Elektromagnetische (omgevings-)compatibiliteit

Transcriptie

1 Elektromagnetische (omgevings-)compatibiliteit Inhoud Elektrische spanning veroorzaakt elektrische velden en elektrische stroom veroorzaakt magnetische velden. Aangezien ook alle menselijke functies (spiercontractie, zenuwcelsignaal) gebaseerd zijn op langzame en zwakke bio-elektrische signalen, is het menselijk lichaam net als elektrische apparaten omgeven door een elektromagnetisch veld. Dat er zich in deze omgeving interferentiestoringen voordoen, die het genezingsproces van mensen beïnvloeden ligt daarom ook voor de hand en is algemeen bekend. In dit document wordt ingegaan op de uitwerkingen van elektromagnetische velden en de relevante Europese richtlijnen over EMC (elektromagnetische comptabiliteit met betrekking tot de storingsinterferentie tussen elektrische apparaten). Daarnaast wordt ingegaan op de elektromagnetisch omgevingscomptabiliteit (de invloed van elektromagnetische interferentie van apparaten of elektromagnetische velden op de omgeving en in het bijzonder op mensen). EMV_SB-UNL Versie 1.0 1/8

2 Ontstaan van elektromagnetische velden 1 Ontstaan van elektromagnetische velden veldgebonden storingen draadgebonden storingen Elektromagnetische velden worden opgewekt door elektrische apparaten en komen zowel in het huishouden als in industriële omgevingen voor. Ook natuurverschijnselen zoals het weer en het aardmagneetveld wekken voortdurend elektromagnetische velden op die een uitwerking op ons hebben. En zoals reeds aangeduid zijn ook mensen omgeven door een eigen elektromagnetisch veld, aangezien ook onze menselijke functies gebaseerd zijn op bio-elektrische stromen en spanningen. Daarom is het ook voorstelbaar dat er een wederzijdse positieve en negatieve beïnvloeding van verschillende elektrische velden mogelijk is. Voor elektrische apparaten heeft de Europese Unie speciale richtlijnen vastgesteld, die moeten voorkomen dat apparaten elkaar storen. Hierbij wordt er een principieel onderscheid gemaakt tussen draadgebonden storingen en storingen door draadloos overgedragen stralingen. Zo kan door het gebruik van een boormachine het beeld van de televisie of zelfs die van de buren worden verstoord. De storingsoverdracht vindt in dit geval plaats via de stroomkabel en wordt daarom draadgebonden storing genoemd. Wanneer een mobiele telefoon een oproep ontvangt of naar een netwerk zoekt kan dat bijvoorbeeld de radio-ontvangst in een auto verstoren (kraken in de radio). In dit geval vindt de storingsoverdracht plaats via de radiografische stralen die van de mobiele telefoon uitgaan. Voor de elektromagnetische comptabiliteit van elektrische apparaten, die stralen moeten uitzenden (mobiele telefoon), gelden er andere regels dan bij apparaten die geen stralingen hoeven uit te zenden (boormachine). SMA Solar Technology AG 2/8

3 Elektromagnetische compatibiliteit (EMC) 2 Elektromagnetische compatibiliteit (EMC) Ieder ingeschakeld apparaat is altijd omgeven door het eigen elektromagnetische veld en kan daarmee ook andere elektrische apparaten beïnvloeden. Deze storingen kunnen worden overgedragen via het stopcontact en de bedrading. Het vermogen van een apparaat om naar tevredenheid in een elektromagnetische omgeving te functioneren, zonder daarbij zelf elektromagnetische storingen te veroorzaken, die andere apparaten in hun functioneren beperken, wordt EMC genoemd. Om het mogelijk te maken dat veel elektrische apparaten in elkaars omgeving kunnen functioneren, mogen deze enerzijds geen grotere storingen veroorzaken (storingsemissie) en moeten anderzijds ook in bepaalde mate storingen kunnen verdragen (storingsimmuniteit). De belangrijkste eisen die hiervoor aan apparaten worden gesteld zijn geregeld in de EMC-richtlijn (2004/108/EG en EMC-wetgeving). 2.1 Indeling op basis van de EMC-richtlijn Om recht te doen aan de verschillende eisen, worden de apparaten op basis van hun werking en plaats van gebruik onder andere ingedeeld in de volgende klassen. Woongebieden: voor apparaten in woongebieden worden hogere eisen gesteld aan de storingsemissie. Hier wordt slechts een geringe emissie toegestaan. Aan de andere kant worden er weer lagere eisen gesteld aan de storingsimmuniteit. Voorbeeld: huishoudelijke apparatuur (wasmachine, stofzuiger, televisie, radio) en kleine fotovoltaïsche omvormers (bijvoorbeeld een Sunny Boy). Industriële omgevingen of zendmasten: in verband met hun functie is hier een hogere stralingsemissie of draadgebonden emissie nodig en ook toegestaan. In deze sterker gestoorde omgeving worden echter hogere eisen gesteld aan de storingsimmuniteit. Voorbeeld: zendmasten voor radio en mobiele telefonie, industriële installaties en omvormers in centrales 2.2 Verplichtingen en controle Met de verplichte CE-markering gelden er binnen de EU overal dezelfde EMC-eisen. In Duitsland wordt de naleving hiervan gecontroleerd door de Bundesnetzagentur (Duits agentschap voor netwerken). De fotovoltaïsche omvormers van SAM Solar Technologie AG voldoen aan de strengste, voor de CE-markering relevante EMC-mormen van de groep DIN EN SMA Solar Technology AG 3/8

4 3 De elektromagnetische omgevingscomptabiliteit betreft de invloed van elektromagnetische velden op de omgeving en in het bijzonder op mensen. Deze negatieve invloed wordt in het dagelijks taalgebruik ook wel elektrosmog genoemd. Elektromagnetische velden van elektrische apparaten en levende menselijke lichamen kunnen zowel positieve als negatieve effecten hebben. Bij de prikkelstroomtherapie bijvoorbeeld bevordert stroom de genezing door de groei van spiercellen te stimuleren. Bij EEG (elektro-encefalograie) of ECG (elektrocardiografie) kan de elektrische activiteit van de hersenen of de hartspier worden gemeten met elektroden. Bovendien hebben ook natuurlijke velden, zoals het aardmagneetveld of de elektrostatisch geladen atmosfeer een continue uitwerking op ons. Aangezien elektromagnetische velden sterk afnemen, wanneer ze zich van hun bron verwijderen, vormen bronnen die dicht bij het lichaam worden gebruikt, zoals een mobiele telefoon of stoelverwarming, een hoger risico op nadelige gevolgen voor de gezondheid. In zijn aanbeveling van 12 juli 1999 heeft de raad een EG-richtlijn vastgesteld "betreffende de beperking van de blootstelling van de bevolking aan elektromagnetische velden (0 Hz GHz)": "De bevolking in de Gemeenschap moet worden beschermd tegen bewezen nadelige gevolgen voor de gezondheid van blootstelling aan elektromagnetische velden." Met het oog op een gevreesd gezondheidsrisico wordt hierbij een onderscheid gemaakt tussen ioniserende en niet-ioniserende stralen. Ioniserende stralen Deze wijzigen (muteren) of vernietigen lichaamcellen ofwel de celkernen ervan. Hierdoor bestaat er een verhoogd risico op kanker. Voorbeelden: ultraviolette C-stralen (zon en zonnebanken) röntgenstralen (ook oude tv-buizen) radioactieve stralen kosmische stralen (bijvoorbeeld bij langeafstandsvluchten) Niet-ioniserende stralen Niet-ioniserende stralen kunnen daarentegen geen kanker veroorzaken, maar kunnen de groei van bestaande kanker bevorderen of tegengaan. Centraal staat het frequentiebereik tot 300 GHz, dat een lage kwantumenergie bevat en zeker nog onder de niet-ioniserende stralen valt. Opmerking over de frequentiegegevens: 1 GHz = 1000 MHz = 1E9 Hz = 1 mld. Hz Voorbeelden: magnetron mobiele telefoon radio stoelverwarming SMA Solar Technology AG 4/8

5 3.1 Eigenschappen van niet-ioniserende stralen Uitwerkingen 1. Veroorzaken lichaamselektriciteit tot enkele khz of MHz (bijvoorbeeld zenuwirritaties of reflexstoringen) De beoordeling vindt lokaal op het lichaam plaats door de bepaling van de stroomdichtheid (stroom/oppervlak in ampère/m²). Deze meting is nauwkeuriger dan de meting van de totale elektriciteit. 2. Opwekking van lichaamsopwarming door absorptie van veldenergie met een hoge frequentie. Dit beïnvloedt bijvoorbeeld de celgroei en kan leiden tot de stolling van eiwitten. Deze beoordeling vindt lokaal op het lichaam plaats door de bepaling de warmtestroomdichtheid (stroom/oppervlak in watt/m²). In koude omgevingen of bij sportactiviteiten kan het lichaam tot wel 5 C temperatuur verwerken en reguleren (trillen, zweten). Volgens actuele wetgeving mag de opwarming van het lichaam niet duurzaam (> 6 min.) een temperatuurverschil van 0,1 C overschrijden. 3. Elektro-overgevoeligheid Dit punt is onderwerp van een controverse discussie, aangezien de oorzakelijke verbanden noch eenduidig kunnen worden weerlegd, noch eenduidig kunnen worden aangetoond. Elektro-overgevoelige mensen vrezen echter een verstoring van hun hormoonhuishouding en vegetatieve functies (bijvoorbeeld de bloeddruk) met gevolgen als slaapstoornissen of een verzwakt immuunsysteem. SMA Solar Technology AG 5/8

6 Grenswaarden Wereldwijd worden er deels zeer uiteenlopende "aanbevelingen" of grenswaarden gegeven met betrekking tot de stralingsemissie van elektrische apparaten. Zowel de stroomdichtheid als het specifieke absorptievermogen van het lichaam kunnen nauwelijks of slechts aan de hand van kunstmatige lichaamsmodellen worden gemeten. Toch zijn er centrale basisgrenswaarden: voor direct meetbare veldsterktes (zonder aanwezigheid van mensen) gelden zogenaamde afgeleide grenswaarden. De omrekening van deze waarden is sterk afhankelijk van de frequentie, de lichamelijke eigenschappen (weefsel, vet, spieren e.d.) en de en de reëel bestaande veld-inhomogeniteit (ongelijkmatigheid) en dat bemoeilijkt exacte uitspraken. Er bestaan wel afzonderlijke richtwaarden voor de "algemeenheid", de "werkplek" enz. Hieronder zijn de voor de "algemeenheid" geldende basisgrenswaarden weergegeven voor een "stroomdichtheid van het lichaam" tot 10 MHz en de daarvan afgeleide grenswaarde voor de "elektrische stralingsdichtheid" tot 300 GHz. Deze zijn gebaseerd op aanbeveling van de Raad van de EU 1999/519/EG, samen met de equivalente aanbevelingen van de bouwbiologen (Weens voorzorgniveau van 2000) en de natuurlijke en typische voorbeeldwaarden uit het dagelijks leven. risico bij elektrische schok lichaamsstromen natuurlijke verschijnselen aanbevolen grenswaarde Raad van de EU grenswaarde bouwbiologen belastingbereik van verschillende apparaten SMA Solar Technology AG 6/8

7 risico op oververhitting van het lichaam natuurlijke verschijnselen belastingbereik van verschillende apparaten aanbevolende grenswaarde Raad van de EU grenswaarde Weens voorzorgniveau grenswaarde DIN EN bij 3 m afstand (apparaatspecifieke norm) Deze samenstelling heeft niet de aanspraak absoluut exact of volledig te zijn, maar is gebaseerd op exemplarische meet- en ervaringsgegevens, bijvoorbeeld uit de literatuur (LfAS "Elektromagnetische Felder am Arbeitsplatz" [Elektromagnetische velden op de werkplek], G. Bopp (ISE) "Verursachen PV-Anlagen Elektrosmog?" [Veroorzaken fotovoltaïsche installaties elektrosmog?). In uitzonderingsgevallen kunnen deze waarden de gemarkeerde bereiken ook enigszins over- of onderschrijden. 3.2 Stralingsgedrag van SMA-omvormers Fotovoltaïsche omvormers van SMA Solar Technology (bijvoorbeeld "Sunny Boy" of "Sunny Mini Central") werken alleen overdag en worden niet "gebruikt" in de buurt van het lichaam. De optioneel leverbare, draadloze communicatie zendt slechts zelden gegevenspakketten uit en wanneer dat gebeurt, slechts met een zeer laag vermogen. Bij transformatorloze fotovoltaïsche omvormers overlapt het potentiaal van de fotovoltaïsche generator weliswaar de netspanning, maar kan desondanks toch worden gelijkgesteld aan een normale stroomkabel. Alles bij elkaar genomen gedragen zich de verschillende soorten fotovoltaïsche omvormers niet anders dan andere typische elektronische en huishoudelijke apparaten. Fotovoltaïsche omvormers van SMA Solar Technology beperken bovendien alle mogelijke storingsemissies door de schakeltechnische vermijding van stromen met een hoge frequenties, het gebruik van filters en geaarde metalen behuizingen. SMA Solar Technology AG 7/8

8 Bovendien worden hoogfrequente storingsemissies bij de fotovoltaïsche omvormers en de aansluitleidingen ervan bij de productkwalificatie standaard gemeten. De omvormers Sunny Boy en Sunny Mini Central voldoen aan de strengste normatieve vereisten. De lage storingsemissie van de fotovoltaïsche omvormers van SMA Solar Technology is daarom ook bevestigd in talrijke tests door onafhankelijke laboratoria. Hieronder wordt de stralingsbelasting van enkele elektrische apparaten procentueel met elkaar vergeleken. De hoogte van de belasting wordt berekend aan de hand van de analyse van eerder afgebeelde diagrammen. Een lage belasting vormt daarbij een aanmerkelijk lager risico dan bijvoorbeeld een gemiddelde belasting. Twee gemiddelde belastingen kunnen echter niet zonder meer met elkaar worden vergeleken, wanneer de oorzaak ervan (het elektrische apparaat) verschillend is. In dat geval verschillen namelijk ook uitwerkingen. SMA Solar Technology AG 8/8