Stralingsarme zonnepanelen

Mijn buren wilden zonnepanelen. Geen goed nieuws want hun dak zit 3 meter van mijn werkplek vandaan. En hoewel ik nauwelijks EHS-klachten meer ervaar wil ik dat graag zo houden. Gelukkig hoorde ik het op tijd via de buurt-whatsapp. Wat volgde was een intensief overleg met de buurman, de leverancier en tussen mijn Vemes-collega’s en mijzelf. Met verrassend resultaat en veel leerpunten. Die deel ik graag met jullie.

Klachten door PV-installaties (zonnepanelen)
Gezondheidsklachten na plaatsing van zonnepanelen komen erg veel voor. De klachten lopen sterk uiteen. Veelgenoemde klachten zijn:

• Constant een onrustig, gejaagd gevoel in huis
• Zwaar gevoel op het hoofd of borst
• Ernstig verstoorde slaap (PV-cellen staan ’s nachts uit, het is de doorwerking van overdag)
• Chronische vermoeidheid
• Concentratieproblemen
• Geheugenproblemen
• Depressieve gevoelens
• Onverklaarde hoofdpijn

Doel
Doel van dit artikel is een lijst met praktische tips en technische aanwijzingen voor leveranciers van zonnepanelen én installateurs. Het gaat om tips die de belasting aan elektromagnetische velden (straling) van een PV-systeem zo laag mogelijk houdt. Dit om elektrogevoelige klachten bij de bewoners of buren van de bewoners zoveel mogelijk te voorkomen.

De offerte bij mijn buren gaat op de schop en wordt opnieuw opgesteld aan de hand van onderstaande specificaties. Mijn dank gaat daarom uit naar leverancier SamSam Zonnepanelen uit Utrecht voor hun geduld en de succesvolle uitvoering van dit plan.

Ook hartelijk dank naar mijn collega’s binnen Vemes voor het intensief meedenken over dit advies en Hugo Schooneveld voor het verrichten van de metingen op het lichtnet.

Algemene informatie over PV-systemen
Zonnepanelen heten officieel Photo Voltaïsche (PV) cellen. Deze PV-cellen produceren gelijkstroom als ze door zonlicht worden beschenen. Deze gelijkstroom loopt naar een omvormer of inverter die het omzet naar een gepulste wisselspanning die geschikt is om ons stroomnet in te gaan.

Elk systeem bestaat uit drie onderdelen:
1. De zonnecellen op het dak die licht omzetten in laagspanning gelijkstroom;
2. De omvormer (inverter of gelijkrichter) die er 230V wisselstroom van maakt;
3. De aansluiting op het lichtnet.

Problemen door omvormers
De omvormers van alle systemen veroorzaken vervuilende spanning- en stroompulsen. Die pulsen geven ‘ribbelingen’ op de 50Hz sinus-spanning en ook de stroom door de leidingen vertoont vergelijkbare ribbelingen die doorgaans de aanleiding geven tot EHS-klachten. De pulsen lopen via het lichtnet het hele huis door, ook naar de PV-circuits op het dak en naar het elektriciteitsnet van de buren.

De kabels van het PV-systeem kunnen, afhankelijk van de installatie, stroompulsen (magnetische wisselvelden) over hun hele lengte uitstralen. Deze pulsen kunnen niet worden afgeschermd. Elektrische velden kunnen wel worden afgeschermd.

Monitoring prestaties van de panelen
Alle systemen kunnen uitgerust worden met elektronische systemen waarmee de prestatie van elk paneel kan worden nagegaan. Connectie via Wifi of ethernet is dan een voorwaarde. Vaak is de installateur ook de webbeheerder die via de mobiele telefoon data over de prestaties van het systeem verstrekt.

Eigen meetonderzoek
Hugo Schooneveld en ik hebben in onze woningen metingen verricht op ons lichtnet ten aanzien van netvervuiling (dirty electricity en dirty power). Wij waren benieuwd welke effecten het PV-systeem bij onze buren had op de kwaliteit van ons lichtnet. Wij mochten de zonnepanelen bij hun in huis aan- en uitschakelen. Ook waren we benieuwd naar de meetbare effecten van de EMC-filtering in onze woning. Zie de meetresultaten onderaan dit artikel.

Hieronder vind je onze lijst met technische tips ten aanzien van de aanschaf en installatie van het PV-systeem. En ook welke EMC-filtering en andere EMV-beperkende maatregelen wij in onze woning hebben aangebracht. (NB: Je kunt hier de printversie van de 15 tips downloaden. Dit document kun je gebruiken bij je gesprek met de leverancier en de installateur van PV-systemen.)

Tips voor de stralingsarme aanschaf en -installatie van zonnepanelen

Tip 1
Vraag bij je zonnepanelen leverancier na of ze veiligheidsmaatregelen treffen voor hun installateurs. Dit betekent dat er een steiger wordt geplaatst of dat ze met losse valbeveiliging werken. Werken ze met losse ladders en zonder valbeveiliging dan is dat een veeg teken. Waarschijnlijk nemen ze het met de andere voorschriften ook niet zo nauw… Dit heeft dus niets met straling te maken maar alles met hun arbeidsethos.

Tip 2
De bekabeling op het dak moet zo worden aangelegd dat de hele installatie voldoende elektrisch geaard is. Dit betekent:

1. dat de aardingsklemmen goed contact maken met de panelen (er in knijpen);
2. dat de panelen overal goed contact maken met het frame;
3. dat de elektrische aarding deskundig is aangelegd.

Tip 3
Voorkom dat er een inductielus in de installatie ontstaat. Dit betekent dat alle plus (+) draden, min-draden én aardedraden steeds bij elkaar moeten liggen. Het effect hiervan is dat de magnetische velden die rond de stroom en ontstaan tegengesteld van richting zijn en elkaar zodoende opheffen. Afbeelding rechts toont een foute (goedkopere) installatie waarbij de kabels in feite in een ring gelegd worden waarbinnen een sterk magneetveld ontstaat. Dat magneetveld kan door het dak heen leiden tot gezondheidsklachten bij de bewoners.

NB: deze wijze van installatie is inmiddels wettelijk verplicht, maar niet alle zonnepanelen-cowboys houden zich er aan. Zie de afbeeldingen hieronder.

Tip 4
Om de effecten van aardlussen te minimaliseren dient de aardedraad van het frame waar de zonnepanelen op gemonteerd worden dezelfde weg te volgen als de DC (gelijkspanning) kabels naar de omvormer én de AC (wisselspanning) kabel naar de meterkast. Dit is nieuw voor installateurs en krijgen zij (nog) niet in hun opleiding mee.

Tip 5
Maak in het hele PV-systeem gebruik van afgeschermde elektrische bekabeling, Een alternatief is geaarde metalen kabelgoten aan de DC (gelijkstroom) kant, maar overal afgeschermde bekabeling heeft de voorkeur.

Tip 6
Er wordt gebruik gemaakt van afgeschermde UTP bekabeling, bijvoorbeeld F-FTP Cat6a kabel  waar het de datakabel van de omvormer tot het modem betreft. Dan heb je geen wifi meer nodig voor deze communicatie en kan die worden uitgeschakeld (zie Tip 11). Let op dat je kabel koopt die van 100% koper is gemaakt. Er zijn veel imitatie Cat kabels van verkoperd aluminium  die weliswaar goedkoper zijn, maar problemen kunnen geven.

Tip 7
Let op de retourstromen. Bij elk apparaat dat stroom gebruikt is er een retour- ofwel nulstroom. Dat is normaal en gewoonlijk niets mis mee. Omdat er grote stromen van zonnepanelen afkomen ontstaan er ook grotere nulstromen. Die kunnen een probleem vormen als je een TN stelsel hebt (aarding wordt meegeleverd door netbeheerder) in combinatie met zogenaamde vreemde geleiders. De nulstromen lopen dan niet meer alleen door de elektrabekabeling, maar ook over bijvoorbeeld metalen water- of gasleidingen en coax-kabels. Dat kan tot EHS-klachten leiden.

Zorg dus dat deze externe geleiders  galvanisch ontkoppeld zijn of worden. Een loodgieter kan die galvanische ontkoppeling aanbrengen. De handeling is het vervangen van een klein stukje metalen leiding door kunststof. Als je gas- en waterleiding al van kunststof zijn, of beide voorzien van een kunststof tussenstuk, dan hoeft daar niets aangepast te worden.

Tip 8
De meeste woningen hebben een 1-fase-aansluiting. Mocht je echter een 3-fase-aansluiting hebben, bijvoorbeeld omdat je een laadpaal voor je auto hebt of elektrisch kookt, dan is het raadzaam om de zonnepanelen ook op 3 fasen te laten terug leveren, omdat:

• Bij gebalanceerd terug leveren op 3 fasen heb je geen of een minimale nulstroom.
• Minder nulstroom is minder spanningsval dus je voorkomt onnodige vroegtijdige uitval van je omvormer door een te hoge spanning.
• Minder stroom door elke fase betekent minder spanningsval per fase. Terug leveren op 3 fasen betekent dat het vermogen op elke fase 3x lager is en de spanningsval dus ook.

NB: laat controleren dat de grote verbruikers in jouw huis netjes over de 3 fasen verdeeld zijn. In het ergste geval kan het voorkomen dat je alleen elektriciteit verbruikt op 1 fase en op fase 2 en 3 terug levert waardoor je alleen de salderingsvergoeding krijgt.

Het is dus niet zo dat 3 fasen altijd een betere keuze is. Bepaalde problemen kun je verminderen door op 3 fasen terug te leveren maar het is geen one-size-fits-all. Bij kleinere PV (= zonnepanelen-) systemen en kleinere huishoudens is het de vraag of je niet onnodige kosten maakt.

Tip 9
De sterkste stralingsbron van zonnepanelen is zoals gezegd de omvormer. Die zet de gelijkspanning van de panelen om naar 230V waarop onze apparaten werken. Het overschot aan stroom wordt terug geleverd aan het 230V lichtnet. Dit omvormen veroorzaakt veel netvervuiling: stoorsignalen op het lichtnet. En dat leidt vaak tot EHS-klachten. Er is wetgeving daarvoor in Nederland maar die is niet toegesneden op elektrogevoelige mensen. Het Kennisplatform EMV heeft mijn idee overgenomen om een Denkgroep Netvervuiling op te richten. In deze Denkgroep zitten verschillende partijen bij elkaar (ook wij Vemes-leden en vertegenwoordiging vanuit Stichting EHS) om het probleem van netvervuiling nader te verkennen en met oplossingen te komen.

Er zijn verschillen tussen omvormers, in de mate waarin ze deze stoorsignalen genereren. Het advies is om een string-omvormer te kiezen. Deze geven minder netvervuiling dan micro-omvormers. Er  zijn veel goede ervaringen met string-omvormers van het Duitse merk SMA. Onze buren kiezen uiteindelijk voor:

• 11x Denim-U -Mono N-type 430 Black Frame Bifacial Glas Glas-panelen en een
• SMA Sunny Tripower 4.0 omvormer.

Plaatsing van de omvormer
Plaats de omvormer zo dicht mogelijk bij de panelen maar zo ver mogelijk weg van woon- en slaapruimtes. Op zolder boven de hal of badkamer is bijvoorbeeld een prima plek omdat je daar niet lang verblijft. Nog mooier is om de panelen en omvormer buiten op een schuur te plaatsen waar je weinig komt. Ook uit oogpunt van brand- en stralingsrisico’s kan het een fijner idee zijn dat je niet direct onder een PV-systeem woont en slaapt.

Tip 10
Micro omvormers en optimizers zijn elektronische oplossingen in PV-systemen tegen schaduwwerking. Ons advies is om deze te vermijden uit oogpunt van stralingsbelasting.
Wat zijn micro omvormers en optimizers? Lees hier de toelichting.

Wij kiezen met de buren dus voor de SMA Sunny Tripower 4.0 omvormer, zonder micro-omvormers of optimizers. Wel met SMA ShadeFix om de schaduwwerking van een boom te minimaliseren.

Tip 11
Wij hebben gemerkt dat de Wifi-module van de omvormer heel af en toe toch actief is, ondanks dat er een afgeschermde F/UTP datakabel is aangelegd. Blijkbaar zoekt hij soms nog even naar een Wifi-signaal. Het signaal is kort en zwak. Wij laten het voor wat het is omdat de meeste muren naar de buren toe vanuit onze kant goed HF zijn afgeschermd met HSF64-koolstofverf.

Mocht jij dit toch niet willen, dan zal je met de leverancier van de zonnepanelen contact op moeten nemen. Dan moet de omvormer opengemaakt en de Wifi-module hardware handmatig worden losgeknipt. Een meer simpele oplossing  is om de omvormer af te laten dekken met bijvoorbeeld Adamantan 003-textiel. Die laat wel warmte door (een omvormer wordt een beetje warm), maar houdt HF-straling effectief tegen.

Tip 12
Het is mogelijk om zonder slimme meter deze zonnepanelen te laten installeren. Toch hebben we in overleg besloten om hier geen probleem van te maken. De buren hebben dus een slimme meter nu. Van slimme meters in Nederland komt doorgaans buitengewoon weinig zenderstraling af (uitzonderingen daargelaten). Dit staat los van de discussie over privacy. Dat is aan de buren – en aan jou – zelf. Let op: in het buitenland kan de stralingsbelasting van slimme meters anders zijn. Vraag dit na bij je nutsbedrijf of bij een lokale EMV-meetspecialist.

Extra maatregelen die je thuis kunt treffen

Tip 13
Een toekomstbestendige maatregel is het vervangen van alle elektrabekabeling in huis door elektrisch afgeschermde bekabeling, zoals genoemd als Tip 5. Met afgeschermde bekabeling stralen de verstoorde elektrische velden nog maar nauwelijks de ruimte in. Dat voelt als een enorme verlichting, is mijn ervaring. De tendens is dat de netvervuiling – voorlopig nog – sterk zal toenemen. De wetgeving op dit vlak is niet adequaat voor elektrogevoeligen.

Tip 14
Zorg er voor dat de algemene groepen die door het hele huis lopen op dezelfde fase zijn aangesloten. Anders krijg je krachtige elektrische velden tussen de verschillende fasen. Vaak wordt de bovenverdiepingen op een andere fase aangesloten dan de benedenverdieping. Dit is dus qua elektrische velden ongunstig. Het beste kun je bijvoorbeeld de algemene groepen op fase 1 zetten, de wasmachine op fase 2 en de droger of een zwaar keukenapparaat op fase 3.

Tip 15
Last but not least: zorg voor (EMC-) filtering van de netvervuiling in je eigen huis, op jouw elektriciteitsleidingen. Dit helpt bij zonnepanelen bij je buren en helemaal als je zelf zonnepanelen neemt of moet nemen. De filtering helpt ook tegen veel andere bronnen van netvervuiling op het lichtnet.

Noot vooraf: ga niet zelf lukraak netfilters aanschaffen. Er kleven risico’s aan. Laat een deskundige EMV-meting uitvoeren en volg het advies.

Hieronder staan de 3 typen filters die wij in onze woning hebben toegepast:

Een Ducati energia-40 uF condensator in de meterkast. Die voorkomt dat een deel van de netvervuiling ons huis binnenkomt. Let op: er moet een stekker voor in een wandcontactdoos aan gemonteerd worden.

 

Wij hebben drie Stetzerizerfilters in stopcontacten op drie verdiepingen; in verschillende groepen. Ze filteren de elektrische vervuiling goed in het kilohertz-gebied boven de 2 kHz m.b.v. condensatortechniek. Zie figuur 3. Lees de handleiding vooraf goed door! Ze kunnen overbelast raken. Een tweede nadeel van deze filters is dat ze blindstromen veroorzaken (=magnetische wisselvelden). Ik blijf er bij dat vervuiling van elektrische velden vaak sterk bijdraagt aan EHS-klachten in woningen. Totdat we een beter alternatief voor deze filters hebben kan ik ze aanraden, mits ze deskundig worden toegepast.

 

Eén Bajog-Alpha filter, in het stopcontact tussen de PC van onze zoon en het lichtnet. Ze filteren in een iets ander frequentiegebied (10 kHz – 30 MHz) t.o.v. de Stetzerizerfilter. Het filter maakt gebruik van een condensator plus een smoorspoel tegen ongewenste stromen, dus vormt een goede combinatie met de Stetzerizerfilter, mits juist toegepast. (Condensators kunnen in serie met spoelen een resonantiekring vormen, dat moet je voorkomen). Ook hier is deskundig advies geboden.

 

Noot bij filtering:
Bij ons heeft bovenstaande combinatie van filtertechnieken goed uitgepakt. Zowel gevoelsmatig als meettechnisch. Wij hebben een hoekhuis, een TT stelsel (eigen aardpen), zijn afgekoppeld van wijk-aarde, onze water- en gasleiding zijn galvanisch ontkoppeld en wij hebben elektrisch afgeschermde bekabeling. Deze maatregelingen vergroten de kans op succes van netfiltering aanzienlijk.

Dr. Graham Stetzer ontwikkelde een methode om de elektrische stoorsignalen op het lichtnet (>2 kHz) te kwantificeren. De meting vindt plaats op het koper, dus op een stopcontact, met behulp van met een zogenaamde Surgemeter. Ook ontwikkelde Graham Stetzer EMC-filters om deze stoorsignalen te dempen. Dat zijn zogenaamde Stetzerizerfilters. Er kleven risico’s aan deze vorm van filtering. Lees er meer over bij Tip 15. De filtering waarnaar de tabel hieronder verwijst, betreft de 4x filtering zoals beschreven hierboven.

Meetwaarden met de Surgemeter van Graham Stetzer

19 juli 2024 | Half bewolkt weer om 15.00 uur
Advieswaarde voor elektrogevoeligen: 50 GS

Resultaten meetonderzoek op het lichtnet

Meetresultaten
We wilden een indruk krijgen van de frequentie waarmee de SMA-omvormer de pulsen in het net injecteert en van de sterkte van de pulsen, uitgedrukt in millivolts. Met behulp van een laptop, Picoscoop en netkoppelfilter hebben we opnamen gemaakt van het lichtnet in ons huis via een stopcontact. Het PV-systeem bij de buren konden we zelf aan- en uitschakelen. Signalen die ertoe doen zijn in feite zwak en worden door absorptie verzwakt op hun weg naar de meterkast en naar buiten.

Figuur 1. Frequentieanalyse van de pulsen op het net. Horizontaal de frequenties tot 45 kHz die op dit moment binnenkomen. Verticaal beeld van de overheersende pulsen in het frequentiespectrum. Rond 20 kHz zien we een sterke oververtegenwoordiging van pulsen uit de PV-installatie van de buren. Die staat aan. Copyright: H. Schooneveld.

Figuur 2. Frequentieanalyse na uitzetten van het PV-systeem. Ter plaatse van 20 kHz frequentie is de piek dramatisch afgenomen.  De restpiek is waarschijnlijk afkomstig van het PV-systeem van een verder verwijderd buurhuis. Andere bronnen van EMV buiten zijn zichtbaar op nevenfrequenties. Copyright: H. Schooneveld.

Figuur 3. PV-systeem volledig in werking en filters geplaatst in verschillende stopcontacten in ons huis (zie Tip 15). Ook in deze situatie is het 20 kHz signaal nog aanwezig, maar sterk verzwakt vergeleken met die in figuur 1. De pieken met wel/geen filters verschillen een factor 29 dBu, wat overeenkomt met een factor 800. Piekreductie met filters is dus meetbaar effectief. Copyright: H. Schooneveld.

Kunnen vuile-stroompulsen worden doorgegeven via het stroomnet?
Vuile-stroom pulsen op het elektriciteitsnet kunnen in zekere gevallen ook een buurhuis terecht komen. De pulsen lopen altijd naar het laagspanningsnet in de straat. Vandaar kunnen ze buurhuizen binnenkomen als die op dezelfde fase aangesloten zijn. In ons geval klopt dat: de PV-signalen van de buren worden in de meterkast over 3-fasen verdeeld. Ons huis is maar op één fase aangesloten maar staat dus wel in direct elektrisch contact met één van de fasen in het buurhuis. Angst voor signaaloverdracht hoeft er niet te zijn als je niet op dezelfde fase bent aangesloten. Als je zelf een 3-fasenaansluiting hebt staat men altijd in contact met de buren – en in feite met elk huis dat op dezelfde 3-fasenkabel in de straat is aangesloten.

De vraag is nu in hoeverre de pulsen in dat traject zichtbaar gemaakt kunnen worden en in hoeverre ze gaandeweg verzwakt in je huis arriveren. We gingen dat na door in buur- en eigen huis het profiel van de vuile stroom te bepalen en de spanning van de pulsen aan het stopcontact te meten. Zie figuur 4 hieronder.

Figuur 4. Voorbeeld van een serie van 20 kHz elektrische minipulsen, ‘rijdend’ op een onordelijke golf van ruis op het systeem. De hoogte van de minipulsen wordt bepaald door de hoeveelheid licht op de PV-cellen en daarmee de output van de omvormer, in dit geval 25,96 mV. De output volgt het cyclische 50 Hz patroon. Copyright: H. Schooneveld.

Zolang de PV-cellen stroom leveren zagen we deze pulsen in de oscilloscoop (figuur 4) en maten we pulshoogten tot soms 81 mV. Na het uitzetten van het PV-systeem was de spanning nul. Dat toont aan dat de minipulsen inderdaad van de PV-cellen afkomstig waren en zich via de grondkabel in de straat verplaatsen naar ons huis.

Conclusies meetonderzoek

• De zonnecellen van de buren produceren gepulste elektrische velden en gepulste stromen (magnetische wisselvelden) die in onze (buur) woning goed meetbaar zijn.
• De SMA Sunny Tripower 4.0 blijkt wel degelijk een stoorsignaal te geven, wij hadden verwacht dat de netvervuiling minder sterk zou zijn.
• Pulsfrequentie is ca. 20 kHz, zoals blijkt uit analyses van stroom uit het stopcontact.
• De pulsen bereiken ons huis via onze gemeenschappelijke aansluiting op eenzelfde fase in de straatkabel.
• Bij uitzetten van het PV-systeem verdwijnen pulsen op het oscilloscoop vrijwel geheel én de 20 kHz piek in de frequentieanalyse verdwijnt.
• Frequentie-analyses van andere typen omvormers zou zeer wenselijk zijn, om een goede vergelijking met de SMA Sunny Tripower 4.0 te kunnen maken. Nader onderzoek is dus nodig. Hulp daarbij is welkom.
• De verzwakking van het signaal door gebruik van EMC-filtering in ons stopcontact bedraagt ca. 800 maal. Hulp bij het ontwikkelen van betere en betaalbare EMC-filtering is van harte welkom.
• Ik ervaar geen EHS-klachten van het PV-systeem. Dat is erg fijn. Wij vermoeden dat dit komt door de keuze van de omvormer en installatie, in combinatie met de serie maatregelen die wij 20 jaar geleden al in dit huis hadden genomen (zie noot bij filtering bij Tip 15). We moeten de effecten op langere termijn nog even afwachten.

Samenvatting
Download hier de printversie van de 15 tips. Dit document kun je gebruiken bij je gesprek met de leverancier en de installateur van PV-systemen.

Video’s
Bekijk hier het interview met Pieter, de installateur van Samsam Utrecht. NB: dit artikel is inmiddels langer geworden, met extra tips.
Bekijk hier een impressie van een drone, van de aanleg van de panelen op het dak van onze buren.

Dankwoord
Nogmaals dank aan iedereen die aan dit artikel heeft bijgedragen. Met name aan mijn collega’s binnen Vemes.

Oproep
Beschouw dit artikel als een dynamisch stuk. Heb jij verbeteringen, opmerkingen of aanvullingen die voor anderen (elektrogevoeligen of leveranciers van PV-systemen) nuttig kunnen zijn stuur het me alsjeblieft toe. Dan publiceer ik te zijner tijd een update. Bij voorbaat dank!

Heb jij sinds kort of langer elektrogevoelige klachten in huis? Overweeg dan een deskundige EMV-meting met advies. Voorkomen is beter dan genezen. Ik kom graag bij je langs. Lees er hier meer over.