Zonnepanelen aarden. Ja of nee?

Een van onze klanten belde mij op dat hij een dispuut heeft met een inspectiebedrijf over het feit dat bij de SCIOS Scope 12-inspectie van zijn zonnepaneelinstallatie aan het licht is gekomen dat het geheel niet “doelmatig vereffend” is en hij dit moet laten aanpassen. Doet hij dit niet, dan wordt zijn installatie niet “afgemeld” en wordt deze installatie ook niet verzekerd. Hoe zit dit nu?

De situatie

Deze klant heeft in januari 2019 een installatie gekocht van 8,3 kWp bij een landelijke installateur van zonnepaneelinstallaties. Deze installatie is aangebracht op het platte dak van zijn kantoor en is georiënteerd op het zuiden door middel van een metalen gestel onder een hoek van 35 graden. Het betreft 5 rijen van 5 panelen die beslaan een oppervlakte van ongeveer 10 bij 10 meter. Omdat achter het pand een grote boom staat die zorgt voor wat schaduw in de ochtend heeft hij besloten een parallel aangesloten installatie te kopen met zogenaamde optimizers, zodat tijdelijke schaduw als de zon opkomt minder invloed heeft op de hele string. Het metalen frame waarop de zonnepanelen zijn gemonteerd is met een 6mm² leiding (geel/groen gekleurd) verbonden met het speciale aardpunt van de SolarEdge omvormer. De omvormer is natuurlijk geaard via de voedingskabel die naar de hoofdverdeler loopt en daar aangesloten op de aardrail. De geel/groene ader dient verbonden te zijn met de HoofdAardRail (HAR). Je mag een aardrail plaatsen nabij de omvormer en deze verbinden met de HAR of de geel/groene ader aansluiten op het aansluitpunt van een geschikt werkschakelaar. Het aansluitpunt op de omvormer is voor landen waar een zichtbare vereffening vereist is.

Het onderzoek

Toen ik me in dit onderwerp ging verdiepen, kwam ik erachter dat er in de markt nog veel discussie wordt gevoerd over aarding van zonnepaneelinstallaties. Maar wat is aarden precies? Aarden betekent dat de installatie door middel van een extra kabel verbonden wordt met aarde. De reden hiervan is dat als er sprake is van een probleem waarbij de buitenkant van de installatie onder spanning komt te staan, dat dit veilig wordt afgevoerd naar de bodem. Dit kan zijn bij oververhitting van de kabels, waarbij de isolatie doorbrandt en de koperen kern tegen de metalen constructie op komt en deze onder spanning zet, maar ook bij een mogelijke blikseminslag op de panelen. In beide gevallen wordt de overspanning afgevoerd naar aarde en is de kans klein dat dit effect heeft op het gebouw en op de mens.

Jip en Janneke

Nu wordt het verhaal steeds technischer en ik probeer het zo eenvoudig mogelijk te houden, dat ook niet-elektriciens het snappen: Apparaten kunnen voorzien zijn van een voedingskabel met en zonder aarde. Dit heeft te maken met de toepassing van het apparaat. Heel grofweg kun je zeggen dat als het elektrisch apparaat een verwarmings- of een koelelement heeft, of als het apparaat vloeistof verwerkt, het metalen deel van dit apparaat moet worden verbonden met het aardcontact van het stopcontact. Dit geldt voor apparaten die enkelvoudig zijn geïsoleerd en een “metalen gestel” hebben. Voorbeelden hiervan zijn koffiezetapparaten, koelkasten, waterzuigers, maar ook computers met een metalen kast en elektromotoren. Bij een elektrische fout in een dergelijk apparaat kan de buitenkant onder spanning komen te staan. Deze spanning moet direct worden afgevoerd naar aarde door middel van een verbinding met het aardcontact van het stopcontact.

Alle andere apparaten worden dubbel geïsoleerd uitgevoerd. Dit wil zeggen dat bij een elektrische fout niet de buitenkant onder spanning kan komen te staan omdat er nog een tweede isolatielaag aanwezig is, dit de gebruiker beschermd tegen dit probleem. Zonnepanelen zijn, net als elektrisch gereedschap, of het lampje op je nachtkastje, dubbel geïsoleerd uitgevoerd. Deze apparaten zijn nooit verbonden met het aardcontact van de stroomaansluiting, omdat door de dubbele isolatie er nooit spanning kan komen te staan op de buitenkant van het apparaat (of zonnepaneel). De buitenkant is meestal van kunststof en geleidt dus geen stroom. Geaarde apparaten heten Klasse I apparaten en dubbel geïsoleerde apparaten worden met Klasse II aangeduid.

Combinatie Zonnepaleel – Onderstel

Nu is de solar-installatie een beetje uitzondering op deze regel. Op het typeplaatje van het paneel staat dat het een klasse II apparaat is. De aansluiting van een dergelijk apparaat mag nooit voorzien zijn van een aarddraad. Kijken we echter naar de zonnepaneelinstallatie dat wordt het een ander verhaal: Het paneel is van glas en kunststof gemaakt, maar heeft ook een metalen rand eromheen en wordt met metalen klemmen ook nog eens gemonteerd op een metalen frame. En dit is nu precies de reden dat er de afgelopen jaren zo veel te doen is over het wel of niet aarden van een dergelijk systeem als geheel.

De regels

Toen jaren geleden de eerste zonnepaneelinstallaties werden aangebracht, was er geen duidelijke regelgeving over dit onderwerp. Althans: de installateur volgde de regels die er golden en redeneerde als volgt: Een zonnepaneel is dubbel geïsoleerd en als de aansluitkabels ook dubbel geïsoleerd zijn uitgevoerd, dan spreken we van een klasse II installatie en mag er geen aardleiding (of in elektrotaal: vereffeningsleiding) op worden aangesloten. Er ontstond een tweedeling in de markt:

• De ene groep installateurs redeneerden als volgt: Het voorzien van een eventuele aarding van de metalen draagconstructie via een aarddraad naar de omvormer en dus naar de meterkast, bij een blikseminslag, de ultrahoge spanning het gebouw binnen werd gebracht wat niet wenselijk is. En daarom gebeurde het vaker dat geen aarddraad werd gelegd vanaf het dak naar de omvormer en dus naar de meterkast.
• Een andere groep installateurs keek naar het elektrisch schema van de omvormer en zag aan de zonnestroomzijde een voorziening voor aarde en verbond met alle goede bedoelingen dit aardpunt met het metalen gestel waarop de zonnepanelen zijn gelegd.
  Deze tweedeling werd erkend door de commissie die de NEN 1010 onder zijn hoede heeft. De NEN 1010 is de norm die heet “veiligheidsbepalingen voor elektrische installaties” en de veiligheidsbepalingen uit deze norm worden voorgeschreven in het Bouwbesluit en zijn dus verplicht. Deze commissie heeft in de 2020 versie van de norm duidelijkheid proberen te verschaffen door een speciaal artikel te wijden aan het vereffenen van deze installaties. Artikel 712.54, waarin onder andere is vastgesteld dat metalen delen waarop zonnepaneelinstallaties zijn aangebracht: “Waar potentiaalvereffening nodig is, moeten de metalen frames waaraan de PV-panelen zijn bevestigd, met inbegrip van de metalen kabeldraagsystemen, worden vereffend. De vereffeningsleiding moet worden aangesloten op een geschikt aardingsaansluitpunt.” Maar nog steeds is niet duidelijk of de aarding in het gebouw moet worden voorzien of erbuiten, zoals bij bijvoorbeeld een bliksemafleiderinstallatie gebruikelijk is.

Conclusie en aanbeveling

Conclusie: Vanaf 2020 moet het metalen gestel waarop de zonnepanelen worden gemonteerd (de zogenaamde onderconstructie) een laagohmige verbinding hebben met het aardpunt van de elektrische installatie van het gebouw waar ze op liggen. In het technisch document TD 18 versie 2.0 van het kwaliteitssysteem SCIOS Scope 12 (Inspectie van Zonnestroominstallaties) is een inspectie- en meetmethode vastgesteld om te bepalen of een verbinding voldoende is. Voor 2020 was deze eis niet eenduidig vastgelegd in de betreffende normen en daarom was een geaarde installatie nog niet verplicht gesteld. Echter gezien de huidige stand van de techniek en ook de kennis over de mogelijke gevolgen raad ik onze klant uit bovenstaande situatie aan de installatie alsnog te vereffenen volgens de huidige regels.

Opmerking 1: Leveranciers van onderconstructies zelf geven ook aanwijzingen hoe om te gaan met de aarding.

Opmerking 2: Ook zijn er nog regels omtrent de bliksemafleiderinstallatie, In TD 18 staat dat als deze zich binnen 50 cm van de zonnestroom installatie bevind, een expert dient te beoordelen of deze gekoppeld dient te worden met de onderconstructie van de PV installatie. Ook moet worden onderzocht of er een overspanningsbeveiligingen in de installatie noodzakelijk is. Ook hierin kan de leverancier van de bliksemafleiderinstallatie in adviseren.

Kunnen we helpen?

ORTEON heeft het doel om u te helpen onbezorgd te voldoen aan wet- en regelgeving (W&R) ten aanzien van uw gebouwen en installaties. Graag willen we met u aan tafel om de mogelijkheden te bespreken. De dienstverlening start altijd met een audit om er achter te komen wat u al heeft gedaan om het voldoen aan de W&R te borgen. Wij helpen onze klanten zelf te voldoen aan de regels, en stellen daar handvatten voor ter beschikking. Natuurlijk kunt u ons ook inschakelen om de zorg uit handen te nemen. Zie https://www.orteon.nl/ voor meer informatie.