IndustryHub
LERNEN / NORMEN / IEC

IEC 62109 / 62116

IEC 62109 / 62116

Sicherheit von PV-Wechselrichtern und Inselbetriebserkennung

IEC 62109 ist die Sicherheitsnorm für Leistungswandler in Photovoltaikanlagen — den Wechselrichter und seine Elektronik — und deckt den Schutz gegen elektrischen Schlag, Energie, Brand und mechanische Gefahren ab. IEC 62116 ist das Prüfverfahren, das nachweist, dass ein Wechselrichter bei Netzausfall abschaltet (Inselbetriebserkennung). Zusammen machen sie einen PV-Wechselrichter sicher zu berühren und sicher anzuschließen.

Dokumentstruktur

IEC 62109-1:2010

Allgemeine Anforderungen (PCE)

Mindestanforderungen an Konstruktion und Fertigung von Leistungswandlern in PV-Anlagen — Schutz gegen elektrischen Schlag, Energie, Brand, thermische und mechanische Gefahren. Die Basis, die jeder PV-Wandler erfüllen muss.

IEC 62109-2:2011

Besondere Anforderungen für Wechselrichter

Wechselrichterspezifische Sicherheitsanforderungen, gemeinsam mit Teil 1 anzuwenden. Deckt netzgekoppelte, netzunabhängige und Multi-Mode-Wechselrichter ab, auch solche mit Batterie oder Speicher.

IEC 62109-3:2020

Elektronik in Verbindung mit PV-Elementen

Besondere Anforderungen für elektronische Geräte, die mit photovoltaischen Elementen kombiniert sind — Leistungselektronik auf Modulebene wie Optimierer und Mikrowechselrichter.

IEC 62116:2014

Prüfverfahren zur Inselbetriebserkennung

Ein Prüfverfahren, keine Produktnorm. Es weist nach, dass ein netzgekoppelter Wechselrichter den Netzverlust erkennt und abschaltet und so eine gefährliche Insel verhindert.

Schlüsselbegriffe

Leistungswandler (PCE)(PCE)
Der Sammelbegriff, den IEC 62109 PV-Wechselrichtern, DC-DC-Wandlern und kombinierten Einheiten gibt. Die Norm setzt für alle eine einheitliche Sicherheitsbasis, bevor anwendungsspezifische Regeln greifen.
Zwei Teile, gemeinsam angewendet
62109-1 trägt die allgemeinen elektrischen Sicherheitsanforderungen; 62109-2 ergänzt das Wechselrichterspezifische. Ein Zertifikat nach Teil 2 zählt nur zusammen mit Teil 1 — sie werden nie getrennt.
Inselbetrieb
Eine Insel entsteht, wenn ein Wechselrichter einen Netzabschnitt weiter speist, nachdem die Versorgung ausgefallen ist. Sie gefährdet Wartungspersonal und kann bei Wiederzuschaltung Geräte beschädigen — die Gefahr, die die Inselbetriebserkennung beseitigen soll.
Inselbetriebsprüfung (IEC 62116)
Eine kontrollierte Prüfung, die das Netz entfernt und prüft, ob der Wechselrichter binnen der geforderten Zeit auslöst. Sie zu bestehen ist in den meisten Märkten Voraussetzung für den Netzanschluss, neben dem lokalen Netzanschlussregelwerk.
Entkupplung und Netzanschlussregeln
Die Inselbetriebserkennung steht neben dem Netz- und Spannungs-/Frequenz-Entkupplungsschutz, den nationale Netzanschlussregeln verlangen. 62116 weist die eigene Erkennung des Wechselrichters nach; das Regelwerk legt die Auslöseschwellen fest.

Notes & guidance

Den Wechselrichter sicher machen — und netzverträglich

Ein Photovoltaikgenerator erzeugt Gleichstrom; der Wechselrichter wandelt ihn in netzkonformen Wechselstrom. Dieser Kasten steht zwischen Hochspannungs-DC-Strängen und dem öffentlichen Netz, also muss er sicher zu berühren und sicher anzuschließen sein. Zwei IEC-Dokumente decken diese beiden Aufgaben ab. IEC 62109 ist die Produktsicherheitsnorm für den Wechselrichter und seine Elektronik. IEC 62116 ist die Prüfung, die nachweist, dass sich der Wechselrichter korrekt verhält, wenn das Netz verschwindet.

Zwei Normen, zwei Aufgaben

IEC 62109 behandelt den Wechselrichter als Leistungswandler und setzt die Basis für den Schutz gegen elektrischen Schlag, gespeicherte Energie, Brand sowie thermische und mechanische Gefahren. Sie kommt in gemeinsam angewendeten Teilen: 62109-1 trägt die allgemeinen Anforderungen, 62109-2 ergänzt das Wechselrichterspezifische — netzgekoppelt, netzunabhängig oder Multi-Mode, auch mit Batterie — und 62109-3 behandelt die in die Module selbst integrierte Elektronik wie Optimierer und Mikrowechselrichter. Ein Zertifikat nach Teil 2 zählt nur mit Teil 1; sie werden nie getrennt.

Inselbetriebserkennung — abschalten, wenn das Netz stirbt

Die gefährliche Fehlerart eines netzgekoppelten Wechselrichters ist die Insel: er speist einen toten Netzabschnitt weiter, nachdem die Versorgung ausgefallen ist, gefährdet Wartungspersonal und riskiert Schäden bei Wiederzuschaltung. IEC 62116 ist die kontrollierte Prüfung, die das Netz entfernt und bestätigt, dass der Wechselrichter den Verlust erkennt und binnen der geforderten Zeit auslöst. Sie zu bestehen ist in den meisten Märkten Voraussetzung für den Anschluss, gemeinsam mit dem nationalen Netzanschlussregelwerk, das die Spannungs- und Frequenz-Entkupplungsschwellen festlegt.

Ihre Stellung

PV-Wechselrichternormen sind eine Ebene eines Stapels. Die Module davor werden durch IEC 61215 qualifiziert; die fertige Anlage wird nach IEC 62446 in Betrieb genommen und geprüft; die DC-Installation folgt IEC 60364; und Emission und Störfestigkeit des Wechselrichters unterliegen IEC 61000, damit er das Netz weder stört noch von ihm gestört wird.

Betroffene Branchen

  • Photovoltaikanlagen auf Dach und im Netzmaßstab
  • Solar-plus-Speicher- und Hybrid-Wechselrichter
  • Hersteller von Wechselrichtern, Optimierern und Mikrowechselrichtern
  • Prüflabore und Zertifizierungsstellen

Referenzen & Vertiefung