PV-Anlagen Ausführungsbeispiele:

 

AUSFüHRUNGSBEISPIELE VON PHOTOVOLTAIKANLAGEN

 

Netzparallel betriebene Photovoltaikanlagen (PV-Anlagen) dürfen nur mit schriftlicher Zustimmung des Netzbetreibers errichtet und in Betrieb genommen werden.

Elektrische Energiespeicher sind in ihrer Wirkung auf das Verteilernetz grundsätzlich wie Stromerzeugungsanlagen zu werten. Wird eine Stromerzeugungsanlage in Kombination mit einem Energiespeicher an einem Verknüpfungspunkt angeschlossen, sind diese immer in Ihrer Gesamtwirkung zu betrachten. Wenn ein allfälliger Energiespeicher für Eigenverbrauchsoptimierung verwendet wird und dieser so gesteuert wird, dass dieser nicht ins Netz einspeist, so gilt die Engpassleistung der Stromerzeugungsanlage als maximale Einspeiseleistung. Ist dies nicht der Fall, so ist beim Betriebskonzept zu berücksichtigen, dass die genehmigte maximale Einspeiseleistung durch die kumulierte netzwirksame Bemessungsleistung (gebildet aus Stromerzeugungsanlage und Energiespeicher) nicht überschritten werden darf. Eine Überschreitung bei der genehmigten maximalen Einspeiseleistung infolge des Betriebskonzeptes ist meldepflichtig (Netzbeurteilung erforderlich; die bloße Bekanntgabe im Zuge der Inbetriebsetzungsmeldung ist nicht ausreichend!). Einphasige Speicher sind bei einphasigen Stromerzeugungsanlagen auf der gleichen Phase anzuschließen. Dabei ist eine maximale Unsymmetrie von 3,68 kW in jedem Betriebspunkt der Gesamtanlage einzuhalten. In Verbindung mit zwei- oder dreiphasigen Stromerzeugungsanlagen ist durch technische Einrichtungen sicherzustellen, dass die maximale Unsymmetrie von 3,68 kW in jedem Betriebspunkt der Gesamtanlage nicht überschritten wird.

Die nachfolgenden Abbildungen dienen dem allgemeinen Verständnis und zeigen schematische Darstellungen bzw. Ausführungsbeispiele von Photovoltaikanlagen/Energiespeicheranlagen im TN-System.


Volleinspeisung

 

   

Abb. 1: Darstellung einer PV-Anlage <= 30 kVA Nennscheinleistung für Volleinspeisung im TN-System:

Bei Anlagen mit Volleinspeisung wird der gesamte momentan erzeugte elektrische Energie der PV-Anlage (abzüglich der Energie für den Eigenbedarf) direkt in das „Netz“ eingespeist. Die erzeugte Energie wird vom Energiehändler (z.B. OeMAG) vergütet.

Die Messung der elektrischen Energie wird mittels eines speziellen Zählers, der beide Energierichtungen erfassen kann, durchgeführt. Für PV-Anlagen bis 30 kVA Wechselrichter-Gesamtnennscheinleistung ist kein zentraler Netzentkupplungsschutz erforderlich.

 

 

Überschusseinspeisung

 

Abb. 2:  Prinzipdarstellung einer PV-Anlage <= 30 kVA Gesamtnennscheinleistung für Überschusseinspeisung im TN-System (Wechselrichter ist nicht für Inselbetrieb geeignet)

Bei PV-Anlagen mit Überschusseinspeisung wird die momentan erzeugte elektrische Energie bei Eigenbedarf seitens der Verbraucheranlage direkt von der PV-Anlage bezogen. Wenn der Eigenbedarf bei der Verbraucheranlage die Erzeugung unterschreitet, wird die überschüssige Energie ins „Netz“ eingespeist und vom Energiehändler vergütet. Wenn die PV-Anlage weniger Energie produziert (als von der Verbraucheranlage benötigt wird) wird der restliche Energiebedarf aus dem „Netz“ bezogen.

Die Messung der vom Netz bezogenen und der ins Verteilernetz gelieferten elektrischen Energie wird mittels eines speziellen Zählers durchgeführt, der beide Energierichtungen erfassen kann.

Für PV-Anlagen bis 30 kVA Gesamtnennscheinleistung ist kein zentraler Netzentkupplungsschutz erforderlich.

 
 
 

Zentraler Netzentkupplungsschutz bei Anlagen mit einer Gesamtnennscheinleistung größer 30 kVA

Anlagen mit einer Gesamtnennscheinleistung größer als 30 kVA müssen mit einem zentral angeordneten Netzentkupplungsschutz gemäß TOR Teil D, Hauptabschnitt D4 ausgeführt werden. Bei derartigen Anlagen ist auch eine, dem Netzbetreiber jederzeit zugängliche extern ausgeführte Schaltstelle auszuführen. Bei Anlagen mit Kabelanschluss ist diese in der Regel durch die vorhandenen Schalteinrichtungen des Netzbetreibers (z.B. im Kabelverteiler) gegeben. Für Anlagen mit Freileitungsanschluss muss jedenfalls eine extern ausgeführte Schaltstelle entsprechend TOR Teil D, Hauptabschnitt D4 vorgesehen werden.

Bei Anlagen mit extern ausgeführter Schaltstelle kann die Schalteinrichtung der Entkupplungsstelle (z.B. Kuppelschütz) mit einfacher Trennung ausgeführt werden. Befindet sich die Entkupplungsstelle in unmittelbarer Nähe der Nullungsverbindung kann (können) die Schalteinrichtung(en) 3-polig ausgeführt werden. Der zentrale Netzentkupplungsschutz muss auf alle Erzeugungsanlagen einer Kundenanlage wirken.

 

 

 

Abb. 3: Prinzipdarstellung der zentralen Netzentkupplung

 

 

 
 
 

 

Abb. 4: Darstellung der zentralen Netzenkupplung  mit redundant ausgeführten Schalteinrichtungen in Serie (Kuppelschütze) für eine PV-Anlage größer 30 kVA Wechselrichter-Summennennscheinleistung (Überschusseinspeisung im TN-System).

 

Netzschutz bei Anlagen mit Inselbetrieb

Bei Installation von inselbetriebsfähigen Wechselrichtern mit Freischaltung der Inselbetriebsfunktion/anlagenseitiger Realisierung der Inselbetriebsfunktion muss in der elektrischen Anlage eine geeignete Ersatzstrom-Versorgungs - Umschalteinrichtung oder Netzentkupplung angeordnet werden. Diese Einrichtungen müssen zuverlässig sicherstellen, dass während eines Inselbetriebes keine Rückspeisung in das Verteilernetz des Netzbetreibers erfolgen kann. 

 

 

Auf die individuell verdrahtete Ausführung eines externen Netzentkupplungsschutzes mit redundanten Schalteinrichtungen in Serie (z.B. zwei Kuppelschützen) kann verzichtet werden, wenn die inselbetriebsfähige Anlage folgende Voraussetzungen erfüllt:

 

a.)         Einsatz von Wechselrichtern mit getrennten Lastausgängen für Netzbetrieb und Ersatzbetrieb und Errichtung einer Notstromumschaltung

 

Die Notstromumschaltung muss folgende Anforderungen erfüllen:

-      Bei Ausführung einer manuellen Umschaltung ist ein Notstromumschalter mit Nullstellung zu verwenden

-      Bei Realisierung einer automatischen Notstromumschaltung ist eine Schalteinrichtung mit elektrischer und mechanischer Verriegelung oder eine vom Hersteller für das Gesamtsystem zugelassene Umschalteinrichtung zu verwenden

Die Umschalteinrichtung ist nach Möglichkeit im plombierbaren Bereich des Zählerverteilers anzuordnen.

 

Abb. 5: Prinzipdarstellung (ohne Darstellung der erforderlichen Schutzeinrichtungen wie Sicherungen, Leitungsschutzschalter, FI-Schutzschalter udgl.) eines Wechselrichters mit getrennten Ausgängen für Netzbetrieb und Ersatzbetrieb (Nennscheinleistung <= 30 kVA)

 

 

b.)         Einsatz von Wechselrichtern mit einem gemeinsamen Lastausgang für Netzbetrieb und Ersatzbetrieb und Verwendung einer vom Hersteller approbierten Netzumschaltbox

Der Wechselrichter und die Netzumschaltbox müssen ein vom Hersteller approbiertes Gesamtsystem bilden.

 

Abb. 6: Prinzipdarstellung (ohne Darstellung der erforderlichen Schutzeinrichtungen wie Sicherungen, Leitungsschutzschalter, FI-Schutzschalter udgl.) eines Wechselrichters mit einem gemeinsamen Ausgang für Netzbetrieb und Ersatzbetrieb (Nennscheinleistung <= 30 kVA)

Bei Einsatz von inselbetriebsfähigen Wechselrichtern mit einem gemeinsamen Ausgang für Netzbetrieb und Ersatzbetrieb ohne Freischaltung der Inselbetriebsfunktion/ohne anlagenseitiger Realisierung muss herstellerseitig sichergestellt sein, dass ein Aktivieren der Inselbetriebsfähigkeit nur durch Freigabe des Herstellers erfolgen kann (Aktivierungscode für Elektrotechniker usw.). Die Änderung der Parametrierung sowie die nachträgliche Herstellung der Umschalt- oder Schutzeinrichtungen haben durch ein Elektrounternehmen zu erfolgen. Die Änderung ist über das Meldewesen dem Netzbetreiber zur Kenntnis zu bringen. Wird diese Anforderung vom Wechselrichter nicht erfüllt, sind die erforderlichen Umschalt- oder Schutzeinrichtungen bereits bei der Inbetriebsetzung des Wechselrichters zu errichten.

 

 

Ausführungsvorgaben für den externen/zentralen Netzentkupplungsschutz

Eine Prüfklemmleiste (mit Prüfbuchsen 4 mm rund, Klemmen längstrennbar) ist gemäß nachfolgendem Schaltbild vorzusehen. Bei geöffneter Prüftrennklemme muss sich die Trennlasche unten befinden. Für die Verdrahtungsfarben existieren keine besonderen Vorgaben.

Das Netzschutzrelais (z.B. Bender VMD 460, compact electric CDMRE 100 oder technisch gleichwertiges Produkt) muss u.a. den Anforderungen der "Einfehlersicherheit" gemäß ÖVE/ÖNORM E8001-4-712 entsprechen. Das Netzschutzrelais muss entsprechend den Vorgaben des Verteilnetzbetreibers (siehe Netzzugangszusage) parametriert werden. Spätestens bei der Inbetriebnahme muss ein Einzelprüfprotokoll vorgelegt werden.

Bei Realisierung eines zentralen Netzenkupplungsschutzes gemäß TOR Teil D, Hauptabschnitt D4 ist die Ausführung einer Schalteinrichtung (z.B. Kuppelschütz) ausreichend. Bei Realisierung eines externen Netzentkupplungsschutzes (Netzschutz für Inselbetrieb) sind zwei redundante Schalteinrichtungen in Serie (z.B. zwei Kuppelschütze) auszuführen.

Nachstehende Darstellung zeigt beispielhaft die Verdrahtung eines zentralen Netzentkupplungsschutzes (compact electric CDMRE 100) mit den zugehörigen Prüfklemmen und den Kuppelschützen.

                                                                    

 

 

 

 

 

Abb. 7: Darstellung des Steuerstromkreises für den zentralen Netzentkupplungsschutz (ohne Darstellung des Hauptstromkreises)