TECHNISCHES HANDBUCH SOLARSTROM

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1 TECHNISCHES HANDBUCH SOLARSTROM Technische Information Montagehinweise Bedienungs- und Wartungsanleitung N GRAMMER Solar GmbH Oskar-von-Miller-Str. 8 D Amberg Tel.: 09621/ Fax: 09621/ info@grammer-solar.de Internet:

2 Inhaltsverzeichnis 1 Einleitung Grundlagen Funktionsprinzip einer netzgekoppelten Photovoltaik-Anlage Verteilung der Sonneneinstrahlung in Deutschland Einstrahlung auf geneigte Flächen und Ertragsprognosen Verschattung Wind- und Schneelastzonen nach DIN / Schrägdachmontage Übersicht der Montagesystemteile Montageablauf Montagehinweise für Pfannenziegel Montagehinweise für Biberschwanzdächer Montagehinweise für Welleternit- oder Trapezblechdächer Flachdachaufständerung Abstände der Module bei Aufständerung Übersicht der Montagesystemteile Montagehinweise Allgemeine Installationshinweise Regeln der Technik Sicherheitshinweise für Arbeiten auf dem Dach Erdung von PV-Generatoren Blitzschutz Wechselrichter und Freischalter (DC-Hauptschalter) Verkabelung und Verschaltung einer PV-Anlage Wartung der Anlage Beispiel: Wartungsangebot für eine Photovoltaikanlage Checkliste zur Planung einer Solarstromanlage... 28

3 1 EINLEITUNG In der Montageanleitung sind die Beschreibungen der verschiedenen Anordnungsvarianten für Schrägdach und Flachdach enthalten. Die Montageanleitung muss sorgfältig durchgelesen und verstanden werden, bevor mit der Montage und Verdrahtung begonnen werden kann. 2 GRUNDLAGEN 2.1 Funktionsprinzip einer netzgekoppelten Photovoltaik-Anlage Die PV-Module am Dach fangen das Licht der Sonne ein und wandeln es in elektrische Energie um. Der so gewonnene Solargleichstrom wird über die Hauptleitungen zum Wechselrichter geleitet und dort zum Wechselstrom umgewandelt. Jetzt ist der Strom mit dem öffentlichen Netz kompatibel. Ein separater Einspeisezähler misst die produzierte Strommenge und leitet den Strom in das öffentliche Netz. Unabhängig davon wird der Haushaltsstrom weiterhin und wie gewohnt bezogen. 2.2 Verteilung der Sonneneinstrahlung in Deutschland Regionale Unterschiede der Sonneneinstrahlung innerhalb Deutschland lassen sich aus dem Bild ablesen. Es sind die mittleren Einstrahlungssummen in kwh/m² für ein durchschnittliches Jahr dargestellt. SOLARSTROM HANDBUCH 1

4 2.3 Einstrahlung auf geneigte Flächen und Ertragsprognosen Neben der Sonneneinstrahlung hat auch die Dachausrichtung und neigung Einfluss auf die Ertragsaussichten der Solarstromanlage. Die voraussichtlichen Einstrahlung auf die PV-Anlage können Sie anhand der geografischen Ausrichtung und der Dachneigung bestimmen. Beispiel: Ausrichtung 45 Süd-West, Dachneigung 30, Einstrahlung 1000 kwh/m²a Ergebnis: ca. 95% (entspr. 950 kwh/m²a) der jährlichen Einstrahlung auf die ebene Fläche Ertragsprognose: Eine Ertragsprognose in kwh/kwp*a kann nur mithilfe von Simulationssoftware und unter Berücksichtigung der gewählten Anlagenkomponenten sowie weiterer Faktoren wie Verschattung, Hinterlüftung, Kabelwege etc. erstellt werden. 2.4 Verschattung Größere Einbußen als eine nicht ganz optimale Ausrichtung des Daches können umstehende Hindernisse verursachen, die täglich über längere Zeit Schatten auf das Dach werfen. Daher ist es bei der Anlagenplanung wichtig mögliche Schattenverursacher (Kamin, SAT- Schüssel, Nachbargebäude, Bäume, Strommasten etc.) zu erkennen und die Anlage so zu platzieren, dass eine Verschattung gar nicht erst eintritt. SOLARSTROM HANDBUCH 2

5 2.5 Wind- und Schneelastzonen nach DIN / Für die Auslegung der Unterkonstruktion, insbesondere der Art und Anzahl von Dachhaken oder Schrauben, der Beschwerung etc. ist der Standort zu bewerten bezüglich seiner Lage in den Wind- und Schneelastzonen der Geländekategorie der Gebäudehöhe und geometrie und weiterer Faktoren, die Einfluss auf die Belastungen der Konstruktion haben können. SOLARSTROM HANDBUCH 3

6 3 SCHRÄGDACHMONTAGE Bei der Schrägdachmontage werden die PV- Module über ein Kreuzschienensystem am Dachstuhl befestigt. Das Montagesystem ist sehr flexibel und kann auch in Fällen angewendet werden, in denen die Dachkonstruktion nur ungünstige Befestigungspunkte bietet. 3.1 Übersicht der Montagesystemteile 1. PV-Modul 2. Horizontale Montageschiene 3. Vertikale Montageschiene 4. Dachhaken 5. U-Klemme-Komplet (Hammerkopfschraube M10x30, Sechskantmutter M10/DIN 6923) 6. Modulhalteplatte 7. Modulhaltewinkel 8. Hammerkopfschraube M8x55 Typ 28/15, Sechskantmutter M8/DIN Hammerkopfschraube M10x30, Sechskantmutter M10/DIN SPAX S/8x100 / Tellerkopf SOLARSTROM HANDBUCH 4

7 3.2 Montageablauf 1. PV-Feld auf dem Dach festlegen (auf Sparren achten!) 2. Lage der Dachhaken und der Montageschienen festlegen 3. Im Sparrenbereich Montagestellen für Dachhaken freilegen 4. Dachhaken mit Sparren verschrauben. Evtl. Höhenausgleich mit Ausgleichshölzern 5. Aussparung für Dachhaken aus Ziegel herausklopfen bzw. schleifen und Deckziegel einhängen 6. Alu-Montageschienen auf Dachhaken montieren 7. Horizontale Montageschienen montieren (auf rechtwinkligen und parallelen Verlauf achten!) 8. Lage der Dachdurchführung für Solarkabel festlegen 9. Solarkabel verlegen und Montagegerüst erden 10. Solarkabel mit Steckverbindungen versehen 11. PV-Module verlegen, verkabeln und befestigen 12. Wechselrichtermontage und anschluss (siehe Bedienungshandbuch des Wechselrichters) 13. Netzanschluss (darf nur von einem zugelassenen Elektroinstallateur durchgeführt werden) 3.3 Montagehinweise für Pfannenziegel Dach ausmessen und Lage des PV-Feldes festlegen Die Lage des PV-Feldes ergibt sich aus der Lage der Dachsparren. Dachhaken für Pfannenziegel mit Befestigungsschrauben Im Sparrenbereich Dachziegel für Montagestellen freilegen. SOLARSTROM HANDBUCH 5

8 Dachhaken setzen Dachhaken gleichmäßig über die Länge der senkrechten Schiene verteilen. In den Randbereichen werden jeweils auf den ersten beiden Sparren Dachhaken befestigt, um die verstärkte Belastung durch Windturbulenzen zu kompensieren. Bei den nachfolgenden Dachsparren werden in der Regel auf jeden zweiten Sparren Dachhaken gesetzt. Wichtig! Maximaler Dachhakenabstand ist 1,6 m. In Gebieten mit erhöhter Schnee- oder Windbelastung auf jeden Sparren eine senkrechte Schiene setzen und Dachhakenabstand verkleinern. Der Schenkel des Dachhakens liegt in der Senke oder flachen Ebene des Dachziegels. Je nach Ziegelform ggf. den Steg des Ziegels unter dem Schenkel des Hakens entfernen. Vorbohren und Schmieren der Schraube verhindert das Abscheren beim Eindrehen. Wichtig! Dachhaken nicht bündig an den Ziegel montieren. Zwischen Ziegel und Schenkel soll mindestens ein Abstand von 5 10 mm verbleiben. Evtl. Höhenausgleich mit Ausgleichshölzern. Der Dachhaken wird mit mindestens zwei Holz- Spaxschrauben 8 mm ausreichender Länge am Sparren befestigt (ca. 70 mm der Schraube sollen im Sparren greifen). Bei Aufdachdämmung die Schraubenlänge der Dämmstärke anpassen. SOLARSTROM HANDBUCH 6

9 Deckziegel einhängen Je nach Ziegelform ist ggf. ein Abschleifen oder Herausklopfen der Traufnase als Aussparung für Dachhaken notwendig, damit der obere Ziegel wieder auf dem unteren aufliegt. Montageschienen auf Dachhaken montieren Die beiden äußeren vertikalen Montageschienen auf den Dachhaken montieren. Tipp! Zur Ausrichtung der nächsten Vertikalschienen empfiehlt es sich zwischen den beiden äußeren Schienen eine Schnur zu spannen Alu-Montageschiene Verschraubung Alu-Montageschiene Federring 10 Hammerkopfschraube M 10 x Dachhaken Wichtig für sicheren Halt! Die Hammerkopfschrauben ist in der Alu- Montageschiene nach dem Einfädeln um 90 bis auf Anschlag zu drehen und anschließend mit der Sechskantmutter festzuziehen. SOLARSTROM HANDBUCH 7

10 Horizontale Alu-Montageschienen montieren Die Untere Horizontalschiene mittels U- Klemmen an alle Vertikalschienen anschrauben und ggf. mit Schienenverbinder verlängern. Mit Hilfe einer Abstandslehre die jeweils nächste obere Horizontalschiene an allen Vertikalschienen befestigen. Länge der Abstandslehre = Modullänge + 3 mm Wichtig! Bei der Montage auf geraden und rechtwinkligen Verlauf achten. Verkabelungsarbeiten Lage der Dachdurchführung für Solarkabel festlegen. Solarkabel mit mindestens 1x4 mm² Querschnitt nach Verkabelungsplan verlegen und am Montagegerüst befestigen. UV-beständige Kabelbinder verwenden. Steckverbindungen an Solarkabel anbringen (Steckverbinder sind mit (+) und (-) gekennzeichnet) Wichtig! Kurzschlussfeste und doppelt isolierte Solarkabel verwenden. Solarkabel nach Verkabelungsplan beschriften (Siehe 5.6.1) Alle Solarkabel nach Möglichkeit in den Montageschienen und sonnengeschützt unter der Anlage verlegen. Solarkabel, die der Sonne ausgesetzt sind, müssen in einem Schutzrohr oder Kabelkanal verlegt werden. Scharfe Kanten, extremes Knicken des Kabels und/oder starke Zugbeanspruchung beim Verlegen muss grundsätzlich vermieden werden, um weder die Isolierung des Kabels noch die innenliegende Kupferseele zu beschädigen. Montagegerüst erden. Potentialausgleich mit NYM 1x16 mm² Cu (siehe auch 5.3 Erdung von PV- Generatoren). Wenn Blitzschutz vorhanden ist ggf. den Blitzableiter mittels Erdungsklemmen am Montagegestell befestigen (siehe auch 5.4 Blitzschutz). SOLARSTROM HANDBUCH 8

11 Klemme für Blitzschutzanbindung Modulleitung mit berührungssicherer Steckverbindung Modulmontage Es werden in Abhängigkeit von der Anlagenleistung, Anzahl der Solarmodule und Anzahl bzw. Typ des Wechselrichters, grundsätzlich mehrere Module in Reihe (Serie) verschaltet. (siehe Verkabelungsplan Abschnitt 5.6.1) Dazu wird der Stecker (Kupplung) des ersten Moduls mit der Kupplung des zweiten Moduls verbunden. Der Stecker des zweiten Moduls mit der Kupplung des dritten Moduls, bis zur maximalen zulässigen Anzahl der Module in Reihenschaltung. Es dürfen keinesfalls mehr Module in Reihe verschaltet werden als die maximal mögliche Eingangsspannung des Wechselrichters zulässt. Eine größere Eingangsspannung als zulässig kann den Wechselrichter zerstören. Bei der Reihenschaltung addieren sich die Einzelspannungen zu einer Gesamtspannung. Der Strom dagegen, der durch die PV-Module fließt, ist bei der Reihenschaltung überall gleich groß. Erstes Modul zwischen die horizontal verlegten Montageschienen ablegen, verkabeln, justieren und mit Modulhaltewinkel anklemmen. Wichtig! Bei der Montage der Module ist zu beachten, dass die Rückseite nicht beschädigt wird. SOLARSTROM HANDBUCH 9

12 Zweites Modul mit erstem Modul verkabeln und zwischen die Montageschienen ablegen. Die richtige Anordnung der Module zueinander beachten und mit Halteklemmen befestigen. So mit allen weiteren Modulen in Reihe verfahren. Modulbefestigung der oberen und unteren Modulreihe mit Modulhaltewinkel. Nach dem Aufbau und der Installation des Generators werden die einzelnen Modulstränge elektrisch vermessen (Leerlaufspannung, Kurzschlussstrom, Isolationswiderstand) und die Ergebnisse protokolliert. Dadurch ist sichergestellt, dass alle Generatorstränge einwandfrei arbeiten und die Arbeiten auf dem Dach auch tatsächlich beendet werden können. SOLARSTROM HANDBUCH 10

13 3.4 Montagehinweise für Biberschwanzdächer Bei der Verwendung von Metallbefestigungsplatten ist zur Vermeidung von Korrosion darauf zu achten, dass sie aus demselben Metall sind wie Regenrinnen oder andere Metalleinfassungen, die mit ablaufendem Wasser in Verbindung kommen können. Befestigungsplatte mit Dachhaken Position für Biberschwanzdachhacken im Sparrenbereich freilegen. Befestigungsplatte mit Dachhaken am Sparren verschrauben Weiter mit Montageschienen auf Dachhaken montieren S Montagehinweise für Welleternit- oder Trapezblechdächer Stockschraubenmontage Das Befestigungselement für Welleternit- oder Trapezblechdächer besteht aus einer Spezial- Stockschraube und einer Montageplatte. SOLARSTROM HANDBUCH 11

14 Befestigungssets gleichmäßig über die Länge der senkrechten Schiene verteilen. Auch in diesem Falle werden in den Randbereichen jeweils auf den ersten beiden Sparren Stockschrauben befestigt, um die verstärkte Belastung durch Windturbulenzen zu kompensieren. Bei den nachfolgenden Dachsparren werden in der Regel auf jeden zweiten Sparren Stockschrauben gesetzt. Wichtig! Maximaler Dachhakenabstand ist 1,6 m. In Gebieten mit erhöhter Schneeoder Windbelastung auf jeden Sparren eine senkrechte Schiene setzen und Abstand der Befestigungselemente verkleinern. Die Dachhaut wird an den entsprechenden Stellen in den Erhebungen des Plattenprofils durchbohrt (Lochdurchmesser 14 mm bei Schraube M12, 13 mm bei Schraube M10). Durch diese Bohrung wird die Befestigungsbohrung in den Sparren gebohrt (8,5 mm). Die Stockschraube sollte 80 bis 100 mm im Sparren greifen. Die Stockschraube so eindrehen, dass aus der Dachhaut nur das metrische Gewinde und nach Möglichkeit ein Stück des glatten Schaftes als Dichtsitz herausragt. Tipp! Schmieren der Schrauben mit Fett erleichtert das Eindrehen. SOLARSTROM HANDBUCH 12

15 Dachhaut abdichten. Dabei wird die Gummidichtung ganz nach unten geschoben und mit der Flanschmutter auf die Dachhaut gepresst. Bei Welleternit die Dichtung vorsichtig aufpressen Bruchgefahr! Höhe der Montageplatten für Alu- Montageschienen einstellen. Montageschienen auf Montageplatten montieren. Bei Verwendung des Kreuzschienensystems, anschließende Montage der horizontalen Alu- Montageschienen, wie in Fehler! Verweisquelle konnte nicht gefunden werden. beschrieben. SOLARSTROM HANDBUCH 13

16 3.5.2 Trapezblechhaltermontage Aufgrund der meist nicht bekannten statischen Eigenschaften der Blechdächer ist eine Befestigung an der Unterkonstruktion mit Stockschrauben grundsätzlich vorzuziehen. Schelle für Trapezblech mit aufgeklebten EPDM-Dichtband Trapezblech und Halter mit selbstbohrenden Schrauben verbinden. Der Halter muss dabei auf dem unteren Trapezblech aufliegen. Die Schrauben dürfen in keinem Falle bei der Montage durchdrehen. Dabei auf geraden (horizontalen) Verlauf des Halters achten. Unterste Alu-Montageschiene aufsetzen und mit Halter verschrauben. Mit Hilfe einer Abstandslehre (Modullänge + 3 mm) jeweils die nächste obere Montageschiene mit dem Halter verschrauben. Bitte achten Sie darauf, dass die rechteckige Gewindeplatte nach dem Einfädeln der Alu-Montageschiene um 90 bis auf Anschlag zu drehen und anschließend mit der Sechskantschraube festzuziehen ist. Weiter mit Verkabelung S. 8 und Modulmontage S. 9. Wichtig! Das Dach muss die zusätzliche Last der PV-Anlage aufnehmen können. Die Befestigung der Trapezbleche muss zur Aufnahme der Windsogkräfte ausreichend sein. Evtl. das Blech zusätzlich mit der Pfette verschrauben. SOLARSTROM HANDBUCH 14

17 4 FLACHDACHAUFSTÄNDERUNG Das Flachdachmontagesystem ist weitgehend identisch mit dem Schrägdachmontagesystem. Es werden lediglich zusätzlich Winkelstützen auf den Längsprofilen zur Aufständerung verwendet. Die unteren Schenkel der Winkelstützen werden mit der Dachkonstruktion fest verbunden oder auf Betonelementen montiert. Die Module werden auf einem Querträgerpaar befestigt, das seinerseits an den Winkelstützen angebracht ist. Der Verankerung der Gestelle auf flachen Dächern kommt große Bedeutung zu. Durch die große Angriffsfläche der Modulreihen müssen für die Verankerung beachtliche Windkräfte berücksichtigt werden. Die Wahl der Verankerung ist von der Statik des Daches abhängig und muss in jedem Fall statisch überprüft werden (ist das Dach zusätzlich belastbar oder nicht). Damit entscheidet sich, ob die Anlage frei aufgestellt werden kann oder mit dem Dach fest verbunden werden muss. Schwerlastverankerung (freistehende Anlage) Bei der Schwerlastverankerung müssen die Betonelemente so schwer sein, dass die Anlage bei maximal zu erwartender Windlast noch fest aufliegt. Falls die Betonsteine direkt auf die Teerpappe des Daches gelegt werden ist eine Gummiunterlage oder ähnliches zum Schutz der Dachhaut unter die Steine zu legen. Verankerung am Dach (fest verbundene Anlage) Ist aus statischen Gründen eine Schwerlastverankerung nicht möglich, muss die Anlage mit dem Dach fest verbunden werden. Wo die Dachabdichtung durchstoßen wird, muss eine sorgfältige Abdichtung der Verankerungspunkte unter Berücksichtigung der Flachdachrichtlinien und der DIN (Abdichtung im Bauwerk) vorgenommen werden. 4.1 Abstände der Module bei Aufständerung Um eine Verschattung der Modulreihen zu vermeiden, muss der Abstand in Abhängigkeit von Breitengrad (und dem damit verbundenen niedrigsten Sonnenstand), Modulhöhe und Aufständerungswinkel groß genug gewählt werden. Ggf. ist der Aufstellwinkel wegen der Windlasten oder um eine Reihe mehr auf das Dach zu bekommen <30 zu wählen. Evtl. Verschattung durch Attika beachten! SOLARSTROM HANDBUCH 15

18 4.2 Übersicht der Montagesystemteile 4.3 Montagehinweise Winkelstützenmontage Stockschrauben setzen und Adapterblech befestigen. Grundschiene hochkant auf Adapterblech verschrauben. Winkelstützen nach Plan zusammenbauen und auf der Dachfläche verteilen. Winkelstützen seitlich an den Grundschienen befestigen. Reihenabstand nach Plan beachten! SOLARSTROM HANDBUCH 16

19 Horizontalschienen auf Winkelstützen montieren: Die untere Horizontalschiene mittels U-Klemmen an allen Winkelstützen befestigen und ggf. mit Schienenverbinder verlängern. Wichtig für sicheren Halt! Die rechteckige Gewindeplatte ist in der Alu- Montageschiene nach dem Einfädeln um 90 bis auf Anschlag zu drehen und anschließend mit der Sechskantschraube festzuziehen. Bei der untersten Querschiene werden die U- Klemmen von oben her auf Anschlag an der Aussenkante in der Führung angebracht (s. Bild links). Bei den mittleren Schienen empfiehlt sich eine abwechselnde Anbringung von oben und unten. Bei der obersten Querschiene werden die U- Klemmen von unten her auf Anschlag an der Innenseite in der Führung angebracht (s. nächstes Bild). Die obere Schiene mit Hilfe einer Abstandslehre mit U-Klemmen an allen Winkelstützen befestigen. Länge der Abstandslehre = Modullänge + 3 mm Weiter mit Verkabelung S. 8 und Modulmontage S. 9. SOLARSTROM HANDBUCH 17

20 Schwerlastverankerung Die Ballastierung inkl. Gummimatten ist bauseits bereit zu stellen! Tipp! Bordsteine verwenden Ballastierung auf Gummimatten auf dem Flachdach ausrichten Winkelstützen auf Dachfläche verteilen und an Betonelementen befestigen. Horizontale Montageschienen mit U-Klemmen an Winkelstützen festschrauben Solarkabel verlegen und an Tragekonstruktion befestigen. Tragekonstruktion erden. Module verkabeln und mit Modulhaltewinkeln an Tragekonstruktion befestigen. SOLARSTROM HANDBUCH 18

21 5 ALLGEMEINE INSTALLATIONSHINWEISE 5.1 Regeln der Technik Für Ihre eigene Sicherheit und zum Schutz Dritter beachten Sie bitte die folgenden Hinweise: Installation und Inbetriebnahme darf nur von zugelassenen Elektrofachkräften erfolgen. Keine elektrisch leitenden Teile in Steckverbinder der Module einführen. Solarmodule und Leitungen nicht mit nassen Steckverbindern montieren. Die elektrischen Anschlüsse dürfen nur mit den vormontierten Steckkontakten und mit dem mitgelieferten Zubehör elektrisch verbunden werden. Wenn kein geeignetes Werkzeug für Steckkontakte (z.b. von MC, Tyco) vorhanden ist, können auch Kabelstoßverbinder mit Schrumpfschlauch eingesetzt werden. Auch bei geringer Beleuchtung entstehen durch die Reihenschaltung von Solarmodulen sehr hohe Gleichspannungen, die bei Berührung lebensgefährlich sind! Insbesondere ist die Möglichkeit von Sekundärschäden (z.b. Sturz vom Dach) bei Stromschlägen zu berücksichtigen! Es ist grundsätzlich nur mit isolierten Werkzeugen zu arbeiten. Niemals gleichzeitig den Plus- und den Minusanschluss berühren. Niemals die Gleichstromleitungen mittels der Steckverbindungen vom Wechselrichter trennen, wenn dieser in Betrieb ist. Lebensgefahr!!! (Wenn Trennung nötig nur am DC-Freischalter!) Beim Bau von Photovoltaikanlagen sind die Unfallverhütungsvorschriften (UVV), sowie die jeweils gültigen Normen, Sicherheitsregeln, Richtlinien und Merkblätter der Berufsgenossenschaften einzuhalten und anzuwenden. Hier sind insbesondere zu nennen: Elektrischer Anschluss: DIN VDE ( ) Errichten von Niederspannungsanlagen Teil 4-41: Schutzmaßnahmen Schutz gegen elektrischen Schlag (IEC :2005, modifiziert) VDE ( ) Isolationskoordination für elektrische Betriebsmittel in Niederspannungsanlagen Teil 1: Grundsätze, Anforderungen und Prüfungen (IEC :1992 +A1: A2:2002) VDE ( ) Halbleiter-Stromrichter Selbstgeführte Halbleiter-Stromrichter einschließlich Gleichstrom- Direktumrichter (IEC :1999) VDE ( ) Errichten von Niederspannungsanlagen Teil 7-712:Anforderungen für Betriebsstätten, Räume und Anlagen besonderer Art Solar-Photovoltaik-(PV)-Stromversorgungssysteme (IEC :2002, modifiziert) DIN VDE ( ) Verwendung von Kabeln und isolierten Leitungen für Starkstromanlagen Teil 3: Leitfaden für die Verwendung nicht harmonisierter Starkstromleitungen Blitzschutz: VDE ( ) Blitzschutz Teil 1: Allgemeine Grundsätze (IEC :2006) VDE ( ) Blitzschutz Teil 2: Risiko-Management (IEC :2006) SOLARSTROM HANDBUCH 19

22 Beiblatt 1 VDE ( ) Blitzschutz Teil 2: Risiko-Management: Abschätzung des Schadensrisikos für bauliche Anlagen Beiblatt 1: Blitzgefährdung in Deutschland Beiblatt 2 VDE ( ) Blitzschutz Teil 2: Risiko-Management Beiblatt 2: Berechnungshilfe zur Abschätzung des Schadensrisikos für bauliche Anlagen Berichtigung 1 VDE ( ) Berichtigungen zu DIN EN (VDE ): VDE ( ) Blitzschutz Teil 3: Schutz von baulichen Anlagen und Personen (IEC :2006, modifiziert) VDE ( ) Blitzschutzbauteile Teil 1: Anforderungen an Verbindungsbauteile; Deutsche Fassung EN : A1:2006 VDE ( ) Blitzschutzbauteile Teil 2: Anforderungen an Leitungen und Erder; Deutsche Fassung EN : A1:2006 VDE ( ) Blitzschutzbauteile Teil 3: Anforderungen an Trennfunkenstrecken; Deutsche Fassung EN :2006 Montage auf Dächern DIN Dachdeckungs- und Dachabdichtungsarbeiten ( ) DIN Gerüstarbeiten ( ) 5.2 Sicherheitshinweise für Arbeiten auf dem Dach Wetter Montagearbeiten (Eigenmontage oder durch Fachbetrieb) sollten, wenn möglich, nur bei relativ gutem Wetter ausgeführt werden. Besonders bei dachintegrierten Anlagen sollte auf Niederschlagsfreiheit geachtet werden, um das Eindringen von Feuchtigkeit in das Gebäude zu vermeiden. Bei aufkommendem starken Wind sollte zu Ihrer eigenen Sicherheit die Montage unterbrochen werden. Zudem ist an sehr heißen Tagen mit starker Sonneneinstrahlung auch auf die Verbrennungsgefahr durch eventuell heiße Metallteile zu achten. Es können unter ungünstigen Bedingungen Temperaturen von 60 bis zu 90 C auf den Solarmodulen entstehen. SOLARSTROM HANDBUCH 20

23 Leitern Anlegeleitern müssen im Winkel von 65 bis 75 an sichere Stützpunkte angelehnt werden und die Austrittsstelle um mindestens 1 m überragen. Außerdem sind sie gegen Ausgleiten, Umfallen, Umkanten, Abrutschen und Einsinken abzusichern. Als Aufstiege dürfen Leitern nur bis zu einem zu überbrückenden Höhenunterschied von 5 m eingesetzt werden. Bei größeren Höhen sind Gerüste aufzustellen. Abbildung: Anwendungshinweise für die Benutzung von Leitern. Schutz vor herab fallenden Gegenständen Die im Bereich unterhalb der Dacharbeiten verlaufenden Verkehrswege und Arbeitsplätze müssen gegen herabfallende, umstürzende, abgleitende oder abrollende Gegenstände geschützt werden. Die Bereiche, in denen Personen gefährdet werden können, sind zu kennzeichnen und abzusperren. Abbildung: Hinweisschilder bei Dacharbeiten Absturzsicherungen, Auffangeinrichtungen Bei Dacharbeiten ab einer Höhe von 3 m und Dachneigungen von als 20 sind Absturzsicherungen erforderlich (VBG, 37, 8). Eine Möglichkeit der Absturzsicherung für Arbeiten auf geneigten Dächern bis 60 sind Dachschutzwände. Der senkrechte Abstand zwischen Arbeitsplatz und der Auffangvorrichtung darf höchstens 5 m betragen. Schutzwände müssen die zu sichernden Arbeitsplätze um mindestens 2 m überragen (u.a. auch Hinweise der Berufsgenossenschaften beachten). Abbildung: Schema für die Anordnung eines Gerüstes als Absturzsicherung mit zu beachtenden Maßen SOLARSTROM HANDBUCH 21

24 Eine weitere Möglichkeit für Absturzsicherungen sind Dachfanggerüste. Bei der Montage derartiger Gerüste ist darauf zu achten, dass der senkrechte Abstand zwischen Arbeitsplatz und der Auffangvorrichtung höchstens 5 m betragen darf. Abbildung: Montiertes Auffangnetz Abbildung: Schema für Anordnung eines Fangnetzes Auffangnetze sollten nur von Fachleuten montiert werden, die sich dabei selber wirkungsvoll gegen Absturz sichern können. Bei Eigenmontage sind die Montagehinweise des Herstellers genau zu beachten. Weiterhin ist zu beachten, dass bei mehr als 45 Dachneigung besondere Arbeitsplätze auf dem Dach zu schaffen sind: z.b. Dachdeckerstühle, Dachdeckerauflageleitern, Lattungen. Abbildung: Zu beachtende Maße bei der Montage von Auffangnetzen. Wenn Dachfanggerüst oder Dachschutzwand unzweckmäßig sind, können als Absturzsicherung auch Sicherheitsgeschirre eingesetzt werden. Den Sicherheitsdachhaken möglichst oberhalb des Benutzers an tragfähigen Bauteilen anschlagen. Keine Leiterhaken benutzen! Abbildung: Sicherheitsgeschirr SOLARSTROM HANDBUCH 22

25 5.3 Erdung von PV-Generatoren Die Berührungssicherheit elektrischer Anlagen hat insbesondere auf dem Dach eine hohe Bedeutung. Primär-Schädigungen durch elektrischen Schlag sind gefährlich, da sie sehr leicht zu schweren Sekundärschäden (Sturz vom Dach) führen können. Achten Sie bitte unbedingt darauf, dass berührbare leitende Teile des PV-Generators (z.b. Metallrahmen, Tragekonstruktion etc.) geerdet sein müssen. Die Erdung metallischer Teile einer elektrischen Anlage ist gemäß DIN VDE 0100, Teil 712 in jedem Falle zwingend vorgeschrieben. Grundsätzlich muss das Gestell über ein NYM 1x16 mm² Cu-Kabel mit der Potentialausgleichsschiene der Elektroverteilung im Haus verbunden werden. Ist ein Blitzschutz vorhanden s.u. 5.4 Blitzschutz Bei bestehendem oder zu bauendem äußeren Blitzschutz ist darauf zu achten, dass alle Teile des PV- Generators sich innerhalb der Maschen der Blitzschutzanlage befinden. Zusätzlich ist nach allen Seiten ein Sicherheitsabstand zu den Teilen der Blitzschutzanlage einzuhalten. Die Berechnung des Trennungsabstandes erfolgt gemäß DIN V VDE V In der Praxis hat sich ein Abstand von ca. 0,5 m bewährt. Nur in den Fällen wo der Trennungsabstand nicht eingehalten werden kann muss der PV-Generator mit der Blitzschutzanlage verbunden werden, um die Folgen von Überschlägen zu begrenzen. Die Verbindung sollte mit mindestens 1x16 mm² Cu-Kabel und blitzstromfähigen Klemmen ausgeführt werden. 5.5 Wechselrichter und Freischalter (DC-Hauptschalter) a) Wechselrichter Wichtige Hinweise zur Auslegung und Installation werden im Bedienungshandbuch des Wechselrichterherstellers gegeben. Sie sollten unbedingt beachtet werden. Achtung! Die wechselstromseitige Installation ist von einem zugelassenen Elektroinstallateur durchzuführen. Alle vorgeschriebenen Sicherheitsvorschriften, die technische Anschlussbedingung (TAB) des zuständigen Energieunternehmens (EVU) sowie die VDE-Vorschriften sind einzuhalten. Abbildung: Typische Wechselrichteranordnung mit Freischaltern und Sicherungsverteiler SOLARSTROM HANDBUCH 23

26 b) DC-Freischalter Um Wartungs- oder Reparaturarbeiten durchzuführen, muss der Wechselrichter vom PV-Generator getrennt werden. Dazu wird eine gleichspannungsseitige Freischaltstelle, der DC-Freischalter, benutzt. Abbildung: ABB Freischalter mit 750 V und 16 oder 32 A inkl. Schaltplan Es ist ein Schalter auszuwählen, der Schaltvermögen für Gleichstrom besitzt. Er sollte Lastschaltvermögen besitzen (Schalter kann problemlos im laufenden Betrieb betätigt werden, also auch im Notfall bei laufender Anlage). Ausgelegt wird er auf die maximale Leerlaufspannung des Solargenerators und auf 125% des maximalen Generatorstromes (Kurzschlussstrom bei voller Einstrahlung). 5.6 Verkabelung und Verschaltung einer PV-Anlage Verkabelungsplan Der hier dargestellte Verkabelungsplan bezieht sich auf die Modulansicht von oben. Die Module werden in Reihe verschaltet. Bei Wechselrichter 1 werden zwei Modulstrings parallel in einem MPP- Regler verarbeitet. Bei Wechselrichter 2 (Multistring-Gerät) wird je ein String von einem MPP-Regler verarbeitet (Die Strings müssten nicht gleich groß sein). Bei Wechselrichter 3 ist ein String auf einem MPP-Regler. SOLARSTROM HANDBUCH 24

27 (Kaco Powador 5000xi) +1.1 WR 1 2 x 19 Module aleo S16 (165 Wp) (Mastervolt QS 3500) WR 2 2 x 9 Module aleo S16 (165 Wp) (Solarmax 2000 C) WR 3 1 x 13 Module aleo S16 (165 Wp) Abbildung: Beispiel für 5 Strings auf 3 verschiedenen Wechselrichtern Schaltschema 2 x 19 Module aleo S16 ( 165 Wp ) P ges. : 6,27 KWp Freischalter ABB Typ OTP16BA8MS 750 V DC / 16 A Wechselrichter Kaco Powador 5000 xi DC Nenn 5,73 kwp AC Nenn 5,50 kw Sicherungsautomat 1 x ABB S 201 / B 32 2 x ABB S 201 / B x 9 Module aleo S16 ( 165 Wp ) P ges. : 2,97 KWp 2 x Freischalter ABB Typ OT16E4 500 V DC / 16 A Wechselrichter Mastervolt QS 3500 DC Nenn 2,75 kwp AC Nenn 2,60 kw Sicherungsautomat 1 x ABB S 201 / B x 13 Module aleo S16 ( 165 Wp ) P ges. : 2,145 KWp Wechselrichter Sicherungsautomat Solarmax 2000 C 1 x ABB S 201 / B 16 DC Nenn 2,30 kwp Freischalter ABB Typ OTP16BA8MS AC Nenn 1,80 kw 750 V DC / 16 A Erdung PV - Generatorunterkonstruktion 2 mit 1 x 16 mm 5 FI - Schutzschalter ABB F A / 300 ma 5 DS Einspeisezähler 5 Kundenanlage Sicherung ABB S E 35 sel. 5 HA SOLARSTROM HANDBUCH 25

28 5.7 Wartung der Anlage Im Gegensatz zu Wind- oder Biomasseanlagen gibt es bei Photovoltaikanlagen keine drehenden Generatorteile oder die Notwendigkeit einer Prozessüberwachung. Photovoltaikanlagen sind im Allgemeinen wartungsfrei. Soweit keine Störung an den Geräten angezeigt wird benötigen Wechselrichter und Module keine Funktionsprüfung. Die Wartung der Anlage beschränkt sich auf die Sichtkontrolle des PV- Generators und Kontrolle der Betriebsanzeige des Wechselrichters. Bei ausreichender Neigung (größer 15 ) ist eine Reinigung der Module im Allgemeinen nicht erforderlich (Selbstreinigung durch Regen). In stark belasteten Gegenden oder bei starkem Blütenstaubanfall mit längeren Trockenzeiten kann es lohnend sein, die Glasscheibenoberfläche mit Leitungswasser mittels Schwamm oder Autowaschbürste zu reinigen. Jährlich sollen die FI -Schutzschalter in der Elektroverteilung oder im Zählerschrank zur Funktionsprüfung betätigt werden (Die Anlage schaltet sich daraufhin selbstständig ab und wieder ein). SOLARSTROM HANDBUCH 26

29 6 BEISPIEL: WARTUNGSANGEBOT FÜR EINE PHOTOVOLTAIKANLAGE Um langjährig hohe Erträge zu gewährleisten, sollte einmal pro Jahr eine komplette Kontrolle der Anlage stattfinden. Diese sollte nachfolgende Leistungen beinhalten, die wir auch gerne für Sie übernehmen. Sichtkontrolle Dachbefestigung, Generatorgestell, Modulbefestigung, DC-Verkabelung, DC-Koppelkästen (öffnen, auf Feuchtigkeit kontrollieren), Wechselrichter (öffnen, auf Feuchtigkeit kontrollieren), Freischalter (öffnen, auf Feuchtigkeit kontrollieren), Unterverteilung, AC-Anschlusskabel, Zählereinrichtung, Zählervorsicherung. Elektrische Funktionsprüfung Soll-Ist-Vergleich bei gleichzeitiger Aufzeichnung der Einstrahlungswerte Leerlaufspannung des Generators MPP-Spannung der einzelnen Stränge Kurzschlussstrom der einzelnen Stränge MPP-Strom AC-Spannung und AC-Strom Prüfen Schutzeinrichtung ENS bzw. dreiphasiger Spannungsrückgangsschutz Funktion der Wechselrichtervorsicherungen FI-Schutzschalter Varistoren Wechselrichtereingänge Erdung Generatorgestell (bei Anlagen ohne äußeren Blitzschutz) Abgleich der Messwerte DC mit den Anzeigewerten der Wechselrichter AC mit der Anzeigewerten der Wechselrichter Auslesen Fehlerspeicher Wechselrichter Zähleinrichtung Eichgültigkeit des Zählers prüfen, Verplombung überprüfen Ertragsüberprüfung Aufnehmen des Zählerstandes zum Stichtag Die aufgeführten Punkte werden anhand eines Protokolls abgearbeitet und dokumentiert. Außerdem erhalten Sie einmal jährlich eine Gegenüberstellung der uns verfügbaren Anlagendaten im Vergleich zu Ihrer Anlage. SOLARSTROM HANDBUCH 27

30 7 CHECKLISTE ZUR PLANUNG EINER SOLARSTROMANLAGE Adresse Kundennummer falls vorhanden :... Kommission: PLZ/Projektstandort: Dachtyp: Schrägdach Flachdach Freifläche Unterkonstruktion: Sparren Fetten Abstand:... m... m Dacheindeckung: Ziegel/Pfanne Blechdach Eternit Frankfurter Pfanne Wellblech asbestfrei Biberschwanz Trapezblech asbesthaltig Schiefer Sonstige:... Dachmaße: Länge:... m Höhe (First/Traufe):... m Dachneigung:... Dachausrichtung:... Bemerkungen: (Wenn vorhanden bitte Skizzen und Fotos senden!) SOLARSTROM HANDBUCH 28

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