Een buiten opgestelde fotovoltaïsche schakelkast beschermt gevoelige apparatuur, vaak jarenlang, onder omstandigheden die van locatie tot locatie sterk verschillen. Voor een zonnepark, een fotovoltaïsche centrale of een installatie in de tertiaire sector komt het kiezen van een behuizing uitsluitend op basis van de afmetingen of de IP-classificatie neer op het negeren van een groot deel van het probleem.
UV-straling, regen, stof, temperatuurschommelingen, condensatie, corrosie, mechanische belastingen: al deze factoren moeten in hun onderlinge samenhang worden bekeken, niet afzonderlijk. De inhoud van de kast is net zo belangrijk als de behuizing. Een AC/DC-zonnekast, een verzamelkast of een centrale fotovoltaïsche kast bevatten niet dezelfde apparatuur, hebben niet dezelfde warmteafvoer en stellen niet dezelfde eisen aan de toegankelijkheid.
Voor een ingenieursbureau of een installateur begint de juiste aanpak dus bij de locatie en de te beschermen apparatuur, waarna pas wordt gekeken naar het materiaal, de afmetingen, de beschermingsgraad, de inrichting en eventuele oplossingen voor warmtebeheer.
Aan welke eisen moet een fotovoltaïsche buitenkast voldoen?
Fotovoltaïsche apparatuur wordt vaak gedurende lange perioden blootgesteld aan weersinvloeden. Een kast die midden in een zonnepark staat, kan daardoor te maken krijgen met:
- directe zoninstraling;
- hoge buitentemperaturen;
- grote temperatuurverschillen tussen dag en nacht;
- regen en vocht;
- stof;
- mechanische schokken;
- een corrosieve omgeving, afhankelijk van de locatie van de installatie.
Deze eisen staan soms op gespannen voet met elkaar. Een zeer luchtdichte behuizing beperkt de luchtuitwisseling, terwijl elektrische apparatuur warmte afgeeft. Omgekeerd verandert het aanbrengen van ventilatie het ontwerp van de behuizing en moet dit verenigbaar blijven met het beoogde beschermingsniveau. Europoly gaat hier dieper op in in zijn gids over de IP- en IK-beschermingsklassen, waarbij wordt benadrukt dat bij een buiteninstallatie al in de ontwerpfase rekening moet worden gehouden met klimatologische schommelingen en ventilatiebehoeften.
IP65 of IP66: de IP-klasse vertelt niet het hele verhaal
De IP-index, zoals gedefinieerd in de norm IEC 60529, geeft aan in hoeverre een behuizing beschermd is tegen het binnendringen van vaste voorwerpen en water. Bij een fotovoltaïsch project wordt het vereiste niveau bepaald op basis van de daadwerkelijke blootstelling van de installatie, maar de keuze voor IP65 of IP66 is niet voldoende.
Deze index zegt niets over de UV-bestendigheid, de corrosiebestendigheid, de condensbeheersing of het thermisch gedrag van de kast. Europoly benadrukt dit punt in zijn gids over de normen die van toepassing zijn op polyester buitenkasten. Het bestek is er dus beter aan toe om meerdere criteria te combineren in plaats van alleen maar te streven naar de hoogst mogelijke IP-index.
De interne opwarming, een vaak onderschat aspect
De temperatuur in een zonne-energiekast hangt af van verschillende factoren die samen een rol spelen: omgevingstemperatuur, blootstelling aan zonlicht, het volume van de behuizing, het ontwerp en het vermogen dat door de apparatuur wordt afgegeven. Het identificeren van deze warmtebronnen is de eerste stap, voordat er een oplossing wordt gekozen.
Volgens het ontwerp worden verschillende maatregelen gecombineerd: het volume van de kast vergroten, ventileren, isoleren, een lichte kleur kiezen of voorzien in warmte-uitwisseling. Europoly beheerst een sandwichconstructietechniek, waarbij polyurethaanschuim tussen lagen composietmateriaal wordt geïntegreerd. Het doel: temperatuurschommelingen in de kast afremmen en de condensatie als gevolg van deze schommelingen beperken. Het principe wordt gedetailleerd beschreven op de pagina over de productietechnieken van Europoly.
Welke elektrische beveiliging moet worden voorzien voor een AC/DC-zonnekast?
Een fotovoltaïsche installatie heeft specifieke elektrische kenmerken, met name wat betreft het gelijkstroomgedeelte. Het ontwerp van een klassieke elektrische installatie kan dus niet zomaar worden overgenomen.
De norm IEC 62548-1, die betrekking heeft op het ontwerp van fotovoltaïsche velden, heeft met name betrekking op de gelijkstroombekabeling, elektrische beveiligingsinrichtingen, het afschakelen en de aarding. De geconsolideerde versie bevat amendement 2025. Het ingenieursbureau bepaalt op basis van dit kader de architectuur en de beveiligingen en selecteert vervolgens een compatibele behuizing.
Het voordeel van een polyester schakelkast van klasse II
Met glasvezel versterkt polyester heeft een eigenschap die voor bepaalde elektrische constructies van nut is: het is een elektrisch isolerend materiaal. De Euro Medium-serie van Europoly wordt dan ook aangeboden met dubbele isolatie, klasse II, met een behuizing van met glasvezel versterkt polyester. Deze serie biedt bovendien IP55/IP65-uitvoeringen en een mechanische weerstand van IK10.
Klasse II past in het algemene ontwerp van de installatie, zonder dat dit betekent dat de beveiligingen, de bekabeling en de scheidingsinrichtingen die specifiek zijn voor de fotovoltaïsche installatie, niet correct hoeven te worden gedefinieerd. Het voordeel van polyester ligt juist in deze mogelijkheid om een isolerende behuizing te combineren met andere eigenschappen die voor buitengebruik gewenst zijn.
Polyester of metaal: welk materiaal kiest u voor een fotovoltaïsche schakelkast?
Een goed ontworpen en goed beschermde metalen schakelkast is uitermate geschikt voor tal van toepassingen. Maar bij gebruik buitenshuis is bescherming tegen corrosie een punt dat nauwlettend in de gaten moet worden gehouden, met name in vochtige, maritieme of chemisch agressieve omgevingen.
Met glasvezel versterkt polyester werkt anders: het roest niet zoals ijzerhoudend metaal. Europoly gebruikt het voor zijn behuizingen, kasten en cabines die bestemd zijn voor buitenomgevingen en corrosieve omgevingen, via verschillende eigen productieprocessen, waaronder SMC-gieten, contactgieten en RTM.
Waarom de UV-bestendigheid controleren?
Niet alle polyestersamenstellingen en -afwerkingen zijn even goed bestand tegen langdurige blootstelling aan zonlicht. Voor een fotovoltaïsche installatie maakt de afwerking van de behuizing dan ook integraal deel uit van het bestek.
De Maxi Euro 1500 combineert bijvoorbeeld een constructie van met glasvezel versterkt polyester met een gelcoat-afwerking en een gestructureerde polyurethaanbekleding, die een hoge UV-bestendigheid zou bieden. Het model is verkrijgbaar in IP65 en IK10, met een geïntegreerde regenkap. Voor grotere installaties volgt de Maxi Euro 1900 dezelfde opzet, met een IP65/IK10-bescherming en een UV-bestendige coating. Deze kast kan aanzienlijke afmetingen bereiken en uit meerdere modules worden samengesteld, wat een groot voordeel is voor een centrale fotovoltaïsche kast die een aanzienlijk volume moet kunnen herbergen.
Waarom zijn de kasten van Europoly geschikt voor fotovoltaïsche projecten?
De interesse van Europoly voor een zonne-energieproject beperkt zich niet alleen tot het materiaal. Het bedrijf biedt onder meer op maat gemaakte fotovoltaïsche kasten aan, en zijn ontwerpbureau past standaardproducten aan of ontwikkelt oplossingen die voldoen aan specifieke specificaties. Een waardevolle expertise in de fotovoltaïsche sector, waar de behuizing zich vaak moet aanpassen aan de elektrische architectuur van het project, en niet andersom.
De kast aanpassen aan de te integreren apparatuur
Bij een AC/DC-zonne-energiekast wordt bij de afmetingen niet alleen rekening gehouden met de apparatuur, maar ook met de opstelling ervan, de bekabeling en het toekomstige onderhoud. De Euro Medium voldoet in dit opzicht aan verschillende eisen: door het ontbreken van zijdelingse verstevigingen is er ruimte vrij voor de bekabeling en uitsparingen, dankzij talrijke inzetstukken aan de achterwand kan de apparatuur direct worden bevestigd, en de deuren zijn afneembaar en verstelbaar. Het modulaire systeem dekt bovendien een groot aantal afmetingen.
Voor grotere volumes bieden de Maxi Euro-series de mogelijkheid om over te stappen op grotere afmetingen, terwijl de polyesterconstructie behouden blijft. Europoly voert ook specifieke aanpassingen uit: boorgaten, inzetstukken, verbindingen, kleuren, verbeterde thermische isolatie, binnendeuren, verstevigingen, planken of bevestigingssystemen, afhankelijk van het project.
Nuttige ervaringen voor veeleisende klimaten
Sommige Europoly-projecten hebben te maken met omstandigheden die vergelijkbaar zijn met die van een sterk blootgestelde zonne-energiecentrale. Voor een op maat gemaakte behuizing bestemd voor de ruimtevaartlocatie in Kourou heeft Europoly bijvoorbeeld een door SOCOTEC geteste IP65/IK10-bescherming gecombineerd met een coating die zeer goed bestand is tegen UV-straling, een lichte kleur om de opwarming door de zon te beperken, IP65-ventilatie en een binnenisolatie van polyurethaanschuim met hoge dichtheid.
Deze opstelling is niet automatisch geschikt voor een zonnepark. Het illustreert echter wel het belang om bij het ontwerp van een buitenkast rekening te houden met waterdichtheid, UV-straling, temperatuur, ventilatie en de omgeving.
Checklist voorafgaand aan de plaatsing van een elektrische kast voor zonne-energie
- De omgeving nauwkeurig omschrijven. Blootstelling aan regen, stof, UV-straling, extreme temperaturen, vochtigheid en mogelijk corrosieve omgevingen.
- Stel de warmtebalans op. De buitentemperatuur alleen is niet voldoende: hieraan moeten de blootstelling aan zonlicht en het door de apparatuur afgevoerde vermogen worden toegevoegd om te bepalen of ventilatie, isolatie of een andere thermische oplossing nodig is.
- Bepaal de IP- en IK-classificaties. De IP-classificatie op basis van het risico op binnendringen van water en stof, de IK-classificatie op basis van de mechanische belastingen ter plaatse.
- Houd rekening met kabelin- en -uitgangen. Kabeldoorvoeren worden al in de ontwerpfase geïntegreerd, zodat de bescherming van de behuizing achteraf niet in het gedrang komt.
- Houd rekening met onderhoud. Beveiligingen, scheidingsinrichtingen en andere apparatuur waarvoor onderhoud nodig is, moeten toegankelijk blijven; bij het opstellen van het inrichtingsplan moet rekening worden gehouden met het openen van de deuren en de beschikbare ruimte voor de kast.
- Kies de bevestigingswijze. Plaatsing op een sokkel, wandbevestiging of een speciale constructie, afhankelijk van de afmetingen, het gewicht van het geheel, de ondergrond en de mechanische belastingen.
- Anticipeer op de toekomstige ontwikkeling van de installatie. Het is vaak handig om ruimte in reserve te houden wanneer de installatie waarschijnlijk zal veranderen: het is beter om dit bij de oorspronkelijke dimensionering mee te nemen dan een reeds volgebouwde ruimte achteraf aan te passen.
Europoly en Polyelec: van de behuizing tot de bekabeling van fotovoltaïsche installaties
De keuze van de schakelkast is slechts een onderdeel van het project. De integratie van de apparatuur en de kwaliteit van de bekabeling zijn net zo belangrijk. Voor projecten die een meer complete oplossing vereisen, vult Polyelec de expertise van Europoly aan met diensten op het gebied van de bekabeling van schakelkasten en elektriciteitskasten, waardoor de behuizing, de plaatsing van de componenten en de elektrische integratie binnen één en hetzelfde project kunnen worden gerealiseerd.
Voor installaties die meer ruimte vereisen dan een schakelkast kan ook worden gekeken naar de oplossingen met polyester cabines en shelters van Gensollen.
Veelgestelde vragen over fotovoltaïsche schakelkasten
Dat hangt af van de daadwerkelijke blootstelling aan water en stof. Verschillende Europoly-series voor buitengebruik hebben een IP65-classificatie, maar de IP-classificatie alleen is niet voldoende: daarnaast moet het product ook bestand zijn tegen UV-straling, corrosie, condensatie en extreme temperaturen.
Met glasvezel versterkt polyester is elektrisch isolerend en roest niet zoals ijzerhoudend metaal. Met de juiste afwerking is het een bijzonder geschikte oplossing voor buitenomgevingen of corrosieve omgevingen.
Door een warmtebalans op te stellen waarin rekening wordt gehouden met de buitentemperatuur, de zonnestraling en de warmteafgifte van de installaties. De afmetingen, de ventilatie, de isolatie en de kleur van de gebouwschil worden vervolgens op basis van deze balans bepaald.
Dat hangt af van het elektrische ontwerp en de projectvereisten. Bepaalde Europoly-series, zoals Euro Medium, zijn verkrijgbaar met dubbele isolatie van klasse II, een kenmerk dat in het algemene elektrische ontwerp moet worden meegenomen.
Ja. Europoly biedt fotovoltaïsche kasten aan als onderdeel van zijn maatwerkproducten en kan de afmetingen, gaten, inzetstukken, isolatie, bevestigingen en andere kenmerken aanpassen aan de specificaties van het project.
Dat hangt vooral af van de afmetingen, de uitrusting, de omgeving en de thermische eisen. De Euro Medium is geschikt voor talrijke tussenliggende configuraties, terwijl de Maxi Euro 1500 en 1900 de mogelijkheid bieden om grotere apparatuur in te bouwen. Een specifiek onderzoek blijft aanbevolen om een definitieve keuze te maken.
Samenvatting
Bij de keuze van een fotovoltaïsche schakelkast voor buiten moet een evenwicht worden gevonden tussen bescherming, elektrische veiligheid, warmtebeheer, duurzaamheid en toegankelijkheid. De IP-classificatie is belangrijk, maar mag de overige aspecten niet overschaduwen: UV-straling, corrosie, temperatuurschommelingen, condensatie, de omvang van de apparatuur en toekomstig onderhoud moeten al in het bestek worden meegenomen.
Met zijn kasten van glasvezelversterkt polyester, zijn modulaire en grootformaat series, zijn oplossingen met dubbele isolatie en zijn mogelijkheden voor maatwerk, ondersteunt Europoly ontwerpbureaus en installateurs van fotovoltaïsche systemen bij het ontwerpen van een behuizing die is afgestemd op de daadwerkelijke omstandigheden ter plaatse. Wat de elektrische integratie betreft, maakt de expertise van Polyelec het mogelijk om nog een stap verder te gaan, naar een volledig uitgeruste en bekabelde oplossing.
Bent u bezig met de voorbereiding van een fotovoltaïsche centrale of een zonne-installatie voor buiten? Geef dan aan Europoly de afmetingen, apparatuur, klimatologische omstandigheden, de gewenste beschermingsgraad en de plaatsingsomstandigheden door, zodat wij de meest geschikte kastconfiguratie kunnen bepalen.