Advanced Contact Technology
Sichere PV -SteckverbindungenPaarung von Fremdprodukten, Crimpen im Feld
Multi-Contact Essen GmbH, Dr. Michael Berginski
• MC gehört seit 2002 zur Gruppe(Textilmaschinen, Roboter sowie Steckverbinder für Gas, Fluid und elektrische Verbindungen)
• Produktionswerke in den Marktregionen EU / USA / Asien• weltweites Vertriebs-Netzwerk
PV Center MC-Essen
MC-China
MC-USA
MC-FrankreichMC-Deutschland
MC-HQ bei Basel
11.11.20142
Multi-Contact AG
11. Workshop «Photovoltaik-Modultechnik» - Sichere Steckverbindungen, Dr. M. Berginski
50 Jahre Erfahrung in der MC Kontaktlamellentechnologie MULTILAM
18 Jahre in der PV-Kontakt Technologie1996: MC3 erster Serien-PV-Steckverbinder für den Weltmarkt
2002: MC4 Markteinführung
Millionen von zuverlässigen Produkten im Feldeinsatz.
MC gehört zu den Marktführern für DC PV Steckverbindern.
Systemanbieter mit Produktportfoliolösungen zwischen Modul und Wechselrichter.
Produktqualität und exzellentes Langzeitverhalten sind unser Hauptfokus.
Multi-Contact AG
11.11.20143 11. Workshop «Photovoltaik-Modultechnik» - Sichere Steckverbindungen, Dr. M. Berginski
Einführung & Inhalt
So würden viele Leute PV gerne sehen…
11.11.20144 11. Workshop «Photovoltaik-Modultechnik» - Sichere Steckverbindungen, Dr. M. Berginski
Einführung & Inhalt: Sichere PV Steckverbinder
Umsetzung im Feldeinsatz, Stand der Technik
Fundament: Expertenwissen, Engineering, Testlabor & Zertifizierung
Bestandteile von sicheren und zuverlässigen :Power Plants
11.11.20145 11. Workshop «Photovoltaik-Modultechnik» - Sichere Steckverbindungen, Dr. M. Berginski
Resultate einer FMEA -Analyse„PV -Brandschutz“ Projekt Fraunhofer ISE & TÜV
→ online:http://www.pv-brandsicherheit.de/ fileadmin/WS_24-01-13/03_Schmidt _Risikoanalyse_FMEA.pdf
→ online:http://www.pv-brandsicherheit.de/5/
FMEA durchgeführt von 12 PV-Experten:
Unter den Top-3 Risiken:
• „Unterschiedliche DC-Stecker“• „Vor-Ort Crimpung DC Stecker“
11.11.20146 11. Workshop «Photovoltaik-Modultechnik» - Sichere Steckverbindungen, Dr. M. Berginski
„Unterschiedliche DC-Stecker“
→ hier gemeint ist die Paarung von Stecker oder Buchse MC4 mit einem Gegenstück eines anderen Herstellers
→ Paarung von Fremdprodukten
„MC4-kompatibel“„MC4-type“„Industriestandard“„steckkompatibel zu MC4“„Steckgesicht entsprechend MC4“„kompatibel zum Marktstandard“„kompatibel zu gängigen Steckern“…
MC4
Inhalt
Paarung von Fremdprodukten
11.11.20147 11. Workshop «Photovoltaik-Modultechnik» - Sichere Steckverbindungen, Dr. M. Berginski
Fehlerhaftes Crimpen vonSteckverbindern bei der Installation
Material des IsolatorsMaterial des Isolators
Material des KontaktteilesMaterial des Kontaktteiles
Material des DichtelementesMaterial des Dichtelementes
ProduktionshilfsstoffeProduktionshilfsstoffe
ErhöhterKontaktwiderstand
Paarung von DC -Steckverbindern:Reverse Engineering & Prozesskontrolle
Chemische AnalyseChemische Analyse
Maße des SteckgesichtesMaße des Steckgesichtes
Maße und Position des KontaktteilesMaße und Position des Kontaktteiles
CT-Scan (Röntgenanalyse)CT-Scan (Röntgenanalyse) Undichtheit
11.11.20148 11. Workshop «Photovoltaik-Modultechnik» - Sichere Steckverbindungen, Dr. M. Berginski
Paarung von Fremdprodukten DC -Steckverbinder:Fehlermechanismen
UndichtheitErhöhter
Kontaktwiderstand
Korrosion
Beispiel:100kWp Installation aus 2010
→→→→ 2013: Isolationswiderstands-Fehler bemerkt
Paarung von Fremdprodukten
12,1 mΩ
11.11.20149 11. Workshop «Photovoltaik-Modultechnik» - Sichere Steckverbindungen, Dr. M. Berginski
zusätzlicher Leistungsverlust: PL = I² x R = 1 W
Resultat aus Ursachenanalyse:
Paarung von Fremdprodukten
→ Korrosion
→ Leistungsverlustund Isolationsfehler
Wirtschaftlich:Leistungsverlust
Paarung von Fremdprodukten DC -Steckverbinder:Fehlermechanismen
Paarung von Fremdprodukten
Risiko: Feuer
Hitzeentwicklung
BeschleunigteAlterung Kunststoff
Wirtschaftlich:Leistungsverlust
Korrosion
11.11.201410 11. Workshop «Photovoltaik-Modultechnik» - Sichere Steckverbindungen, Dr. M. Berginski
Undichtheit
StartLeistungsverlust: 200WTemperatur: 40 °C
StartLeistungsverlust: 66WTemperatur: <30 °C
MC4 & MC4
200 °C
150 °C
100 °C
50 °C
100A 100A
ErhöhterKontaktwiderstand
Paarung von Fremdprodukten DC -Steckverbinder:Fehlermechanismen
Paarung von Fremdprodukten
Risiko: Feuer
Hitzeentwicklung
BeschleunigteAlterung Kunststoff
Corrosion
Wirtschaftlich:Leistungsverlust
Nach 3min: VerformungLeistungsverlust: 745WTemperatur: 160 °C
Nach 3min: keine DefekteLeistungsverlust: 69WTemperatur: 90 °C
MC4 & MC4
200 °C
150 °C
100 °C
50 °C
11.11.201411 11. Workshop «Photovoltaik-Modultechnik» - Sichere Steckverbindungen, Dr. M. Berginski
100A 100A
ErhöhterKontaktwiderstand
Paarung von Fremdprodukten DC -Steckverbinder:Fehlermechanismen
Paarung von Fremdprodukten
Risiko: Feuer
Hitzeentwicklung
BeschleunigteAlterung Kunststoff
Corrosion
Wirtschaftlich:Leistungsverlust
MC4 & MC4
200 °C
150 °C
100 °C
50 °C
11.11.201412 11. Workshop «Photovoltaik-Modultechnik» - Sichere Steckverbindungen, Dr. M. Berginski
100A 100A
ErhöhterKontaktwiderstand
Nach 4min: RauchentwicklungLeistungsverlust: 765WTemperatur: >200 °C
Nach 4min: keine DefekteLeistungsverlust: 71WTemperatur: 120 °C
Paarung von Fremdprodukten DC -Steckverbinder:Fehlermechanismen
Paarung von Fremdprodukten
Risiko: Feuer
Hitzeentwicklung
BeschleunigteAlterung Kunststoff
Corrosion
Wirtschaftlich:Leistungsverlust
MC4 & MC4
200 °C
150 °C
100 °C
50 °C
11.11.201413 11. Workshop «Photovoltaik-Modultechnik» - Sichere Steckverbindungen, Dr. M. Berginski
100A 100A
ErhöhterKontaktwiderstand
Nach 5min: viel RauchLeistungsverlust: 800WTemperatur: >200 °C
Nach 5min: keine DefekteLeistungsverlust: 73WTemperatur: 135 °C
Paarung von Fremdprodukten DC -Steckverbinder:Fehlermechanismen
Paarung von Fremdprodukten
Risiko: Feuer
Hitzeentwicklung
BeschleunigteAlterung Kunststoff
Wirtschaftlich:Leistungsverlust
Korrosion
11.11.201414 11. Workshop «Photovoltaik-Modultechnik» - Sichere Steckverbindungen, Dr. M. Berginski
ErhöhterKontaktwiderstand Undichtheit
Paarung von Fremdprodukten DC -Steckverbinder:Fehlermechanismen
Paarung von Fremdprodukten
Wirtschaftlich: Isolationsfehler am WR
Erhöhung Leckstrom
Risiko: elektrischer Unfall(Stromschlag, Verbrennung)
Risiko: Feuer
Hitzeentwicklung
BeschleunigteAlterung Kunststoff
Risse
Korrosion Verkürzung Kriechstrecke
Wirtschaftlich:Leistungsverlust
11.11.201415 11. Workshop «Photovoltaik-Modultechnik» - Sichere Steckverbindungen, Dr. M. Berginski
ErhöhterKontaktwiderstand Undichtheit
Paarung von Fremdprodukten DC -Steckverbinder:Fehlermechanismen : Betreiben von Installationen
Paarung von Fremdprodukten
Risiko: Feuer
Hitzeentwicklung
BeschleunigteAlterung Kunststoff
Risiko: elektrischer Unfall(Stromschlag, Verbrennung)
Wirtschaftlich: Isolationsfehler am WR
Risse
beiTrockenheit
Korrosion Verkürzung Kriechstrecke
Wirtschaftlich:Leistungsverlust
Erhöhung Leckstrom
11.11.201416 11. Workshop «Photovoltaik-Modultechnik» - Sichere Steckverbindungen, Dr. M. Berginski
ErhöhterKontaktwiderstand Undichtheit
Paarung von Fremdprodukten DC -Steckverbinder:Fehlermechanismen : während Service-Einsatz
Paarung von Fremdprodukten
Wirtschaftlich:Leistungsverlust
Risiko: Feuer
Hitzeentwicklung
BeschleunigteAlterung Kunststoff
Korrosion
Risiko: elektrischer Unfall(Stromschlag, Verbrennung)
Wirtschaftlich: Isolationsfehler am WR
Verkürzung Kriechstrecke
Risse
Erhöhung Leckstrom
11.11.201417 11. Workshop «Photovoltaik-Modultechnik» - Sichere Steckverbindungen, Dr. M. Berginski
ErhöhterKontaktwiderstand Undichtheit
11.11.201418 11. Workshop «Photovoltaik-Modultechnik» - Sichere Steckverbindungen, Dr. M. Berginski
Paarung von Fremdprodukten DC -Steckverbinder: Risiken
Paarung von Fremdprodukten
Risiko Feuer
Wirtschaftlicher Verlust
Risiko elektrischer Unfall
Inhalt
11.11.201419 11. Workshop «Photovoltaik-Modultechnik» - Sichere Steckverbindungen, Dr. M. Berginski
Fehlerhaftes Crimpen vonSteckverbindern bei der Installation
Paarung von Fremdprodukten
Risiko Potenzial: Fehlerhaftes Crimpen während der Installation
Nachteil Nr.1 einer simplen Crimpzange:
obwohl beide Varianten ein B-Crimp-Profil einsetzen:
Scheren-Bewegung statt parallele Bewegung
ZertifiziertesCrimpwerkzeug
SimpleCrimpzange
11.11.201420 11. Workshop «Photovoltaik-Modultechnik» - Sichere Steckverbindungen, Dr. M. Berginski
→ Einrollen Crimp ist ungleichförmig
Risiko Potenzial: Fehlerhaftes Crimpen während der Installation
Nachteil Nr.2 einer simplen Crimpzange:
fehlende Zwangssperre und daher:
(1) keine Rückmeldung, ob Soll-Position erreicht wurde
(2) variierende Crimpkraft von Crimpung zu Crimpung
11.11.201421 11. Workshop «Photovoltaik-Modultechnik» - Sichere Steckverbindungen, Dr. M. Berginski
10.000 N
8.000 N
0 Nverlä
sslic
her
Pro
zess
varii
eren
deK
raft
>∼
SimpleCrimpzange
ZertifiziertesCrimpwerkzeug
Risiko Potenzial: Fehlerhaftes Crimpen während der Installation
Nachteil Nr.3 einer simplen Crimpzange:
Folgerung aus einer zu geringen Crimpkraft:
→ Nicht-Erfüllung Normanforderungen
11.11.201422 11. Workshop «Photovoltaik-Modultechnik» - Sichere Steckverbindungen, Dr. M. Berginski
79 89 69 125 109 82 59 90 90 77
0
50
100
150
200
250
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
230N gemäß EN60352-2
Aus
zugs
kraf
t [N
]→ Keine Gasdichtigkeit
→ Kein stabiles Langzeitverhalten
SimpleCrimpzange
ZertifiziertesCrimpwerkzeug
Bei PV-Anlagen handelt es sich um Elektrizitäts kraftwerke .
Normanforderungen und Montageanleitungenbeschreiben den aktuellen Stand der Technik.
Dieser Stand basiert auf jahrzehntelanger Erfahrungmit Millionen von Steckverbindern im Feldeinsatz.
Ein Befolgen dieser Regeln ermöglichtLangzeitperformance und Betriebssicherheit.
Abweichungen (insbesondere Paarung von Fremdprodukten beiDC-Steckverbindern oder fehlerhaftes Crimpen) führen zu Risiken hinsichtlichFeuer und elektrischem Unfall sowie reduzieren die wirts chaftliche Effizienz.
General Statement of Multi-Contact:Multi-Contact does not recognize a compatibility be tween Multi-Contact MC3/MC4 connectors and connectors from other manufacturers.Multi-Contact has never authorized and does not authorize anybody to talk about a mating compatibility of their products with those of Multi-Contact. The wrong connector or mismating of different brands can result in premature failure and possibly fire.Therefore Multi-Contact excludes any responsibility in case of damages in relation to connecting combinations with third-party plug connectors and certification of the connectors is lost. The products may be assembled and installed only by suitably qualified and trained specialists with due observance of all applicable safety regulations. Use only the components and tools specified by MC. Do not deviate from the preparation and assembly procedures described in the assembly instructions, since in this event, in the event of self-assembly, no guarantee can be given as to safety or conformity with the technical data. Do not modify the product in any way.
Zusammenfassung
11.11.201423 11. Workshop «Photovoltaik-Modultechnik» - Sichere Steckverbindungen, Dr. M. Berginski