalt de prioriteiten van dit project: de laagste installatiekosten of de waarde op lange termijn?
• Is het dak groot en eenvoudig van vorm, of bestaat het uit meerdere dakvlakken, zijn er obstakels of zijn er plannen voor toekomstige uitbreidingen?
• Wie is verantwoordelijk voor service en onderhoud gedurende de levensduur van het systeem?
• Afgezien van het voldoen aan de voorschriften, hoe belangrijk zijn flexibiliteit, onderhoudsvriendelijkheid en optionele functionaliteit op moduleniveau?

Deze vragen bepalen vaak welk compliance-traject het meest geschikt is.

‍

Meer dan alleen naleving

UL 3741 heeft zeker zijn nut, met name op grote commerciële daken waar eenvoud en het tot een minimum beperken van de hardware op moduleniveau de belangrijkste ontwerpdoelstellingen zijn.

Evenzo is er ruimte voor Rapid Shutdown op moduleniveau wanneer de prioriteiten van een project verder reiken dan de installatiedag en ook onderhoudsvriendelijkheid, ontwerpflexibiliteit, toekomstige aanpassingen of optionele functionaliteit op moduleniveau omvatten.

Het MLPE-assortiment van Tigo weerspiegelt die flexibiliteit. Installateurs kunnen de TS4-F inzetten om te voldoen aan de Rapid Shutdown-vereisten op moduleniveau, of kiezen voor TS4-A-O projecten baat hebben bij extra monitoring en optimalisatie. In plaats van elke installatie op dezelfde manier te behandelen, stelt Tigo EPC-bedrijven in staat om de oplossing af te stemmen op de veiligheids-, prestatie- en operationele langetermijndoelstellingen van elk project.