9.3 Blitz- und Überspannungsschutz für PV-Anlagen und Solarkraftwerke

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1 .3 Blitz- und Überpannungchutz für PV-Anlagen und Solarkraftwerke.3. Blitz- und Überpannungchutz für PV-Anlagen Auf dem Sektor der Photovoltaik (PV) nimmt inzwichen Deutchland eine führende Rolle auf dem Weltmarkt ein. In den letzten vier Jahren hat ich der deutche PV-Markt nach UVS (Unternehmenvereinigung Solarwirtchaft e. V.)-Angaben verzehnfacht. Aufgrund der garantierten Lebendauer der PV- Generatoren von 20 Jahren und deren exponierten Auftellorten owie der enitiven Elektronik de Wechelrichter, it ein wirkamer Blitz- und Überpannungchutz zwingend erforderlich. Nicht nur Haubeitzer entcheiden ich für eine PV-Anlage auf ihrem Haudach, ondern auch private Betreibergeellchaften invetieren immer häufiger in Gemeinchaftanlagen, die auf großflächigen Dächern auf Verkehrbauten oder nicht genutzten Freiflächen errichtet werden. Aufgrund de großen Flächenbedarf de PV-Generator ind PV-Anlagen bei Gewittern beonder tark durch die Wirkung von Blitzentladungen gefährdet. Urachen von Überpannungen in PV-Anlagen ind induktive oder kapazitive eingekoppelte Spannungen infolge von Blitzentladungen owie Gewitterüberpannungen und Schalthandlungen auf dem vorgelagerten Wecheltromnetz. Blitzbedingte Überpannungen in der PV-Anlage können zu Schäden an PV-Modulen und Wechelrichtern führen. Die kann chwerwiegende Folgen für den Betrieb der Anlage nach ich ziehen. Zum einen chlagen hohe Reparaturkoten, z. B. die de Wechelrichter zu Buche, zum anderen kann der Anlagenaufall zu erheblichen Ertragminderungen und damit zu Gewinneinbußen für den Anlagenbetreiber führen. Notwendigkeit de Blitzchutze Generell it bei der Errichtung von PV- Anlagen zu untercheiden, ob die Errichtung auf einem Gebäude mit oder ohne Blitzchutz erfolgt. Für öffentliche Gebäude, wie z. B. Verammlungtätten, Schulen, Krankenhäuer, fordern die Bauordnungen der Länder au Sicherheitgründen Blitzchutzanlagen. Dabei wird in bauliche Anlagen unterchieden, bei denen nach ihrer Lage, Bauart oder Nutzung ein Blitzeinchlag leicht eintreten oder zu chweren Folgen führen kann. Solche chutzbedürftigen baulichen Anlagen ind mit einer dauernd wirkamen Blitzchutzanlage zu verehen. Bei privaten, nicht öffentlich genutzten Gebäuden wird oftmal auf Blitzchutzmaßnahmen verzichtet. Die gechieht teil au Kotengründen aber auch au nicht vorhandener Senibilität gegenüber dem Thema. Wurde al Standort für ein PV-Anlage ein Gebäude ohne Äußeren Blitzchutz augewählt, ergibt ich die Frage, ob nicht mit der nachträglichen Errichtung de Solargenerator auf dem Dach, Blitzchutzmaßnahmen für die geamte bauliche Anlage zu treffen ind. Nach dem aktuellen Stand der wienchaftlichen Erkenntnie erhöht die Intallation von PV-Modulen auf Gebäuden nicht da Riiko eine Blitzeinchlag, o da die Forderung nach Blitzchutzmaßnahmen nicht unmittelbar durch da Vorhandenein einer PV- Anlage abgeleitet werden kann. Jedoch kann e zu einer erhöhten Gefährdung der elektrichen Einrichtungen de Gebäude bei einem Blitzeinchlag kommen. Die it darin begründet, da durch die Leitungführung der PV-Leitungen innerhalb de Gebäude in vorhandenen Steigchächten und Kabeltraen hohe feld- und leitunggebundene Störungen durch Blitztröme enttehen. Dehalb it e notwendig da Schadenriiko durch Blitzeinchlag abzuchätzen und die darau reultierenden Ergebnie bei der Planung zu berückichtigen. So bietet DIN V VDE V Verfahren und Daten zur Berechnung de Schadenriiko bei Blitzeinchlägen in bauliche Anlagen und zur Auwahl von Blitzchutzmaßnahmen. E werden vier Schutzklaen unterchieden, deren Wirkamkeit von Schutzklae IV nach I zunimmt. Darüber hinau liefert die Riikoabchätzung auch Ergebnie dazu, ob zuätzliche Überpannung- Schutzmaßnahmen zu ergreifen ind, um ein akzeptable Schadenriiko für die Anlage zu erhalten. Da da Verfahren zur Riikoanalye ehr komplex angelegt und aufwändig it, hat der Verband der Sachvericherer (VdS) in der VdS-Richtlinie 200 Riikoorientierter Blitz- und Überpannungchutz für Objekte die Riikoabchätzung au der DIN V VDE V aufgegriffen und führt Blitzchutzmaßnahmen für bauliche Anlagen au Sicht der Vericherungwirtchaft auf. In dieer Richtlinie werden in Tabelle 3 in vereinfachter Weie Schutzklaen und Überpannung-Schutzmaßnahmen Objekten zugeordnet. So führt diee Richtlinie auch Gebäude mit alternativen Energieverorgunganlagen, wie z. B. Gebäude mit einer PV-Anlage (> 0 kw) auf. Demnach ind für olche Objekte die Schutzklae III al Mindetanforderung für einen Äußeren Blitzchutz anzuetzen. Zuätzlich werden Überpannung-Schutzmaßnahmen gefordert. Nach DIN V VDE V 000 Teil 72 ollte ein Überpannungchutz in der Pluund Minu-Leitung de PV-Generator intalliert werden. Zuammenfaend müen bei der Errichtung einer PV-Anlage folgende geltende Normen und Richtlinien berückichtigt werden: DIN V VDE V 085 E DIN IEC 6/23/CD (VDE 000 Teil 72): VdS 200 PV-Anlagen auf Gebäuden ohne Blitzchutzanlage In Bild.3.. it da Überpannungchutz-Konzept für eine PV-Anlage auf einem Gebäude ohne Blitzchutzanlage gezeigt. Mögliche Einatzorte der Überpannung-Schutzgeräte können hierbei ein: Generatoranchaltkaten DC-Eingang de Wechelrichter 230V-Seite de Wechelrichter Die Betriebpannung der Überpannung-Schutzgeräte it o zu wählen, da ie etwa höher liegt al die an einem kalten Wintertag bei maximaler Eintrahlung zu erwartende Leerlaufpannung de Solargenerator. Die Überpannung-Schutzgeräte gibt e in unterchiedlichen Auführungformen und Bemeungpannungen (Tabelle.3..). Auch für Generatorpannungen bi 000 V DC ind pezielle Überpannung-Schutzgeräte verfügbar. Diee Überpannung-Schutzgeräte der DEHNguard Y PV-Familie ind mit potentialfreien Kontakten zur zentralen Überwachung de Betriebzutande erhältlich. Aufwendige Überprüfungen der Schutzeinrichtungen nach Gewittern können dann vermieden werden. Fall ein Generatoranchaltkaten, wie in Bild.3.. gezeigt, vorhanden it, o ind in dieem zum Schutz der PV- Module Überpannung-Schutzgeräte vorzuehen. Überpannung-Schutzmaßnahmen ind immer nur lokal wirkam, o auch die zum Schutz der PV- Module. Andere Komponenten de PV- Sytem, inbeondere die PV-Wechelrichter, die durchau einige Meter vom BLITZPLANER 6

2 L+ L- Generatoranchlukaten (fall vorhanden) DC-Freichalttelle DG Y PV... (FM) * DG Y PV... (FM) * zum PV-Modul-Getell a TT-Sytem 230 V AC Wechelrichter AC L DC 3 N PE DG TT 230 (FM) b TN-Sytem 230 V AC Wechelrichter AC L DC 2 N PE DG TN 230 (FM) PV-Ableiter * (Typ entprechend der PV- Generatorleerlaufpannung nach Tabelle.3.. auzuwählen) Bild.3.. Prinzipchaltbild Überpannungchutz für eine PV-Anlage auf einem Gebäude ohne Äußeren Blitzchutz a) TT-Sytem 230 V AC b) TN-Sytem 230 V AC a Bild.3..2 PV-Module im Schutzbereich von Fangtangen unter Berückichtigung de Trennungabtande Generatoranchaltkaten entfernt montiert ein können, ind ebenfall mit Überpannung-Schutzgeräten am Gleichpannungeingang de jeweiligen Wechelrichter zu bechalten. E werden dabei Überpannung- Schutzgeräte de gleichen Typ wie im Generatoranchaltkaten montiert. Ebenfall it die Wechelpannung- Seite de Wechelrichter mit Überpannung-Schutzgeräten (iehe Tabelle.3.2) auzurüten. Dabei ind die Vorgaben nach VDE 000 Teil 53 zu beachten. Eine Möglichkeit zur Reduzierung der induzierten Querpannung in der DC- Hauptleitung beteht darin, die Hinund Rückleitung der einzelnen Generatortränge dicht beieinander zu verlegen. Die Verwendung gechirmter Generatorhauptleitung wird ebenfall empfohlen. PV-Anlage auf Gebäude mit Blitzchutzanlage Der ordnunggemäße Zutand de Blitzchutzytem it durch vorhandene Prüfprotokolle oder durch Wiederholungprüfung zu belegen. Werden bei der Prüfung de Blitzchutzytem Mängel am Äußeren Blitzchutz fetgetellt (z. B. tarke Korroion, lockere und loe Klemmverbindungen), o hat der Errichter der PV-Anlage die Pflicht den Gebäudeeigentümer auf diee Mängel chriftlich hinzuweien. Der Aufbau der PV-Anlage auf der Dachfläche hat unter der Berückichtigung de betehenden Äußeren Blitzchutze zu erfolgen. Dabei it die PV-Anlage zum Schutz vor einem direkten Blitzchlag o zu intallieren, da ich diee im Schutzbereich de Äußeren Blitzchutze befindet (Bild.3..2). Durch geeignete Fangeinrichtungen, wie z. B. Fangtangen, können direkte Blitzeinchläge in die PV-Module verhindert werden. Die notwendigen, eventuell zuätzlich zu montierenden Fangtangen ind o anzuordnen, da ie mit ihrem Schutzraum einen Direkteinchlag in da PV-Modul verhindern und anderereit dabei keinen Kernchatten auf die Module werfen. Diee Fangeinrichtungen werden dann mit den bereit vorhandenen verbunden, um o die Anbindung an die Ableitungeinrichtung und Erdunganlage zu erhalten. Zu beachten it, da zwichen den PV- Komponenten und Metallteilen wie Blitzchutzanlagen, Dachrinnen, Dachfenter, Solarkollektoren oder Antennenanlagen ein Trennungabtand nach DIN V VDE V eingehalten werden mu (Bild.3..3). Der Trennungabtand it nach DIN V VDE V zu berechnen. Kann au montagetechnicher Sicht der Trennungabtand nicht eingehalten werden, mu an dieen Stellen eine direkte leitfähige Verbindung zwichen dem Äußeren Blitzchutz und den metallenen PV- Komponenten vorgeehen werden. In allen anderen Fällen it eine direkte Verbindung zwichen dem Äußeren Blitzchutz und den metallenen PV- Komponenten unbedingt zu vermeiden. In Bild.3.. it da Überpannungchutz-Konzept für eine PV-Anlage auf einem Gebäude mit Blitzchutzanlage gezeigt. Mögliche Einatzorte der Überpannung-Schutzgeräte können hierbei ein: Generatoranchaltkaten DC-Eingang de Wechelrichter 230 V-Seite de Wechelrichter NSHV-Einpeiung 70 BLITZPLANER

3 Schnellübericht DEHNguard Y PV Bemerkung Typ Mittelpunkt- Mittelpunkt- Erdfreie (S.-Nr., Art.-Nr.) erdung am erdung am Syteme Solargenerator Wechelrichter ohne Fernmeldekontakt 500 V DC 350 V DC 350 V DC keine Lecktröme DG Y PV 275 der Varitoren S.-Nr. 373 gegen Erde Art.-Nr /S mit keine Beeinfluung Fernmeldekonakt der Iolationüber- DG Y PV 275 FM wachungeinrichtung S.-Nr. 03 Art.-Nr /S ohne Fernmeldekontakt 600 V DC 20 V DC 20 V DC DG Y PV 320 S.-Nr. 38 Art.-Nr /S mit Fernmeldekonakt DG Y PV 320 FM S.-Nr. 0 Art.-Nr /S ohne Fernmeldekontakt 000 V DC 000 V DC 000 V DC Fehlerreitente DG Y PV 000 Y-Schutzbechaltung Art.-Nr vermeidet Schädimit gung de Überpan- Fernmeldekonakt nung-schutzgeräte DG Y PV 000 FM bei Iolationfehler im Art.-Nr Generatortromkrei Trotz hoher Bemeungpannung Beherrchung der Luftund Kriechtrecken Tabelle.3.. Auwahltabelle Überpannungchutz für Gleichpannung-Syteme Im Bild Schutz für... Schutzgeräte Art.-Nr..3.. und Bild.3.. Nr. 2 3 Wecheltrom TN-Sytem Wecheltrom TT-Sytem Tabelle.3..2Überpannung-Schutzgeräte für Wecheltrom-Syteme ohne Fernmeldekontakt DEHNguard DG TN mit Fernmeldekontakt DEHNguard DG TN 230 FM ohne Fernmeldekontakt DEHNguard DG TT mit Fernmeldekontakt DEHNguard DG TT 230 FM Im Bild Schutz für... Schutzgeräte Art.-Nr..3.. Nr. Tabelle.3..3 Drehtrom TN-C-Sytem DEHNventil DV TNC Drehtrom TN-S-Sytem DEHNventil DV TNS Drehtrom TT-Sytem DEHNventil DV TT Auwahl de Kombi-Ableiter entprechend der Sytemform Vor dem DC-Eingang de Wechelrichter wird die Generatorhauptleitung mit Überpannung-Schutzgeräten bechaltet. Die Betriebpannung der Überpannung-Schutzgeräte it o zu wählen, da ie etwa höher liegt al die an einem kalten Wintertag bei maximaler Eintrahlung zu erwartende Leerlaufpannung de Solargenerator (iehe Tabelle.3..). Der Einatz der Überpannung-Schutzgeräte vor dem DC- Eingang de Wechelrichter chützt dieen gegen zu hohe Spannungpitzen, die über den ungechirmten Generator auf die Generatorhauptleitung eingekoppelt werden können. Befindet ich die Gleichtromhauptleitung nicht im Schutzbereich der Fangeinrichtung, o müen zur Entlatung der Gleichtromhauptleitung und der eingeetzten Überpannung-Schutzgeräte Schirmungmaßnahmen getroffen werden. Der Schirm dieer Leitung mu toßtromtragfähig ein. Der BLITZPLANER 7

4 Kabelchirm mu owohl auf der Generatoreite mit dem Getell, wie auch vor dem DC-Eingang de Wechelrichter flächig und gut leitend mit Erde verbunden werden. Die Verwendung de gechirmten Kabel hat neben der Verringerung von Überpannungen de weiteren im Hinblick auf die EMV-Problematik (Antennencharakteritik der Generatorhauptleitung) den Vorteil, da die Abtrahlung elektromagneticher Störungen von der Generatorhauptleitung deutlich reduziert. Der Schirmquerchnitt ollte mindeten 6 mm 2 Cu ein, um den Belatungen der Blitzteiltröme tandzuhalten. Niederpannung-Einpeiung Weentlicher Betandteil eine Blitzchutzytem it der Blitzchutz-Potentialaugleich für alle von Außen in Gebäude eingeführten leitfähigen Syteme auzuführen. Die Forderungen de Blitzchutz-Potentialaugleich wird erfüllt durch den direkten Anchlu aller metallenen Syteme und indirekten Anchlu aller unter Betriebpannung tehenden Syteme über Blitztrom-Ableiter. Der Blitzchutz-Potentialaugleich oll möglicht nahe an der Eintritttelle der baulichen Anlage erfolgen, um ein Eindringen von Blitzteiltrömen in da Gebäude zu verhindern. Die Niederpannung-Einpeiung im Gebäude wird durch einen mehrpoligen Kombi- Ableiter mit Funkentreckentechnologie gechützt. Die Auwahl diee Schutzgeräte erfolgt entprechend de vorhandenen Verorgungytem (iehe Tabelle.3..3). Dieer Kombi- Ableiter vereint Blitztrom- und Überpannung-Ableiter in einem Gerät, kommt ohne Entkopplungdroel au und it al verdrahtungfertige Kompletteinheit für jede Niederpannungytem (TN-C, TN-S, TT) lieferbar. Bi zu Leitunglängen von 5m zwichen DEHNventil und Endgerät beteht aureichender Schutz ohne zuätzliche Schutzgeräte. Bei größeren Leitunglängen ind zuätzlich Überpannung-Schutzgeräte SPD Typ 2 oder 3 einzuetzen. Befindet ich der 230 V-Eingang de Wechelrichter nicht weiter weg al 5 m vom Einatzort de DEHNventil, o ind AC-eitig keine weiteren Schutzgeräte erforderlich. Bezüglich de Einatze von überpannung-chutzgeräten in Haupttromverorgungytemen it die 8 erchienene Richtlinie de VDEW Überpannung-Schutzeinrichtungen der Anforderungklae B Richtlinie für den Einatz in Haupttromverorgungytemen zu berückichtigen. Zuammenfaend die auzuführenden Maßnahmen: Integration de PV-Generator in den Äußeren Blitzchutz Verwendung gechirmter Generatorhauptleitungen Intallation von Überpannung- Schutzgeräten am DC-Eingang de Wechelrichter (iehe Tabelle.3..) a) Trennungabtand eingehalten Die Berechnung de Trennungabtande erfolgt gemäß DIN V VDE V b) Trennungabtand nicht eingehalten Direkte elektrich leitende Verbindung zwichen Äußerem Blitzchutz und PV-Modulrahmen Bild.3..3 Betrachtung de Trennungabtande Intallation von Überpannung- Schutzgeräten am AC-Eingang de Wechelrichter (iehe Tabelle.3..2) Intallation eine Kombi-Ableiter am Eingang der Niederpannung- Einpeiung zur Realiierung de Blitzchutz-Potentialaugleich (iehe Tabelle.3..3) L+ Generatoranchlukaten (fall vorhanden) gechirmte Leitungverlegung DC-Freichalttelle a TT-Sytem 230 V AC Wechelrichter AC L b TN-Sytem 230 V AC Wechelrichter AC L Stromverorgungytem 3x 230/00 V AC L- DG Y PV... (FM) * zum PV-Modul-Getell DG Y PV... (FM) * DC N 2 PE DG TT 230 (FM) DC N 3 PE DG TN 230 (FM) DV PV-Ableiter * (Typ entprechend der PV- Generatorleerlaufpannung nach Tabelle.3.. auwählen) Bild.3.. Prinzipchaltbild Überpannungchutz für eine PV-Anlage auf einem Gebäude mit Äußerem Blitzchutz a) TT-Sytem 230 V AC b) TN-Sytem 230 V AC 72 BLITZPLANER

5 Potentialaugleich PV-Generatoren ind wegen ihrer Anordnung vergleichbar mit Antennenanlagen. Au dieem Grund it e gerechtfertigt und angemeen, für die metallichen Kontruktionteile von PV-Generatoren ebenfall eine geeignete Erdung zu fordern. Zur icheren Vermeidung von Lichtbogen-Überchlägen zu anderen Intallationen oder Gebäudeteilen und zur Reduzierung von magnetichen Einkopplungen in andere Anlagen ollte die Potentialaugleichleitung vorzugweie außerhalb de Gebäude zur Erdunganlage geführt werden. Nachfolgende Entcheidungmatrizen ollen einen Überblick darüber geben, wann Überpannung-Schutzgeräte eingeetzt und der Potentialaugleich auzuführen it. Wechelrichter mit Trafo Wechelrichter mit Trafo Ja PV-Modul mit Schutzklae SK II Nein Potentialaugleich de PV-Getell wird empfohlen Einatz von Überpannung- Schutzgeräten wird empfohlen Potentialaugleich de PV-Getell notwendig Querchnitt de Potentialaugleichleiter = Querchnitt der DC-Hauptleitung mindeten 6 mm 2 (Cu) (DIN VDE 000 Teil 50, Tabelle ) Einatz von Überpannung-Schutzgeräten wird empfohlen Potentialaugleich de PV-Getell notwendig Querchnitt de Potentialaugleichleiter = Querchnitt der DC-Hauptleitung mindeten 6 mm 2 (Cu) (DIN VDE 000 Teil 50, Tabelle ) Einatz von Überpannung-Schutzgeräten wird empfohlen Tabelle.3.. Potentialaugleich für eine PV-Anlage auf Gebäuden ohne Äußeren Blitzchutz Im Schutzbereich der Fangtange Trennungabtand eingehalten Trennungabtand nicht eingehalten PV-Modul mit Schutzklae SK II Ja Nein Potentialaugleich Potentialaugleich Direkte elektrich de PV-Getell wird de PV-Getell leitende Verbindung mit empfohlen notwendig mindeten 6 mm 2 (Cu) zwichen Äußerem Querchnitt de Blitzchutz und Potentialaugleichleiter PV-Modulrahmen = Querchnitt der notwendig DC-Hauptleitung mindeten 6 mm 2 (Cu) Anlagenpezifiche (DIN VDE 000 Teil 50, Schutzkonzept Tabelle ) ertellen Einatz von Über- Einatz von Über- Einatz von Überpannung-Schutzge- pannung-schutzge- pannung-schutzgeräten wird empfohlen geräten wird empfohlen räten it notwendig Nicht im Schutzbereich der Fangeinrichtung Direkte elektrich leitende Verbindung mit mindeten 6 mm 2 (Cu) zwichen Äußerem Blitzchutz und PV-Modulrahmen notwendig Anlagenpezifiche Schutzkonzept ertellen Einatz von Überpannung- Schutzgeräten it notwendig Tabelle.3..5 Potentialaugleich für eine PV-Anlage auf Gebäuden mit Äußerem Blitzchutz BLITZPLANER 73

6 .3.2 Blitz- und Überpannungchutz für Solarkraftwerke Hinichtlich der Blitzchutzbedürftigkeit it bei einem derartigen komplexen Anlagentyp eine Riikoanalye durchzuführen. Da nachfolgende Beipiel bechreibt exemplarich die durchzuführenden Maßnahmen. Da da Verfahren zur Riikoanalye ehr komplex angelegt und aufwändig it, hat der Verband der Sachvericherer (VdS) in der VdS-Richtlinie 200 Riikoorientierter Blitz- und Überpannungchutz für Objekte die Riikoabchätzung au der DIN V VDE V aufgegriffen und führt Blitzchutzmaßnahmen für bauliche Anlagen au Sicht der Vericherungwirtchaft auf. Diee Richtlinie wurde bei dem nachfolgendem Beipiel mit herangezogen. Schutzziel it e, owohl da Betriebgebäude al auch da Modulfeld gegen Schäden durch Feuer (direkter Blitzeinchlag) und die elektrichen und elektronichen Syteme (Wechelrichter, Ferndiagnoeytem, Generatorhauptleitung) gegen die Wirkung de elektromagnetichen Blitzimpule (LEMP) zu chützen. Fangeinrichtung und Ableitungen Zum Schutz de PV-Modulfeld gegen Direktblitzeinchläge it e notwendig, die Solarmodule im Schutzbereich einer getrennten Fangeinrichtung anzuordnen. Für deen Planung wird nach der VdS-Richtlinie 200 für PV-Anlagen größer 0 kw Schutzklae III zugrundegelegt. Entprechend der Schutzklae und der Höhe der Fangtange wird mit dem Blitzkugel- und/oder Schutzwinkelverfahren ermittelt, wie viele Fangtangen und in welchem Abtand diee zu errichten ind. Die Fangeinrichtungen müen o angeordnet ein, da ie keinen Kernchatten auf die PV-Module werfen, da die ont zu Ertrageinbußen führt. Außerdem it darauf zu achten, da der Trennungabtand nach DIN V VDE V zwichen den PV-Traggetellen und den Fangtangen eingehalten wird. Ebenfall wird da gezeigte Betriebgebäude mit einem Äußeren Blitzchutz der Schutzklae III augerütet. Über Anchlufahnen erfolgt der Anchlu der Ableitungen an die Erdunganlage. Aufgrund der Korroiongefahr an der Autritttelle der Anchlufahnen au dem Erdreich oder Beton it diee korroionbetändig auzuführen (nichtrotender Stahl VA, Werkt.-Nr..57) oder bei Verwendung von verzinktem Stahl mit entprechenden Maßnahmen zu chützen (z. B. Denobinde oder Schrumpfchlauch). Erdunganlage Die Erdunganlage der PV-Anlage wird al Ringerder (Oberflächenerder) mit einer Mache 20 m x 20 m augeführt (Bild.3.2.). Die metallenen Traggetelle, auf denen die PV-Module befetigt ind, werden etwa alle 0 m an die Erdunganlage angebunden. Die Erdunganlage de Betriebgebäude it al Fundamenterder nach DIN 80 augelegt. Die Erdunganlage der PV- Anlage und die de Betriebgebäude ind miteinander über mindeten eine Leitung (30 x 3,5 mm Bandtahl VA, Werkt.-Nr..57 oder Stahl verzinkt) zu verbinden. Der Zuammenchlu der einzelnen Erdunganlagen verkleinert den Geamterdungwidertand. Durch die Vermachung der Erdunganlagen entteht eine Äquipotentialfläche, die die Spannungbeanpruchung der elektrichen Verbindungleitungen bei Blitzbeeinfluung zwichen PV-Modulfeld und Betriebgebäude deutlich reduziert. Die Oberflächenerder ind in mindeten 0,5 m Tiefe verlegt und die Machen ind mit Kreuzklemmen untereinander verbunden. Die Verbindungtellen im Erdreich ind mit einer Korroionchutzbinde zu umwickeln. Die gilt auch bei Verlegung von VA Bandtahl im Erdreich. Fangtange Generatoranchaltkaten Modulfeld Erdunganlage Machenweite 20 x 20 m DC-Leitung Betriebgebäude Bild.3.2. Überichtplan einer PV-Großanlage auf einer Freifläche Blitzchutz-Potentialaugleich Alle von Außen in da Betriebgebäude eingeführten leitfähigen Syteme müen grundätzlich in den Blitzchutz- Potentialaugleich einbezogen werden. Die Forderungen de Blitzchutz-Potentialaugleich wird erfüllt durch den direkten Anchlu aller metallenen Syteme und indirekten Anchlu aller unter Betriebpannung tehenden Syteme über Blitztrom-Ableiter. Der Blitzchutz-Potentialaugleich oll möglicht nahe an der Eintritttelle der baulichen Anlage erfolgen, um ein Eindringen von Blitzteiltrömen in da Gebäude zu verhindern. In dieem Fall (Bild.3.2.2), wird die Niederpannung-Einpeiung im Betriebgebäude durch einen mehrpoligen Kombi-Ableiter DEHNventil gechützt (iehe Tabelle.3.2.). Bezüglich de Einatze von Überpannung- Schutzgeräten in Haupttromverorgungytemen it die 8 erchienene Richtlinie de VDEW Überpannung- Schutzeinrichtungen der Anforderungklae B Richtlinie für den Einatz in 7 BLITZPLANER

7 Haupttromverorgungytemen zu berückichtigen. Überpannung-Schutzmaßnahmen der DC-Leitungen Aufgrund der Verlegung im Erdreich müen die DC-Leitungen de PV-Generator gegen Einkopplung von Blitzteiltrömen gechützt werden. Au dieem Grund werden die DC-Leitungen in einem Stahlpanzerrohr zwichen dem Generator und dem Betriebgebäude verlegt. Da Stahlpanzerrohr mu auf der Generatoreite, al auch am Einführungpunkt in da Gebäude mit der Erdunganlage verbunden werden. Die engmachige Auführung der Erdunganlage und die Verlegung der DC-Leitungen im Stahlpanzerrohr haben den Vorteil, da die Belatung de Gleichtromkabel durch Blitzteiltröme gering gehalten wird, o da der Einatz von Überpannung-Schutzgeräte SPD Typ 2 aureichend it. Um die Beanpruchung der Iolation im Inneren der Solarmodule im Falle eine Blitzchlage in die getrennte Fangeinrichtung zu reduzieren, kommen möglicht nahe am Solargenerator in einem Generatoranchaltkaten thermich überwachte Überpannung-Schutzgeräte zum Einatz. Für Generatorpannungen über 000 V DC, ind pezielle Überpannung-Schutzgeräte verfügbar (iehe Tabelle.3..). Zum Einatz kommt hier zum Beipiel der DG Y PV 000 mit der Art.-Nr In der Praxi hat e ich bewährt, Überpannung-Schutzgeräte mit potentialfreien Kontakten zur Signaliierung de Betriebzutande der thermichen Abtrennvorrichtung zu verwenden. Die Intervalle zwichen den turnumäßigen Vorort-Kontrollen der Schutzgeräte werden dadurch verlängert. Die Überpannung-Schutzgeräte in den Generatoranchaltkäten übernehmen lokal die Schutzfunktion für die PV- Module und tellen icher, da e aufgrund leitung- und feldgebundener Störungen zu keinen Funkenüberchlägen in die PV-Module kommt. Zum Schutz der Wechelrichter im zentralen Betriebgebäude, erfolgt der Einatz der Überpannung-Schutzgeräte direkt an den DC-Eingangklemmen de Wechelrichter. Namhafte Wechelrichterherteller rüten ihre Syteme dehalb oftmal bereit mit entprechenden geeigneten Überpannung-Schutzgeräten au. Im Bild Schutz für... Schutzgeräte Art.-Nr Nr. Tabelle.3.2. Drehtrom TN-C-Sytem DEHNventil DV TNC Drehtrom TN-S-Sytem DEHNventil DV TNS Drehtrom TT-Sytem DEHNventil DV TT Auwahl de Kombi-Ableiter entprechend der Sytemform Im Bild Schutz für... Schutzgeräte Art.-Nr Nr. 2 3 Netz- und Dateneingang NT PRO 0 58 eine NTBA Anlagen und Geräte BLITZDUCTOR der MSR-Technik mit BVT RS vieradriger Datenübertragung, z.b. RS 85 Buytem Windrichtunganzeiger, BLITZDUCTOR z. B. analoger Me- BCT MOD BE wertübertragung + Baiteil BCT BAS 506 bi 20 ma Umgebung- und BLITZDUCTOR Modultemperatur- BCT MOD BE Senor + Baiteil BCT BAS 506 Überpannung-Schutzmaßnahmen für informationtechniche Syteme Im Betriebgebäude befindet ich ein Ferndiagnoeytem, da zur einfachen und chnellen Funktionüberprüfung der PV-Anlagen dient. Störungen an der PV-Anlage können o frühzeitig vom Betreiber erkannt und behoben werden. Durch da Fernüberwachungytem it e möglich, da die Leitungdaten de Solargenerator tändig zur Verfügung tehen, um die Erträge der PV- Anlage zu optimieren. Wie in Bild gezeigt, werden über externe Senoren an der PV-Anlage Meungen der Windgechwindigkeit, Modultemperatur und Umgebungtemperatur durchgeführt. Diee Mewerte können direkt an der Erfaungeinheit abgeleen werden. Die Datenerfaungeinheit verfügt über Schnitttellen, wie RS 232 oder RS 85, an die ein PC und/oder Modem zur Fernabfrage und -wartung angechloen werden. Damit kann da Serviceperonal per Ferndiagnoe die Störungurache ermitteln und dann gezielt beeitigen. Da Modem in Bild it an da Netzabchlugerät (NTBA) eine ISDN-Baianchlu angechloen. Die im Bild gezeigten Meenoren für Windgechwindigkeit und Modultemperatur ind ebeno wie die PV- Module im einchlaggechützten Bereich montiert. Blitztröme treten damit auf den Meleitungen nicht auf, wohl aber leitunggebundene traniente Überpannungen, die durch Induktionwirkung bei Blitzeinchlägen in die getrennte Fangeinrichtung enttehen. Um eine ungetörte und fortlaufende Übertragung der metechnichen Daten an die Meeinheit jeder Zeit icherzutellen, it e notwendig, die in Gebäude eintretenden Senorleitungen über Überpannung-Schutzgeräte zu führen (Tabelle.3.2.2). Bei der Auwahl der Schutzgeräte it darauf zu achten, da keine Beeinträchtigung der Mewerte erfolgt. Die Weiterleitung der metechnichen Daten über da Fernmeldenetz per ISDN-Modem mu ebeno gewährleitet ein, damit eine tändige Kontrolle und Optimierung der Anlagenleitung vorgenommen werden kann. Hierzu wird die U k0 -Schnitttelle vor dem NTBA, an dem da ISDN- Modem angechloen it, mit einem Überpannung-Schutzadapter gechützt. Mit dieem Adapter it zuätzlich der Schutz der 230V-Verorgung de NTBA ichergetellt. Tabelle Überpannung-Schutzgeräte für Datenerfaung und -auwertung BLITZPLANER 75

8 Stahl-Tele- Blitzchutzmat Wechelrichter-Gebäude Generatoranchlukaten PV-Module ~ = Fundamenterder Bild Prinzipchaltbild Überpannungchutz für ein Solarkraftwerk NTBA Modem Bild Schutzkonzept für Datenerfaung und -auwertung ~ = 2 Medaten- Erfaungeinheit 3 76 BLITZPLANER