Vorstellung, Konzept und Realisierungsmaßnahmen Dipl.-Ing Jürgen Wettingfeld W. Wettingfeld GmbH & Co. KG Hafelsstr. 236 47809 Krefeld Seite 1 www.wettingfeld.com Seite 2 1
Übersicht Übersicht Beschreibung der Anlage Alter Ist-Stand des Blitzschutzes Konzept für den Blitzschutz Äußerer Blitzschutz Innerer Blitzschutz Seite 3 Beschreibung der Anlage Die Tegernseer-Hütte Die Hütte liegt im Adlernest zwischen den Gipfeln von Roß- und Buchstein auf 1650 Meter Höhe. Sie gehört der DAV (Deutscher Alpenverein) Sektion Tegernsee an. Sie bietet Wanderern Kost, Logis und Übernachtungsmöglichkeiten für bis zu 30 Personen an. Im bewirtschafteten Zeitraum werden jährlich ca. 12.000 Gäste gezählt. Im Mai 1965 brannte sie nach einem Blitzeinschlag vollständig ab. Seite 4 2
Beschreibung der Anlage Seite 5 Beschreibung der Anlage Lage der Tegernseer-Hütte Seite 6 3
Beschreibung der Anlage Die Photovoltaik-Anlage Der Generator ist auf der Südseite der Hütte, auf dem Blechdach, oberhalb der neu errichteten Sonnenterrasse als Flachdachanlage errichtet worden. Er besteht aus insgesamt 14 Modulen mit einer Systemspannung von 24 Volt. Seite 7 Beschreibung der Anlage Einführung der 14 Generatorleitungen in das Blechdach Seite 8 4
Beschreibung der Anlage Die Photovoltaik-Anlage Die Energie wird mittels eines Ladereglers in einem Akkumulator gespeichert. Er besteht aus insgesamt 12 Einzelzellen mit einer Batteriespannung von jeweils zwei Volt. Seite 9 Beschreibung der Anlage Die Photovoltaik-Anlage Die meisten Verbraucher im Hause werden mit dieser Gleichspannung von 24 Volt direkt betrieben (Lampen, Kühlgeräte, etc.). Einige Verbraucher benötigen jedoch zum Betrieb 230 Volt Wechselspannung. Aus diesem Grund ist neben dem Laderegler auch ein Wechselrichter integriert. Wechselrichter Laderegler Seite 10 5
Alter Ist-Stand des Blitzschutzes 5 m PV-Generator 3 m Terrasse Alter Ist-Stand 6 m des Blitzschutzes (Äußerer Blitzschutz) Berg, ca. 50 m höher als die Hütte, Gipfel ca. 50 m entfernt Kamine mit Metallspitzen Blechdach 8 m Hütte = Ableitung Blechdach 4 m Seilbahneingang 3 m Waschraum/Toiletten Propangas-Anlage Seite 11 Alter Ist-Stand des Blitzschutzes Ableitung aus Stahldraht 8 mm verz. Messung der Erdungsanlage, Ringerder der Erderanordnung Typ B mit Strahlenerder um den Blitzstrom von der Hütte wegzuleiten. Seite 12 6
Alter Ist-Stand des Blitzschutzes Alter Ist-Stand des Blitzschutzes (Innerer Blitzschutz) Überspannungsableiter 60 V Seite 13 Alter Ist-Stand des Blitzschutzes Alter Ist-Stand des Blitzschutzes (Innerer Blitzschutz) Potentialausgleichsschiene im Erdgeschoss. Hieran sind alle metallenen Teile innerhalb der Hütte angeschlossen. Seite 14 7
Risikoabschätzung Ergebnis nach Eingabe eines Blitzschutzsystems der Klasse IV Durch die Einbindung des Generators in die äußere Fangeinrichtung werden die Risikokomponenten RM und RB bereits so stark minimiert, dass das akzeptierbare Risiko Ra nicht mehr überschritten wird. Seite 15 Konzept für den Blitzschutz Das Das Blitzschutzkonzept für für eine eine Hybridanlage muss grundsätzlich für für zwei zwei unterschiedliche Bedrohungsfälle ausgelegt sein: Schutz vor vor den den Auswirkungen direkter Blitzeinschläge in in die die Anlagenkomponenten selbst bzw. bzw. die die Gebäude der der Anlage Schutz vor vor Blitzüberspannungen an an den den Komponenten der der Hybridanlage, die die auch durch indirekte Blitzeinschläge hervorgerufen werden können Seite 16 8
Schutzwinkelverfahren 2,5 m Trennungsabstand s Schutzwinkel für eine Fangstange bis 3 m Höhe: Schutzklasse I = 70 Schutzklasse II = 72 Schutzklasse III = 76 Schutzklasse IV = 79 Seite 17 Maschenverfahren: Beispiel für die Anwendung Seite 18 9
Eindringtiefe der Blitzkugel 2 d p = R R 2 Erfolgt der Schutz durch die Anordnung von mehreren Fangstangen, dann muss für die Berechnung der Eindringtiefe immer die größte Entfernung zwischen den Fangstangen gewählt werden. 2 Blitzkugelverfahren D = Abstand der Fangleitung / Fangstange [m] 2,00 3,00 4,00 5,00 10,00 15,00 20,00 I 20 0,03 0,06 0,10 0,16 0,64 1,46 2,68 Schutzklasse II 30 P = Eindringtiefe der Blitzkugel [m] 0,02 0,04 0,07 0,10 0,42 0,95 1,72 III r = Radius der Blitzkugel [m] 45 0,01 0,03 0,04 0,07 0,28 0,63 1,13 IV 60 0,01 0,02 0,05 0,05 0,21 0,47 0,84 Seite 19 Blitzkugelverfahren: Anwendungsbeispiel d Diagonale Quelle: Dehn+Söhne Seite 20 10
Blitzkugelverfahren: Anwendungsbeispiel Seite 21 Anwendungsbeispiel: falsche Auslegung der Fangeinrichtung Näherung Direkter Anschluss Eingekoppelter Strom auf Kühlleitung Seite 22 11
Anwendungsbeispiel: Blitzkugelverfahren Anordnung der Fangeinrichtung nach dem Blitzkugelverfahren, Schutzklasse III Höhe der Fangstange 2,0 m, diagonaler Abstand der Fangstangen 15 m Durchhang der Blitzkugel 0,63 m, Höhe der Dachaufbauten 1,3 m Seite 23 Buchstein Blitzkugel Radius 78 m Blitzkugel Blitzstrom- Radius 60 m Scheitelwert unterer Blitzstromscheitelwert 15 ka 27 ka Schutzklasse IV Roßstein Seite 24 12
Äusserer Blitzschutz Äußerer Blitzschutz 6 Fangspitzen, die den Generator um ca. 10 cm überragen und einen Abstand von 10 cm zum Generator haben Seite 25 Konzept und Ausführung Der Photovoltaikgenerator wird durch den Einsatz von Fangspitzen gegen direkte Blitzeinschläge geschützt. Seite 26 13
Konzept und Ausführung Seite 27 Konzept und Ausführung Seite 28 14
Konzept und Ausführung Innerer Blitzschutz - Überspannungsschutz Untergeschoss Installationskasten Dachboden Generatoranschlusskasten Dachbereich Photovoltaikgenerator Anschluss an die Erdungsanlage vorh. Plus-, Minus-, PA-Leitung SPD Typ II, Fabrikat Dehnguard T 75 zusätzliche PA-Leitung 16 mm² Seite 29 Konzept und Ausführung Vom Generatoranschlusskasten wurde eine Potentialausgleichsleitung bis zur Dachfläche gezogen und fest an ihr angeschlossen (16mm 2 ). Die Potentialausgleichsleitung vom Generatoranschlusskasten unter dem Dach bis zum Installationskasten im Untergeschoss wurde belassen, da sie zusammen mit den beiden Generatorleitungen den Blitzstrom führt. Zusammen wird so ein Querschnitt von 16mm 2 sicher erreicht. Seite 30 15
Konzept und Ausführung Im Generatoranschlusskasten wurden Ableiter der Klasse C zum Einkoppeln der Teilblitzströme auf die Generatorhauptleitungen und zur Überspannungsbegrenzung eingebaut. Seite 31 Konzept und Ausführung Im Installationskasten im Untergeschoss werden weitere Ableiter der Klasse C zum auskoppeln von Blitzteilströmen von den Generatorhauptleitungen und ebenfalls zur Überspannungsbegrenzung eingesetzt. Seite 32 16
Das Team Seite 33 Kein Weg zu steil Seite 34 17
Kein Weg zu steil Seite 35 Hinweis: Umfangreiche Informationen zum Blitzschutz finden Sie im VDB Montagehandbuch. Namhafte Autoren haben zu allen Bereichen des Blitzschutzes informative Beiträge verfasst. Alle Inhalte wurden schon auf die neue Normenreihe umgestellt. Aktualisierungen und fachliche Neuerungen nach Möglichkeit jährlich. Seite 36 18
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