Erzeugungsanlagen am Niederspannungsnetz Was ist zu beachten

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1 Erzeugungsanlagen am Niederspannungsnetz Was ist zu beachten EnBW Informationsveranstaltung 2011 VDE Anwendungsregeln und ihre Auswirkungen auf die Technischen Anschlussbedingungen B. Schulze Bundesbeauftragter für das Normenwesen im

2 Wo kommt denn der Strom in Deutschland her?

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4 Rechtliche Grundlagen bei Arbeiten an elektrischen Anlagen für das Elektrotechniker-Handwerk

5 Gesetz über die Elektrizitäts ts- und Gasversorgung vom 7. Juli Anforderungen an Energieanlagen (1) Energieanlagen sind so zu errichten und zu betreiben, dass die technische Sicherheit gewährleistet ist. Dabei sind vorbehaltlich sonstiger Rechtsvorschriften die allgemein anerkannten Regeln der Technik zu beachten

6 Gesetz über die Elektrizitäts ts- und Gasversorgung vom 7. Juli 2005 (2) Die Einhaltung der allgemein anerkannten Regeln der Technik wird vermutet, wenn bei Anlagen zur Erzeugung, Fortleitung und Abgabe von 1. Elektrizität die technischen Regeln des Verbandes der Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik e. V. (VDE - Bestimmungen),. eingehalten worden sind

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8 VDE-Bestimmung DIN VDE 0100 (VDE 0100) Errichten von Niederspannungsanlagen Norm gilt für Stromkreise mit Nennspannung bis - Wechselspannungen V bei Frequenzen von 50 Hz, 60 Hz und 400 Hz oder - Gleichspannungen V

9 VDE-Bestimmung DIN VDE 0100 (VDE 0100) Errichten von Niederspannungsanlagen Schutz zum Erreichen der Sicherheit 1. Schutz gegen elektrischen Schlag (Teil 410) 2. Schutz gegen thermische Auswirkungen (Teil 420) 3. Schutz bei Überstrom (Teil 430) 4. Schutz bei Fehlerströmen (Teil 442) 5. Schutz bei Überspannungen und (Teil 443) 6. Maßnahmen gegen elektromagnetische Einflüsse (Teil 444) 7. Schutz bei Unterbrechung der Stromversorgung (Teil 450)

10 Erste Deutsche elektrotechnische Norm

11 VDE-Bestimmung DIN VDE 0100 (VDE 0100) Errichten von Niederspannungsanlagen Diese Norm gilt für die Planung, Errichtung und Prüfung neuer elektrischer Anlagen für: a) Wohnungsanwesen; b) Gewerbeanwesen; c) öffentliche Anwesen; d) Industrieanwesen; e) landwirtschaftliche und gartenbauliche Anwesen; f) Fertighäuser; g) Caravans, Campingplätze und ähnliche Plätze; h) Baustellen, Ausstellungen, Messen und andere vorübergehend errichtete Anlagen; i) Marinas; j) Beleuchtungsanlagen im Freien und ähnliche Anlagen; k) medizinisch genutzte Bereiche; l) bewegliche oder transportable elektrische Anlagen; m) Photovoltaikanlagen; n) Niederspannungs-Stromerzeugungsanlagen

12 VDE-Bestimmung DIN VDE 0100 (VDE 0100) VDE-Bestimmung DIN VDE 0100 (VDE 0100) Errichten von Niederspannungsanlagen Errichten von Niederspannungsanlagen Teil 712:Solar- Photovoltaik- (PV)- Stromversorgungssysteme

13 VDE-Bestimmung DIN VDE 0100 (VDE 0100) Errichten von Niederspannungsanlagen VDE : gilt für: 1. neu zu errichtende elektrische Anlagen, 2. die Erweiterung oder Änderung von elektrischen Anlagen 3. und ebenso von Teilen bestehender elektrischen Anlagen, die erweitert oder geändert werden. Keine Nachrüstpflicht in bestehenden Anlagen

14 Medienauswahl VDE-Anwendungsprogramm auf DVD DIN-VDE-Normen/-Entwürfe im Papier-Format Normen der Auswahl Elektrotechniker-Handwerk als Volltext im Internet

15 VDE-Auswahlreihe für f r das Elektrotechniker-Handwerk

16 VDE-Normen - Vorteile der elektronischen Nutzung NormenBibliothek mobil

17 DIN VDE (VDE ): Errichten von Niederspannungsanlagen Niederspannungsstromerzeugungseinrichtungen

18 DIN VDE (VDE ): ): Niederspannungsstromerzeugungseinrichtungen

19 DIN VDE (VDE ): ): Niederspannungsstromerzeugungseinrichtungen

20 DIN VDE (VDE ): ): Niederspannungsstromerzeugungseinrichtungen Anwendungsbeginn Anwendungsbeginn dieser Norm ist Daneben darf DIN VDE (VDE ): noch bis angewendet werden

21 DIN VDE (VDE ): ): Niederspannungsstromerzeugungseinrichtungen Diese Norm enthält die deutsche Übernahme des Europäischen Harmonisierungsdokuments HD : Cor.:2010 Errichten von Niederspannungsanlagen Teil 5-55: Auswahl und Errichtung elektrischer Betriebsmittel Andere Betriebsmittel Abschnitt 551: Niederspannungsstromerzeugungseinrichtungen, das die Internationale Norm IEC :2001/A2:2008, modifiziert Low-voltage electrical installations Part 5-55: Selection and erection of electrical equipment Other equipment Clause 551: Lowvoltage generating sets mit gemeinsamen Abänderungen von CENELEC enthält. Das Corrigendum:2010 ergänzt das HD :2010 um die Besonderen Nationalen Bedingungen für Deutschland (siehe Anhang ZB)

22 DIN VDE (VDE ): ): Niederspannungsstromerzeugungseinrichtungen Änderungen Gegenüber DIN VDE (VDE ): wurden folgende wesentliche Änderungen vorgenommen: Art der Stromerzeugungseinrichtung erweitert; zusätzliche Anforderungen für Stromerzeugungsanlagen beim Parallelbetrieb mit anderen Stromversorgungsquellen; Anforderungen für den Anschluss von Stromversorgungsanlagen an öffentliche Stromverteilungsnetze; Besondere Nationale Bedingungen (D, NL) ergänzt

23 DIN VDE (VDE ): ): Niederspannungsstromerzeugungseinrichtungen Anwendungsbereich Allgemeine Anforderungen Schutz durch Kleinspannung mittels SELV o. PELV Fehlerschutz (Schutz bei indirektem Berühren) Schutz bei Überstrom Zusätzliche Anforderungen für Anlagen, bei denen die Stromerzeugungseinrichtung eine umschaltbare Versorgungsalternative zur allgemeinen Stromversorgung der Anlage darstellt Zusätzliche Anforderungen für Anlagen, bei denen ein Parallelbetrieb der Stromerzeugungseinrichtung mit anderen Stromquellen einschließlich einem Stromverteilungsnetz zulässig ist Anforderungen für Anlagen mit ortsfesten Batterien

24 DIN VDE (VDE ): ): Niederspannungsstromerzeugungseinrichtungen Anwendungsbereich Dieser Abschnitt legt die Anforderungen für die Auswahl und Errichtung von Niederspannungs- und Kleinspannungsstromerzeugungseinrichtungen fest, die dafür vorgesehen sind, eine Gesamtanlage oder einen Teil davon, entweder dauerhaft oder zeitweilig zu versorgen. Er enthält weiterhin Anforderungen für die Stromversorgungen folgender Anlagen: Stromversorgung einer Anlage, die nicht an ein Stromverteilungsnetz angeschlossen ist; Stromversorgung einer Anlage als Alternative zum Stromverteilungsnetz; Stromversorgung einer Anlage parallel zum Stromverteilungsnetz; geeignete Kombinationen der oben aufgeführten Stromversorgungen. Für Niederspannungsstromerzeugungseinrichtungen, die mit dem Niederspannungsnetz verbunden werden, sind zusätzlich die Anforderungen des Netzbetreibers zu berücksichtigen

25 DIN VDE (VDE ): ): Niederspannungsstromerzeugungseinrichtungen Es werden Stromerzeugungseinrichtungen mit folgenden Energiequellen berücksichtigt: Verbrennungsmotoren; Turbinen; Elektromotoren; photovoltaische Zellen (hier gilt auch DIN VDE (VDE )); Akkumulatoren (Batterien) (hier gilt auch DIN EN (VDE )); weitere geeignete Energiequellen. ANMERKUNG Stationäre Brennstoffzellen Energiesysteme siehe DIN EN (VDE );; Windenergieanlagen siehe Normen der Reihe DIN EN (VDE 0127)

26 DIN VDE (VDE ): ): Niederspannungsstromerzeugungseinrichtungen Stromerzeugungseinrichtungen für folgende Anwendungen werden berücksichtigt: Stromversorgung für dauerhaft errichtete Anlagen; Stromversorgung für vorübergehend errichtete Anlagen; Stromversorgung für ortsveränderliche Betriebsmittel, die nicht mit einer dauerhaft errichteten Anlage verbunden sind; Stromversorgung für ortsveränderliche Baueinheiten (hier gilt auch DIN VDE (VDE ))

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28 Plug&Play Stecken Sie die Solarmodule einfach zusammen und verbinden Sie die Solaranlage mit der nächstgelegenen Steckdose im Haus

29 DIN VDE (VDE ): ): Niederspannungsstromerzeugungseinrichtungen Eine Stromerzeugungseinrichtung, die als zusätzliche Stromquelle im Parallelbetrieb mit einer anderen Stromquelle vorgesehen ist, muss errichtet werden: auf der Versorgungsseite aller Schutzeinrichtungen für die Endstromkreise der Anlage, oder auf der Lastseite aller Schutzeinrichtungen für einen Endstromkreis der Anlage, jedoch müssen in diesem Fall alle folgenden Anforderungen zusätzlich erfüllt werden: i) die Leiter der Endstromkreise müssen folgende Anforderung erfüllen: Iz In + Ig dabei ist Iz die Strombelastbarkeit der Leiter des Endstromkreises In der Bemessungsstrom der Schutzeinrichtung des Endstromkreises Ig der Bemessungsausgangsstrom der Stromerzeugungseinrichtung; und

30 DIN VDE (VDE ): ): Niederspannungsstromerzeugungseinrichtungen ii) eine Stromerzeugungseinrichtung darf nicht mittels eines Steckers und einer Steckdose mit dem Endstromkreis verbunden werden; und iii) eine Fehlerstrom-Schutzeinrichtung (RCD) in Übereinstimmung mit Abschnitt 411 oder 415 von DIN VDE (VDE ): , vorgesehen für den Schutz des Endstromkreises, muss alle aktiven Leiter einschließlich dem Neutralleiter, unterbrechen; und iv) Außenleiter und Neutralleiter von Endstromkreisen der Stromerzeugungseinrichtung dürfen nicht hinter der Schutzeinrichtung des Endstromkreises mit Erde verbunden werden

31 DIN VDE (VDE ): ): Niederspannungsstromerzeugungseinrichtungen Mit Ausnahme von unterbrechungsfreien Stromversorgungen, die zur Versorgung von bestimmten Betriebsmitteln in einem Endstromkreis eingesetzt werden, müssen Stromerzeugungseinrichtungen auf der Versorgungsseite aller Schutzeinrichtungen der Endstromkreise angeschlossen werden

32 Ergänzung zur TAB 2007 Ergänzung zur TAB 2007 Technische Anschlussbedingungen für den Anschluss an das Niederspannungsnetz (TAB 2007) Ausgabe: Juli 2007 Umsetzung des 33 Abs. 2 EEG 2009 und des 4 Abs. 3a KWK-G 2009 zum 1. Januar 2009: Auswirkungen auf Zählerplatz und Messung Ausgabe: Oktober

33 4 Technische Ausführung Eine sichere und störungsfreie Stromversorgung sowie die Einhaltung der technischen Mindestanforderungen sind gewährleistet, wenn: die Erzeugungsanlage so angeschlossen und betrieben wird, dass die technische Sicherheit nach DIN VDE 0100 gegeben ist. Dies setzt den Anschluss der Erzeugungsanlage an einen Verteilungsstromkreis (siehe DIN VDE ) voraus; Der Anschluss an einen Endstromkreis ist nicht zulässig

34 Einspeisung in Endstromkreise 16 A B16 ohne Einspeisung: I b I n I z mit Einspeisung: I n I z (I g1 +I g2 + ) I g1 =3 A I g2 = 3 A ab 22 A entsteht ein Brand!!! Leitungsüberlastung Steckdosenüberlastung

35 DIN VDE (VDE ): ): Niederspannungsstromerzeugungseinrichtungen Bei Einspeisung in ein Stromverteilungsnetz müssen die besonderen Anforderungen des Netzbetreibers berücksichtigt werden. Siehe VDE Anwendungsregel VDE-AR-N 4105 Erzeugungsanlagen am Niederspannungsnetz Technische Mindestanforderungen für Anschluss und Parallelbetrieb von Erzeugungsanlagen am Niederspannungsnetz

36 DIN VDE (VDE ): ): Niederspannungsstromerzeugungseinrichtungen Wenn eine Stromerzeugungseinrichtung für den Parallelbetrieb mit dem Stromverteilungsnetz vorgesehen ist, sind Mittel vorzusehen, die ein Trennen der Stromerzeugungseinrichtung vom Stromverteilungsnetz ermöglichen. Die Zugänglichkeit dieser Trenneinrichtungen muss den nationalen Regeln und den Anforderungen des Netzbetreibers entsprechen

37 VDE : Solar-Photovoltaik- (PV)-Stromversorgungssysteme

38 VDE 0100 Teil 712: Solar-Photovoltaik (PV) Stromversorgungssysteme

39 VDE 0100 Teil 712: Solar-Photovoltaik (PV) Stromversorgungssysteme 1. Vorausgegangener Norm-Entwurf: E DIN IEC 64/1123/CD (VDE ): IEC :2002, modifiziert 3. HD : Corrigendum: Neuer Entwurf VDE :

40 E DIN IEC (VDE ): Photovoltaik (PV) Stromversorgungssysteme

41 E DIN IEC (VDE ): Photovoltaik (PV) Stromversorgungssysteme Anwendungsbereich Dieser Teil ist für PV-Systeme anzuwenden die vorgesehen sind, um entweder dauernd oder gelegentlich die gesamte, oder Teile der elektrischen Installation versorgen. Dieser Teil ist für PV-Systeme mit Batterien als Speichermöglichkeit auf der d. c. Seite nicht anwendbar. Anforderungen für solche Systeme sind in Beratung. ANMERKUNG Anforderungen für dezentrale PV Systeme mit einer d. c. Verteilung sind in Beratung. Normen für PV-Betriebsmittel (VDE 0126) in Bearbeitung

42 DKE Arbeitskreise PV-relevante DKE Gremien und Arbeitskreise im Überblick DKE/ K 373 Photovoltaische Solarenergie-Systeme (DKE Referent: Arno Bergmann) Spiegel zu CLC/TC 82 und IEC/TC 82 DKE/AK Gebäudeintegrierte PV-Module DKE/AK PV Systemtechnik DKE/AK Bidirektionale Netzschnittstelle DKE/AK Solarzellen, Wafer und Module DKE/AK Testdatensätze DKE/AK International DKE/AK Ad Hoc-AK Steckverbinder für PV Systeme DKE/ UK Schutz gegen elektrischen Schlag (DKE Referent: Bernd Schröder) Spiegel zu CLC/TC 64 und IEC/TC 64 DKE/ AK Errichten von Photovoltaik-Anlagen nach DIN VDE DKE/UK Verlegungs- und Verbindungsmaterial (DKE Referent: Frank Steinmüller) Spiegel zu CLC/TC 20 und IEC/SC 23B DKE/AK Dosen und Gehäuse für Photovoltaik-Anwendungen DKE/UK Isolierte Starkstromleitungen (DKE Referent: Wolfgang Kluge) Spiegel zu CLC/TC 20 und IEC/TC 20 DKE/AK Leitungen für PV-Systeme DKE/K 213 Brandbekämpfung in elektrischen Anlagen (DKE Referent: Gerhard Imgrund) DIN VDE 0132 (VDE 0132)

43 VDE 0100 Teil 712: Solar-Photovoltaik (PV) Stromversorgungssysteme Automatische Abschaltung der Stromversorgung in den Systemen nach Art der Erdverbindung: TN-Systeme TT-Systeme IT-Systeme Erster Buchstabe: Behandlung des Stromquelle T für Erde (Terre ) I für isoliert gegen Erde Zweiter Buchstabe: Behandlung der Körper T Körper einzeln in Gruppen oder gemeinsam mit Erde verbunden N Körper über einen Schutzleiter ggf. über den PEN-Leiter mit dem Neutralleiteranschluss an der Quelle verbunden. Netzsysteme nach art der Erdverbindung

44 E DIN IEC (VDE ): Installation und Sicherheitsanforderungen für photovoltaische Generatoren Erster Buchstabe - Verbindung des Gleichstromsystems der PV-Anlage mit Erde: E F R direkte Verbindung eines Punktes der stromführenden Leiter mit Erde; alle aktiven Teile sind gegen Erde isoliert oder ein Punkt der stromführenden Leiter ist hochohmig mit Erde verbunden; alle aktiven Teile sind nicht direkt mit Erde verbunden, sie sind aber über einen Stromrichter auf Erde bezogen. Zweiter Buchstabe - Verbindung der Körper der Anlage mit Erde: T D U direkte elektrische Verbindung der Körper mit Erde unabhängig von der Erdung eines beliebigen Punktes des Anwendungsstromkreises; direkte elektrische Verbindung der Körper mit dem geerdeten Punkt des Anwendungsstromkreises; Eine Art des Anwendungsstromkreises kann das elektrische Versorgungsnetz sein (in diesen Wechselstromnetzen ist der geerdete Punkt gewöhnlich der Neutralpunkt oder, falls kein Neutralpunkt zur Verfügung steht, ein Außenleiter). keine Verbindung der Körper mit Erde

45 E DIN IEC (VDE ): Installation und Sicherheitsanforderungen für photovoltaische Generatoren Nachfolgende(r) dritter Buchstabe(n) (soweit vorhanden) - Anwendungsstromkreis, mit dem die PV-Anlage verbunden ist: D I X B Gleichstromlast(en); Wechselstromlast über einen Umrichter mit Potentialtrennung; Wechselstromlast über einen Umrichter ohne Potentialtrennung (ein Wechselrichter, der keine galvanische Trennung zwischen der Gleichstrom- und der Wechselstromverbindung bietet); der Anwendungsstromkreis enthält eine Batterie, die einen Fehlerstrom zurück in die PV-Anlage einspeisen kann. ANMERKUNG In Abhängigkeit vom Vorhandensein einer Batterie kann dieser letzte Buchstabe eine Kombination von zwei Buchstaben sein

46 E DIN IEC (VDE ): Installation und Sicherheitsanforderungen für photovoltaische Generatoren

47 E DIN IEC (VDE ): Photovoltaik (PV) Stromversorgungssysteme PV d.c. Konfigurationen d.c. Seite Bilder Abwendungs-Stromkreis Auswirkung auf den Zustand des PV Generator Systems Ungeerdet Bild a a.c. Seite ist über einen Wechselrichter mit einem Transformator im Wechselrichter verbunden Potentialfrei (Schwebend) Bild b a.c. Seite ist über einen Wechselrichter ohne Transformator verbunden Fest durch den Status des Neutral oder einen Phasenleiter des Versorgungsstromkreises. Geerdet Bild c a.c. Seite ist über einen Wechselrichter mit einem Transformator im Wechselrichter verbunden Feste Erdverbindung Bild d a.c. Seite ist über einen Wechselrichter ohne Transformator im Wechselrichter aber mit einem Transformator außerhalb des Wechselrichters verbunden Feste Erdverbindung

48 VDE : Schutz gegen elektrischen Schlag Schutz gegen elektrischen Schlag besteht aus zwei Schutzebenen 1. Basisschutz (Schutz gegen direktes Berühren) 2. Fehlerschutz (Schutz bei indirektem Berühren) Bei Vorhandensein beider Schutzebenen bilden sie eine Schutzmaßnahme zum Schutz von Personen

49 E DIN IEC (VDE ): Photovoltaik (PV) Stromversorgungssysteme Fehlerschutz Eine der folgenden Schutzmaßnahmen muss auf der Gleichspannungsseite angewendet werden: Schutz durch Doppelte oder verstärkte Isolierung; Schutz durch Kleinspannung mittels (SELV und PELV)

50 E DIN IEC (VDE ): Photovoltaik (PV) Stromversorgungssysteme Außer wenn Fehlerschutz 1. einfache Trennung zwischen der Gleich- und der Wechselspannungsseite des PV Wechselrichters vorhanden ist, oder 2. der PV Wechselrichter aufgrund seiner Konstruktion keine DC-Fehlerströme in die elektrische Anlage einspeisen kann, muss ein für den Fehlerschutz des PV-Versorgungsstromkreises verwendeter RCD vom Typ B, entsprechend IEC 62423, sein

51 E DIN IEC (VDE ): Photovoltaik (PV) Stromversorgungssysteme Für die oben genannten Geräte wird hiermit bestätigt, dass standardmäßig ein allstromsensitiver Fehlerstromschutz (RCMU) integriert ist. Das ist keine Fehlerstrom-Schutzeinrichtung (RCD) Typ B kein Ersatz!!!

52 DIN VDE (VDE ): Auswahl und Errichtung elektrischer Betriebsmittel Schalt- und Steuergeräte

53 DIN VDE (VDE ): Auswahl und Errichtung elektrischer Betriebsmittel Schalt- und Steuergeräte

54 VDE 0100 Teil 712: Solar-Photovoltaik (PV) Stromversorgungssysteme

55 E DIN IEC (VDE ): Photovoltaik (PV) Stromversorgungssysteme Ableitung von elektrostatischer Ladung Wo es erforderlich ist gegen die Effekte von elektrostatischer Ladung zu schützen, müssen strukturelle metallene Teile des PV-Generators mit einer PE-Klemme verbunden werden. Der Leiterquerschnitt muss mindestens 6 mm² aus Kupfer oder die gleiche Leitfähigkeit wie Kupfer haben. ANMERKUNG Der Modul Rahmen wird nicht als strukturelles metallenes Teile betrachtet.

56 E DIN IEC (VDE ): Photovoltaik (PV) Stromversorgungssysteme Schutz gegen Störspannungen und Maßnahmen gegen elektromagnetische Einflüsse

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58 7 Funktionserdung / Blitzschutzpotentialausgleich Liegt der PV-Generator nicht in exponierter Lage und ist kein äußeres Blitzschutzsystem vorhanden und auch nicht geplant, wird empfohlen, die Funktionserdung des metallenen PV-Montagegestells zu gewährleisten. Hierzu werden die Modulrahmen und Gestelle an die Haupterdungsschiene angeschlossen. Der Leiterquerschnitt sollte mindestens 6 mm 2 (Kupfer) oder eine äquivalente Stromtragfähigkeit aufweisen. Ebenso sollten alle Modulgestellschienen untereinander mit diesem Leiterquerschnitt verbunden werden.

59 7 Funktionserdung / Blitzschutzpotentialausgleich Befindet sich die Anlage nicht im Schutzbereich von Fangeinrichtungen, so sind leitfähige Befestigungseinrichtungen (z. B. Tragprofile) an die Haupterdungsschiene des Gebäudes anzuschließen. Der Querschnitt sollte mindestens 16 mm 2 (Kupfer) oder 25 mm 2 (Aluminium) betragen. Ebenso sind die Befestigungseinrichtungen (z. B. Tragprofile) untereinander zu verbinden. Eine leitende Verbindung zwischen den leitfähigen Teilen der Module und der Befestigungseinrichtung ist vorteilhaft.

60 VDE 0100 Teil 712: Solar-Photovoltaik (PV) Stromversorgungssysteme PV-Strang-, PV-Teilgenerator- und PV-DC-Hauptkabel/- leitungen müssen in einer solchen Weise ausgewählt und errichtet werden, dass das Risiko eines Erdschlusses oder Kurzschlusses auf ein Minimum reduziert ist. ANMERKUNG Dies kann z. B. erreicht werden durch Verstärkung des Schutzes für die Kabel- oder Leitungsanlagen gegen äußere Einflüsse durch Verwenden von Einleiterkabeln/-leitungen. Äußere Einflüsse, die zu erwarten sind, wie Wind, Eisbildung, Temperaturen und Sonneneinstrahlung, müssen berücksichtigt werden.

61 VDE 0100 Teil 712: Solar-Photovoltaik (PV) Stromversorgungssysteme Anschluss der Wechselrichter über konfektionierte Leitungen Plug & Play völlig berührungssicher über Steckverbinder Einfacher und sicherer Anschluss ohne Öffnen des Wechselrichters. Der zweiteilige Steckverbinder kann ein- und feindrähtige Leiter bis 4,0mm² aufnehmen. Aufgrund der Zulassung gemäß VDE 0606 können auch NYM-Leitungen (hoher Anteil) zur festen Installation verwendet werden.

62 E DIN IEC (VDE ): Photovoltaik (PV) Stromversorgungssysteme Einrichtungen zum Trennen Ein Lasttrennschalter muss auf der DC-Seite des PV- Wechselrichters vorgesehen werden. ANMERKUNG Alternative Lösungen für die Trenngeräte auf der DC-Versorgungsseite zu Wartungszwecken sind in Beratung und werden zu gegebener Zeit eingeführt werden

63 VDE 0100 Teil 712: Solar-Photovoltaik (PV) Stromversorgungssysteme Kennzeichnungspflicht in neuer VDE Verbindlich Es muss am Übergabepunkt der elektrischen Anlage, z. B. Hausanschlusskasten, Gebäudehauptverteiler, angebracht werden und kann auch zur Kennzeichnung an Stromkreisverteilern verwendet werden. Größe DIN A6

64 DIN EN (VDE ): Netzgekoppelte Photovoltaik-Systeme -Mindestanforderungen an Systemdokumentation, Inbetriebnahmeprüfung und wiederkehrende Prüfungen

65 DIN EN (VDE ): Netzgekoppelte Photovoltaik-Systeme -Mindestanforderungen an Systemdokumentation, Inbetriebnahmeprüfung und wiederkehrende Prüfungen

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67 VDE 0132: Brandbekämpfung und Hilfeleistung im Bereich elektrischer Anlagen

68 Photovoltaik des einen Freud` - des anderen Leid copyright by Bernd Willer/Roland Pfeffer 68

69 Vorbemerkung Ausgelöst durch Brandschäden an Photovoltaik-Anlagen konnte man in den Medien in der letzten Zeit folgende Schlagzeilen lesen: Bei Feuer droht Stromschlag Der anhaltende Boom bei den Solaranlagen hat Deutschlands Brandschützer eiskalt erwischt. Feuerwehr lässt Wohnhaus nach Zimmerbrand wegen PV Anlage kontrolliert abbrennen. In der Solarszene herrschen Zustände wie im wilden Westen.

70 Statistik Statistisch gesehen haben allerdings die Brandschäden nach den Angaben der Versicherungswirtschaft nur einen Anteil von ca. 2 bis 3 % der Zahl der Gesamtschäden an PVA. Im Vordergrund stehen in der Schadensbilanz der Versicherer Schäden aus - Sturm (25 %), - Überspannung(14 %), - Schneedruck (12 %) und in der letzten Zeit - in zunehmendem Maße auch Diebstahl (8 %). Am häufigsten findet man Brandschäden an PVA in der Landwirtschaft.

71 Presseberichte Quelle Giessener Allgemeine

72 Gefahren für die Einsatzkräfte Bei Brand Gefahr durch toxische Gase Gefahr durch herabfallende Teile Brandausbreitung unterhalb der PV-Anlage Brandeinsatz und Wasserschaden Gefahr durch elektrischen Schlag

73 Gefahr durch elektrischen Schlag Gefahr (besonders bei Innenangriff und Rettungsmaßnahmen im Gebäude) Leitungen vom Modul zum Wechselrichter lassen sich nicht komplett stromlos schalten durch hohe Gleichspannung Gefahr eines Lichtbogens (Brandausbreitung, -entstehung) Gefährdung durch herabhängende, unisolierte Kabel mit Spannungen > 120 V

74 Gefahr durch elektrischen Schlag Gefahr durch DC-Lichtbogen Ein Lichtbogen kann durch Kontaktfehler an jeder beliebigen Anschlussklemme entstehen, z.b. an den Modulen oder am Wechselrichter oder durch Berührung von zwei angeschmorten Kabeln im Brandfall. Gefahren: a) Elektrischer Schlag b) Verbrennungen c) neue Brandherde Ein DC-Lichtbogen ist nicht ohne weiteres löschbar, auch durch einen Wasserstrahl nicht, kann aber zu starken Verbrennungen und zum elektrischem Schlag führen. Erst durch die vollständige Abschaltung der Energiequelle läßt sich der Lichtbogen löschen. DC-Lichtbogen mit 600W

75 Gefahr durch elektrischen Schlag Maßnahmen Die Zerstörung des PV-Moduls beseitigt die Gefahr nicht; frei liegende Leiter mit unbekannter Spannung Anlage frei Schalten (erst AC-Sicherung, dann DC-Trennschalter) Trennung der Module nur durch Elektrofachpersonal!! Keine Anschlusskästen öffnen!! Lichtbogengefahr!!

76 Pressenotiz der DKE im April 2011 (Deutsche Kommission Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik im DIN und VDE)

77 Pressenotiz der DKE im April 2011 (Deutsche Kommission Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik im DIN und VDE) Entgegen weit verbreiteter Meinungen, dass Einsatzkräfte zunächst den DC-Lasttrennschalter von PV-Anlagen betätigen müssen, bevor sie mit dem Löschen von Bränden beginnen dürfen, ist anzumerken, dass Einsatzkräfte bedenkenlos mit dem sofortigen Löschen beginnen können, wenn die Vorsichtsmaßnahmen und insbesondere die Sicherheitsabstände nach DIN VDE 0132 zu unter Spannung stehenden Teilen eingehalten werden.

78 VDE 0132: Brandbekämpfung und Hilfeleistung im Bereich elektrischer Anlagen

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80 Handlungsempfehlungen Photovoltaikanlagen vom Deutschen Feuerwehr Verband

81 Handlungsempfehlungen Photovoltaikanlagen vom Deutschen Feuerwehr Verband

82 Handlungsempfehlungen Photovoltaikanlagen vom Deutschen Feuerwehr Verband

83 Versuche zur Spannungsreduzierung Versuche der BF Hamburg durch Abdecken mit Folien Ein Abdecken mit Folien der Module auf Dächern ist in der Regel nicht praktikabel bzw. zielführend. Bei Freilandanlagen u.u. sinnvoll möglich den nicht betroffenen Teil abzudecken

84 Versuche zur Spannungsreduzierung Versuche der BF München durch Abdecken mit Schaum Verschiedene Winkel (5, 30, 60 ) Verwendete Schäume: Schwerschaum (Mehrbereichsschaum), Mittelschaum (Mehrbereichsschaum), CAFS (Class A-Foam)

85 Versuche zur Spannungsreduzierung Ergebnis: CAFS bei 60 Spannungsreduzierung auf 47% Nach 5 Minuten war die Spannung wieder bei 100% Nicht zur Spannungsabschaltung von PV-Anlagen geeignet Weiteres Problem ist das zusätzliche Gewicht das mitgeführt werden müsste und die Lagerung des CAFS

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87 Lösungen: Brandschutzgerechte Planung

88 Lösungen: Brandschutzgerechte Planung

89 Lösungen: Brandschutzgerechte Planung

90 Lösungen: Brandschutzgerechte Planung

91 VdS 3145: 2011-?? (01) Photovoltaikanlagen

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98 Bei Sonneneinstrahlung unter Spannung

99 E VDE-AR-E Stand April 2011 Mindestanforderungen an den DC Bereich einer PV Anlage im Falle einer Brandbekämpfung oder technische Hilfeleistung

100 E VDE-AR-E Mindestanforderungen an den DC Bereich einer PV Anlage im Falle einer Brandbekämpfung oder technische Hilfeleistung

101 E VDE-AR-E Mindestanforderungen an den DC Bereich einer PV Anlage im Falle einer Brandbekämpfung oder technische Hilfeleistung Vorwort 1. Anwendungsbereich 2. Normative Verweisungen 3. Begriffe und Abkürzungen 4. Allgemeine Grundsätze 5. Kennzeichnung von Anlagen und Leitungsführung

102 E VDE-AR-E Mindestanforderungen an den DC Bereich einer PV Anlage im Falle einer Brandbekämpfung oder technische Hilfeleistung 6. Bauliche und organisatorische Installationsmaßnahmen 6.1 Gegen Feuer geschützte Verlegung von PV-DC- Leitungen im Gebäude 6.2 Verlegung der DC-Leitungen außerhalb des Gebäudes 6.3 Metallisch geschirmte Leitungsverlegung

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105 E VDE-AR-E Mindestanforderungen an den DC Bereich einer PV Anlage im Falle einer Brandbekämpfung oder technische Hilfeleistung 7. Einrichtungen zum Schalten, Trennen oder Kurzschließen im DC-Bereich einer PV-Anlage 7.1 Allgemeines Grundfunktionen Funktion des Freigabesignals 7.2 Einrichtungen zum Trennen des Strangs oder des PV- Generators 7.3 Einrichtungen zum Kurzschließen des Strangs oder des PV- Generators 7.4 Einrichtungen zum Abschalten des PV Moduls 7.5 Einrichtungen zum Kurzschließen des PV Moduls Normativer Anhang (Hinweisschild) Informativer Anhang(Übersichtsplan )

106 Lösung Feuerwehrschalter? Quelle:

107 Lösung Feuerwehrschalter? Nachteile: - Innerhalb des Strings stehen die Spannungen weiterhin in voller Höhe an -Ist der GAK im Brandfall erreichbar? -Zeitverlust Quelle:

108 Einrichtungen zum Trennen des Strangs oder des PV-Generators Quelle:

109 Einrichtungen zum Trennen des Strangs oder des PV-Generators Das Produkt: Keramikzylinder mit innenliegender Feder Beliebige Standard- Solar- Steckverbindung mit Kabel, Stecker und Kupplung sind frei trennbar gestaltet Klemmring für Solar-Stecker und -kupplung Bohrungen mit Schmelzsicherungsstift x Klemmschrauben

110 Einrichtungen zum Abschalten des PV Moduls Beispielhafte Ausführung einer Abschalteinrichtung in der Modulanschlussdose

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112 Einrichtungen zum Kurzschließen des PV Moduls Beispielhafte Ausführung einer Kurzschließeinrichtung in der Modulanschlussdose

113 Einrichtungen zum Kurzschließen des PV Moduls K K bypass element control & protection circuitry interface & special functions active bypass diode has been demonstrated successfully A A technological improvements underway additional functions like e.g. safety-shutdown, theft protection or monitoring can be implemented on demand a communication standard has to be established Quelle:

114 Einrichtungen zum Kurzschließen des PV Moduls Quelle:

115 Lösungen Forderung nach Abschaltbarkeit der Anlage bzw. Module: technische Lösungen teilweise bereits vorhanden. Ungeklärt ist die Nachrüstpflicht bei bestehenden Anlagen Feuerwehrschalter in Diskussion. Problem: 1. Schalter muss leicht auffindbar sein. 2. Schalter kann nicht die Module direkt im Modul spannungsfrei schalten 3. Es fehlen u.a. Nachweise der Zuverlässigkeit (VDE, GS, TÜV, usw.) und Langzeittests.

116 Ende des Vortrages

117 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! Burkhard Schulze Geschw. Scholl Str Calvörde Tel.: / Fax: / b.schulze-zveh@t-online.de