Zonne-energie veiliger maken voor bedrijven: het waarom, wat en hoe

Door Meir Adest, Chief Information Officer en oprichter van SolarEdge

Steeds meer bedrijven stappen over op zonne-energie, aangespoord door een aantrekkende economie, stimuleringsmaatregelen van de overheid en een groeiend bewustzijn dat zonne-energie een haalbaar alternatief voor netstroom is. Overal duiken daarom op ongebruikte daken slimme energieoplossingen op, van winkelcentra tot productiebedrijven, van luchthavens tot scholen en ziekenhuizen – en allemaal hebben ze de potentie om voordeel op te leveren voor zowel grote als kleinere ondernemingen. Een belangrijk deel van de aantrekkingskracht is financieel, zeker als het energieverbruik stijgt en de elektriciteitskosten omhoog gaan. De investering in een zonnesysteem wordt meestal in zo’n vijf tot tien jaar terugverdiend in de vorm van lagere energierekeningen, maar draagt vanaf dag één bij aan een duurzame bedrijfsvoering.

Deze aantoonbaar duurzame bedrijfsvoering speelt namelijk ook mee bij het installeren van een zonne-energiesysteem. Je CO2-voetafdruk verkleinen is goed voor het milieu, want door je CO2-uitstoot te reduceren, lever je als bedrijf een bijdrage aan het verminderen van de effecten van klimaatverandering. Vandaag de dag is een ambitieus groen beleid voor CEO’s net zo essentieel als de balans. Niet voor niets jagen veel Fortune 500-bedrijven tegenwoordig stevige milieudoelstellingen na.

Het gevolg is dat zonne-energiesystemen nu worden gezien als langetermijninvestering die nauwgezet moeten worden bewaakt om de besparingen en het terugverdienpotentieel te maximaliseren. En zoals bij elke serieuze investering is het zaak om ervoor te zorgen dat werknemers veilig zijn bij een calamiteit en dat bedrijfsmiddelen goed zijn beschermd tegen schade.

Bedrijfsgebouwen zijn waardevol bezit, en het kan veel geld kosten als door brand bedrijfseigendommen verloren gaan, helemaal als ook de bedrijfsvoering tijdelijk moet worden stilgelegd. Daarnaast speelt mee dat diverse verzekeringsmaatschappijen weliswaar de dekking willen uitbreiden voor gebouwen met zonnepanelen op het dak, maar dan wel als bedrijven adequate veiligheidsmaatregelen treffen. Niet alleen voor het beschermen van de activa zelf, maar ook voor de hulpverleners die in geval van een calamiteit als eerste ter plaatse zijn. Daarom is het zaak om zonne-energiesystemen van hoge kwaliteit te installeren, waarin veiligheid vooropstaat.

Laten we beginnen bij het begin
Ten eerste: systemen voor zonne-energie zijn van zichzelf veilig en betrouwbaar en leveren geen gevaar op voor mensen of eigendommen. Tegelijk is het van belang om te weten hoe zonne-energiesystemen werken. Zo kunnen we begrijpen hoe we potentiële veiligheidsrisico's moeten indammen.

Een zonne-energiesysteem bestaat voornamelijk uit zonnepanelen en omvormers. De zonnepanelen wekken elektrische stroom op door zonnestralen om te zetten in gelijkstroom (DC). Omvormers zetten vervolgens de gelijkstroom om in de wisselstroom (AC) waarvan we in woonhuizen en bedrijfsgebouwen gebruik maken. Dat een zonne-energiesysteem zelf brand veroorzaakt, komt zeer zelden voor, maar het is goed om te beseffen dat je wel een (mini-)energiecentrale op het dak hebt.

Zolang de zon schijnt, zet een hoge DC-spanning de panelen en kabels onder spanning – zélfs als de hoofdschakelaar is uitgeschakeld. Dat betekent dat bijvoorbeeld brandweerlieden zouden moeten wachten tot de zon ondergaat om in te grijpen. Voor hun veiligheid sluiten brandweerlieden gewoonlijk uit voorzorg de stroomtoevoer af voordat zij met blussen beginnen. Daarbij gaan ze ervan uit dat ze geen risico lopen op elektrocutie nadat een gebouw van de netstroom is afgekoppeld. Zo kunnen ze water sproeien en gaten in het dak creëren, zodat warmte en rook kunnen worden afgevoerd. Dat is in het geval van een traditioneel zonne-energiesysteem echter een verkeerde veronderstelling. Gelukkig kan dit risico worden beperkt door toepassing van een geavanceerd systeemontwerp en een zorgvuldige productkeuze.

Veiligheid begint op paneelniveau
De veiligheidsfuncties van traditionele omvormers zijn doorgaans beperkt doordat ze de DC-spanning niet verlagen zodra ze worden uitgeschakeld. Om toch aan de veiligheidsnormen te kunnen voldoen, zijn de aankoop en installatie van extra hardware noodzakelijk, wat de installatie duurder en arbeidsintensiever maakt.

Het kan moeilijk en kostbaar zijn om deze veiligheidsproblemen op te lossen, maar sommige oplossingen bieden van zichzelf geavanceerde veiligheidsfuncties. Zo heeft SolarEdge op basis van zijn Power Optimizers een elektronische veiligheidsoplossing op paneelniveau ontwikkeld. Power Optimizers zijn in feite elektronische componenten die op elk paneel worden aangesloten om ze elk onafhankelijk zoveel mogelijk zonne-energie te laten opwekken. Power Optimizers maken van zonnepanelen slimme panelen die niet alleen de opbrengst van het systeem verhogen, maar ook monitoring en controle op paneelniveau mogelijk maken.

Minstens zo belangrijk is dat Power Optimizers daardoor voor meer veiligheid zorgen. Een onderdeel van de SolarEdge-oplossing is immers de SafeDC-functionaliteit. Bij het uitschakelen van de omvormer verlaagt die de spanning van elk paneel tot 1 volt. Essentieel omdat zo de veiligheid van het systeem tot op paneelniveau is gegarandeerd, zelfs als brandweerlieden niet weten dat er een zonne-energiesysteem aanwezig is.

Daarnaast zorgt de SafeDC-functionaliteit dat er geen extra kosten nodig zijn voor het installeren van veiligheidsspecifieke hardware. Dat verkort de installatietijd en leidt tot minder kans op fouten. Omdat de Power Optimizers elk paneel afzonderlijk monitoren, kunnen de installateur en systeemeigenaar vooraf worden gewaarschuwd voor mogelijke storingen en veiligheidsrisico's. Dat betekent dat onderhoudsmedewerkers de installatie op afstand kunnen bewaken en vanaf hun eigen locatie problemen kunnen opsporen in plaats van ter plaatse de diagnose te moeten stellen.

Systeemveiligheid is vooral belangrijk als er mensen in het spel zijn. Het prestigieuze Okura Hotel in Amsterdam, bekend van de vele internationale zakelijke conferenties, wilde minder afhankelijk zijn van het elektriciteitsnet. Het wendde zich voor de installatie van een bewezen zonne-energiesysteem tot de Solnet Group. Die ging vervolgens te rade bij SolarEdge, omdat het aanbod van SolarEdge is ontworpen om risico’s op brand en elektrische storingen te verminderen. Daarbij waren met name de veiligheidsvoorzieningen van belang, die SolarEdge vooraf heeft ingebouwd. Deze meerwaarde ten opzichte van traditionele omvormers gaf de investeerders extra gemoedsrust, zeker ten aanzien van de hotelgasten. Denk voor die meerwaarde aan de SafeDC-functionaliteit, maar ook aan de voorziening die vlamboogfouten detecteert en onderbreekt om zo brand door kortsluiting te voorkomen.

Om een idee te geven: de SafeDC-technologie van SolarEdge wekt zoveel vertrouwen dat ook de brandweer zelf voor SolarEdge kiest als ze zonnepanelen op het dak van hun kazerne willen plaatsen. Bijvoorbeeld in Groot-Brittannië besloot een brandweerkorps SolarEdge te kiezen voor een totaal van 700 kW aan zonne-energiesystemen op 12 kazernes en 3 kantoorgebouwen. Deze opdracht heeft SolarEdge gekregen door de geavanceerde veiligheidsfuncties die gecentraliseerd security management mogelijk maken. Denk daarbij aan automatische én handmatige uitschakeling van de DC-spanning, de realtime-indicatie van de huidige DC-spanning in de installatie en een noodstopknop voor het complete systeem.

Weet wat uw overheid en verzekeraar van u vragen
Gezien de sterke groei in zonne-energiesystemen en de veiligheidsvraagstukken die daarbij horen, scherpen verzekeraars, overheden en energiebedrijven overal ter wereld hun veiligheidsvoorschriften aan. Hoewel die per land of zelfs per regio kunnen verschillen, hebben strengere voorschriften een enorme impact op de zonne-energiesector – waarbij ze vooral een stimulans zijn om de systeemveiligheid verder te verbeteren. Zo schrijft de Duitse VDE-norm voor dat hulpverleners na het uitschakelen van de AC-stroom niet mogen worden blootgesteld aan het risico van elektrocutie door direct contact met DC-kabels die nog onder spanning staan. De VS – altijd al toonaangevend op het gebied van veiligheid bij zonne-energie – heeft in de NEC 2017-bepaling opgenomen dat elk opdaksysteem een oplossing voor snelle uitschakeling (RSD) moet bevatten. Deze bepaling stelt dat de spanning op geleiders die meer dan 30 cm buiten het zonnepanelenveld liggen, binnen 30 seconden moet worden teruggebracht tot 30 volt of minder. Zo kunnen installateurs, onderhoudsmedewerkers en brandweerlieden na uitschakeling snel het systeem aanraken.

Een ander belangrijk aandachtsgebied is vlamboogdetectie, want ook daar vragen de aangescherpte veiligheidsvoorschriften om. Vlambogen kunnen immers brand door kortsluiting veroorzaken. In de VS bestaat al een norm voor vlamboogdetectie: UL 1699B. Die vereist de detectie van specifieke vlambogen zodra die zich voordoen. In Nederland zijn nog geen normen opgesteld voor vlamboogdetectie, maar verzekeraars kunnen er al wel om vragen. Een toonaangevende verzekeraar en risicobeoordelaar heeft zelfs al een voorkeur uitgesproken voor daksystemen met DC-optimalisatie.

Nu overal ter wereld overheden zich inzetten voor een milieubeleid dat streeft naar een CO2-neutrale samenleving, zullen investeringen in hernieuwbare energie steeds meer worden aangemoedigd, om zo een koolstofarme economie te creëren. Daar dragen wereldwijde veiligheidsnormen, technologische innovatie en het bewustzijn van burgers aan bij, terwijl voor bedrijven ook de financiële voordelen en de groene winst meespelen. SolarEdge blijft zich daarom inzetten voor veilige oplossingen voor zonne-energie, die op lange termijn voldoen aan de wensen van bedrijven, maar ook aan overheidsnormen, verzekeringseisen en duurzaamheidsdoelstellingen.

Voor meer informatie: https://www.solaredge.com/nl

Over de auteur
Meir Adest was in 2006 mede-oprichter van SolarEdge. Momenteel is hij als Vice President Core Technologies verantwoordelijk voor de certificering en de betrouwbaarheid op lange termijn van SolarEdge-producten. Daarnaast doet hij onderzoek naar nieuwe technologieën. Voordat hij SolarEdge hielp oprichten, gaf Adest zeven jaar leiding aan ontwikkelingsteams op het gebied van vermogenselektronica en aan grootschalige technisch-operationele projecten. Adest studeerde aan de Hebreeuwse Universiteit van Jeruzalem af in wiskunde, natuurkunde en computerwetenschappen.

Dit artikel is 17 december 2021 geplaatst door: SolarEdge Technologies (Holland) B.V.