Erweiterung PV-Anlage um Batteriespeicher und Option auf (temp.) Inselbetrieb bei Netzausfall

Das scheint die Norm anders zu sagen und will den PEN des Energieversorgers trennen, siehe Zitat unten. Dazu werde ich aber meinen Energieversorger mal befragen.

Wir haben nicht zufällig VNB-Mitarbeiter oder Elektromeister hier im Forum, die das in Absprache mit dem VNB bereits "Regel-/VNB-konform" umgesetzt haben?

Zitat:
" Die Regel, dass in den PEN-Leiter keine Schalt- oder Trenneinrichtung eingesetzt werden darf..., bezieht sich auf den normalen Betrieb innerhalb eines einzelnen Netzes oder Stromkreises, um die lebenswichtige Schutzleiterfunktion nicht unbeabsichtigt zu unterbrechen.... Die Umschaltung zwischen dem öffentlichen Netz und einem Ersatzstromsystem ist jedoch ein Systemwechsel. Hier steht die sichere Trennung von der ausgefallenen oder zu wartenden Versorgungsseite im Vordergrund, auch wenn diese Seite die Sternpunkterdung des öffentlichen Netzes über den PEN bereitstellt. Das lokale Schutzleitersystem des Gebäudes bleibt dabei mit der Haupterdungsschiene und dem Fundamenterder verbunden..., und das Ersatzstromaggregat stellt während seines Betriebs die erforderliche Erdverbindung bereit (oft durch einen eigenen Sternpunkt)."

"Dies ist eine spezifische Anforderung an die Umschalteinrichtung zwischen zwei Versorgungsquellen und steht nicht im Widerspruch zur allgemeinen Regel, den PEN-Leiter im normalen Betrieb nicht zu schalten oder abzusichern."

Edit: Ein anderer Thread bringt es auf den Punkt "Auch im TN Netz ist aber halt zwingend ein Guter Anlagenerder nötig.
Ansonsten kommt es zu Gefährdungen bei Arbeiten oder Schäden am öffentlichen Netz, da sonst die Fehler und Kurzschlußströme über das öffentliche Netz bei Ersatzbetrieb fließen wollen und bei Trennung gefährliche Spannungen zwischen PEN und Erde Rückwärts ins Netz geben können."

Nur mal so....

Auf eigenem N ist gegenüber dem PE 1000V - voll kaputt - keine Ahnung

Kann das eine Auswirkung auf das Verteilernetz haben ?

Ist damit eine Gefährdung Dritter möglich?

Es wird der N vom PEN umgeschaltet und der PE fest verkabelt. Es gibt nur einen PE.

Dee PEN wird von der Ersatzstromanlage gebildet.

Ich ja auch (den Umstand, dass die Regeln nicht befreit sind/mit Steuergeldern veröffentlicht werden).

Ein Richter wird das aber im Fall der Fälle nicht so sehen. Als konzessionierter Elektroinstallationsbetrieb hast du zwangsweise Zugang und wie heißt es so schön "Unwissenheit schützt ... nicht".

Aber aus dem was du schreibst schließe ich, dass Du dir hinreichend Gedanken gemacht hast und ich danke dir sehr, dass du sie teilst!

Franky

Ich denke nicht, insbesondere, wenn Dein PE keine (direkte, niederohmige) Verbindung zum PE(N) des VNB hat. Aber das man das Potential des fernen PE durch eine eigene Erzeugeranlage gegenüber der Erde

"Bei der Umschaltung der Verbrauchsanlage vom Netz des NB auf die Stromversorgung für Sicherheitszwecke muss eine zwangsläufige allpolige Trennung der Außenleiter (L1, L2, L3) und des Neutralleiters (N) bzw. PEN-Leiters des Versorgungsnetzes erfolgen. "Anmerkung: Die Ausnahmeregelung, nach der wegen der Vermaschung von Erdungen und Potentialausgleichsleitern die Trennung der Außenleiter nach Zustimmung des NB ausreichend ist, ist in der VDE-AR-N 4100 nicht mehr enthalten."

"Wenn nun eine eigene Erzeugungsanlage (wie eine PV-Anlage mit Notstromfunktion) die Versorgung des Gebäudes übernimmt, muss laut Quelle3 die Verbindung zum Netz des Netzbetreibers allpolig getrennt werden (L1, L2, L3 und N bzw. PEN). Dies geschieht typischerweise durch eine geeignete Trenneinrichtung am Einspeisepunkt oder im Hauptverteiler. Dadurch wird das Gebäude vom Erdungssystem des Netzbetreibers (das den PEN und seine Erdungen einschließt)

Dies ist notwendig, um einerseits Rückspeisungen ins Netz zu verhindern3 und andererseits ein definiertes Erdungssystem für den Betrieb der eigenen Erzeugungsanlage zu schaffen, da das Referenzpotential nun von der eigenen Anlage bereitgestellt wird und nicht mehr vom Netzbetreiber.

Gerade der letzte Satz kommt mir in einem TN-C-Netz mit eigenem Hauserder komisch vor.

Ich fürchte, wenn ich meinen Energieversorger frage, wird dieser nur mit den Achseln zucken.

Edit: Ein anderer Thread bringt es auf den Punkt: "Auch im TN Netz ist aber halt zwingend ein Guter Anlagenerder nötig. Ansonsten kommt es zu Gefährdungen bei Arbeiten oder Schäden am öffentlichen Netz, da sonst die Fehler und Kurzschlußströme über das öffentliche Netz bei Ersatzbetrieb fließen wollen und bei Trennung gefährliche Spannungen zwischen PEN und Erde Rückwärts ins Netz geben können."

So ich muss hier mal für mich selbst was festhalten (AI Antwort, kann halluziniert sein, werde ich prüfen)

:high_voltage: 4. Deye Hybridwechselrichter – Pro & Contra

Deye (SUN 8K–12K) + eigene Batterie (48 V) ist in DIY-Kreisen beliebt wegen:

  • Gen-Port
  • EPS-Ausgang (Ersatzstrom)
  • Hohe Kompatibilität
  • MQTT-Integration

Aber:

  • In Deutschland nicht von jedem Netzbetreiber ohne Weiteres zugelassen
  • Keine VDE-AR-N 4105 Zertifizierung für Ersatzstrombetrieb (Stand: 2024)
  • Kein zertifizierter Ersatzstrom-Umschalter = mögliche Probleme bei Abnahme

Alternative mit VDE-Zulassung:

  • Victron Multiplus II GX + Cerbo GX + SmartSolar MPPT
  • SMA Sunny Island (aufwendig, aber "solide deutsch")
  • Fronius GEN24 Plus (teurer, aber komfortabel, inkl. VDE-konformer Ersatzstrom)

Lösung:

  • Hybridmodell mit bestehender PV über AC, neue Module mit DC-Kopplung zur Batterie.
  • DC-seitige Ladung mit Victron MPPT oder Goodwe, Growatt etc. (kostengünstig)
  • Bestehende Mikro-Wechselrichter via AC-Einspeisung koppeln (z. B. AC-Kopplung bei Victron mit ESS-Modus)

:white_check_mark: Fazit / Handlungsempfehlung

  • :white_check_mark: Du bleibst bei Mikro-Wechselrichtern, also: bestehende Anlage → AC-Kopplung, neue Module → DC-gekoppelt via MPPT.

  • :white_check_mark: Manueller Inselbetrieb erlaubt dir, die strengen Anforderungen zu umgehen.

  • :white_check_mark: Victron Multiplus II (oder Deye, wenn keine offizielle VNB-Zulassung nötig) + manuelle Umschaltung → solide Lösung.

  • :white_check_mark: Heizung des Containers per 12V Heizfolie + BMS-gesteuert.

  • :white_check_mark: BMS mit Fernüberwachung (z. B. JK, Daly Smart BMS) bietet Zellschutz und Diagnosefähigkeit.

  • Victron MultiPlus/Sunny Island: Victron wird in der Diskussion häufig empfohlen und ist für AC-Koppelung ideal. Laut victronenergy.com bietet der MultiPlus II (z. B. 5 kVA) Schwarzstartfähigkeit, manuelle/automatische Netzumschaltung und offene Schnittstellen (Modbus, MQTT). Der SMA Sunny Island ist ähnlich leistungsfähig, aber teurer.

  • Deye Hybridwechselrichter: Der Deye SUN-12K (12 kW) wird von Vavuum und Auric erwähnt. Laut deye.com ist er schwarzstartfähig, unterstützt AC-Kopplung und hat einen Generatorport für zusätzliche Quellen. Er ist in Deutschland CE-zertifiziert, aber die Zulassung für automatische Umschaltung sollte mit dem Netzbetreiber geklärt werden.

Umschalter: Hager SFT440 hat keinen vor-/nacheilenden Neutralleiter, als Umschalter ungeeignet.
Der Kraus & Naimer Lastumschalter 4-polig 63A 22kW [Netz - 0 - Notstrom] hat einen vor-/nacheilenden Neutralleiter,

Hier (Dokument allerdings von 2004, es gibt aber kein update(?) wird der PE zum HAK nicht unterbrochen:

Erdung von Inselnetzsystemen:

_
S.47: "Im TN-System darf auf die Trennung des PEN-Leiters der Eigenerzeugungsanlage vom Einspeisepunkt in das Netz des VNB verzichtet werden, wenn der VNB sein Einverständnis gegeben hat":

Damit das ganze "schwarzstartfähig" ist auch wenn der Akku mal leer wird brauchts dringend zumindest einen Teil der PV der DC gekoppelt am Akku hängt und den wieder auf Mindestladestand zum Start des WR hochpeppeln kann. Nur mit den vorhandenen netzgekoppelten Micro-WR alleine geht das nicht. Wenn das wichtig ist dann ist ein Hybrid- oder rein DC gekoppeltes Akkusystem unbedingt notwendig.

@andreash: super danke für den Hinweis!

Die TAB "meines" Energieversorgers präzisiert:

Allpoliges Schalten bedeutet [...] einschließlich des Neutralleiters. Vereinbarungsgemäß gehört der PEN-Leiter nicht dazu. Ist ein Schalten des Neutralleiters erforderlich, so ist ein Kuppelschalter einzusetzen, der den Neutralleiter beim Einschalten voreilend und beim Ausschalten nacheilend schaltet, mindestens aber gleichzeitig schaltet.

Das ist doch schon mal eine gut Ausgangslage.

So meine lieben,

gut möglich, dass es jetzt der Deye wird. Jetzt brauche ich bitte Hilfe von Euch bei folgender Frage:

Es geht um die Stabilität bei einem hohen Anteil an AC-gekoppelter PV-Leistung (VDE konforme H*ymiles-Mikrowechselrichter), insbesondere im Inselbetrieb.

Geplantes Setup:

  • Wechselrichter: 2x Deye SUN-12K parallel (24 kW Nennleistung) (oder ein 25K / 30K Deye)
  • Batterie: 20-30 kWh LFP (48V) mit CAN-BMS (oder Hochspannungsakku)
  • AC-gekoppelte PV: Bis zu 25 kWp (Hoymiles Mikrowechselrichter) am Load-Ausgang
  • Last: Gesamtes Haus mit 3-phasigen Großverbrauchern (WP, Wallbox)

Die doppelten Wandlungsverluste beim Laden der Batterie aus AC-PV sind mir bewusst und werden in Kauf genommen. Meine Kernfrage zielt auf die Stabilität des Systems ab:

Meine Frage:

Wie zuverlässig und schnell regelt der Deye in der Praxis die AC-PV-Leistung über Frequenzanhebung (Frequency Shifting) herunter, um bei einem plötzlichen Lastabwurf (z.B. Wallbox schaltet ab) und fast voller Batterie einen Inselnetz-Kollaps oder Schlimmer Überspannung auf dem Loadanschluss zu vermeiden?

Das ganze würde m.E. auch eintreten, wenn die Batterie voll ist, "viel" eingespeist wird und das Netz (Energieversorger) ausfällt. Auch dann muss erst der PV-Wechselrichter runtergeregelt werden ... oder aber der Mikrowechselrichter schaltet schnell genug (wegen der Überspannung) ab? Oder der Überspannungsschutz in der Verteilung lässt die Energie gegen Erde abfließen?

Gibt es Erfahrungswerte oder eine "Best Practice"-Grenze für das Verhältnis von AC-PV-Leistung zu Deye-Nennleistung, die man aus Stabilitätsgründen nicht überschreiten sollte? Oder Muss der Akku einem Mindestfaktor (siehe Victron) entsprechen?

Zusatzinfo: Eine übergeordnete Steuerung (Modbus/DTU) ist vorhanden und könnte die AC-PV-Leistung bei Bedarf auch aktiv begrenzen, aber ich möchte die grundsätzliche Fähigkeit des Deye-Systems verstehen.

Bei V*ctron ( AC-coupling and the Factor 1.0 rule [Victron Energy]) würde man gemäß

1,5 kWp installed AC PV power requires 4.8 kWh of battery storage:

in diesem Szenario 80kWh Batterie installieren sollen.

Gruß

Franky

Die Regel gilt dann, wenn Du per AC anbindest und die AC-Wechselrichter an AC-OUT anschließt. Wenn Du an AC-IN bist oder per Victron MPPT anschließt brauchst Du die Faktor 1 Regel nicht einhalten. Per Victron MPPT bist Du auch schwarzstartfähig.

Die Regel ist da, weil Victron die externen AC-Wechselrichter der meisten Fremdfabrikate nicht schnell genug abregeln kann und die Energie auch bei Abschalten des Netzanschlusses irgendwohin muss.

@wihz Vielen Dank. Danke für die Klarstellung beim Victron. Mich interessiert besonders, ob es beim Deye unproblematischer bei AC-coupling ist, da er mit Hochfrequenzinverter arbeitet und nicht mit klassischem Trafo wie der Victron?

LG Frank

Da wurde Dir geantwortet

@auric Danke :blush: Hat noch jemand Erfahrunf zu 50 m Hochvolt DC Leitungsverlegung. Muss mal meine schlauen Bücher wälzen, habe ich noch nicht gemacht, aber ich denke, da gibt es neben den üblichen Faktoren der Leitungsdimensionierung nichts zu beachten, nur weil es DC ist. Würde dann halt voraussichtlich 10m2 Solarkabel nehmen und ggf. in nah zusammenliegende (Magnetfeld) getrennte Lehrrohre um das Risiko von Kurzschluss bei Beschädigung nochmal zu minimieren.

Franky

da werden seit Jahrzehnten PV-Leitungen mit bis zu 1500V DC in tausenden von km verlegt und jetzt kommst Du mit deinen 40 m :grimacing:

Wo siehst Du da ein Problem gerade weil es Hochvolt und nicht Hochstrom ist?

Verstehe nicht ganz worum es hier geht? Rechtliches Problem oder technisches? Oder beides?
M.E. reicht es, den N bei Netzausfall zu trennen - und das tut z.B. der Deye. PE muß nicht getrennt werden, ist ja überall geerdet, das gilt dann auch für den PEN. PEN gibt es aber nur in älteren Installationen, evtl. am HAK, spätestens am Zählerschrank sind die doch getrennt.
Meine Frage wäre: ist die Anlage bisher überhaupt angemeldet? Wenn ein großer Akku zugebaut wird, ist der m.W. ebenfalls anzumelden und muß vom NB genehmigt werden. Bei DIY-Akkus regelmässig schwierig, aber machbar. Bei wilden Konstrukten mit div. Inseln und Micro-WR stelle ich mir das aber schon schwierig vor.

Ja, Anlage ist mit den Microwechselrichtern angemeldet und genehmigt. Die N-Problematik ist gegessen, der Deye ist ja auch ZEREZ-registriert. Geplanter Akku kein DIY eben wegen der Anmeldung. Dennoch will ich den lieber im Gartenhaus haben. Ich glaube es wird ein 25K Hochvolt Deye.

Gruß

Franky

Naja, ich denke halt an die Abschaltvorrichtungen. bei den Modul-Stringleitungen wäre Kurzschluss mit Störlichtbogen schon schlecht, da hier nichts abschaltet (PV-Kurzschkussstrom = PV-Betriebsstrom), also ist der Fehlerfall schon ein bisschen mehr als bei AC-Leitungen zu verhindern, wo ich mich auf eine Kurzschlussabschaltung oder sogar Fehlerstromerkennung verlassen kann.

Ich bin sogar so weit, dass ich + und - in getrenten (nah beieinander liegenden) Lehrrohren verlegen will, um das Risiko von Kurzschluss bei Beschädigung noch weiter zu reduzieren.

Bei den Batterien denke ich ist die Lage bei Kurzschluss sicherer, da hier höhere Ströme fließen können und das BMS / die Sicherung dann eine Chance hat abzuschalten.

SE_WP_Arc_Fault_Protection_in_PV_Systems_DE.pdf (629,9 KB)

Du beschreibst den parallelen Lichtbogen der extremst selten ist und auch kein AFCI verhindern oder beeinflussen könnte (siehe angehängtes PDF)
ich denke kurz durchatmen, ordentlich arbeiten und das Problem ignorieren hülft.

Kenne Deye nicht.

Wenn ich das recht verstehe hat er wie der Multiplus (aber natürlich 3 phasig) einen Netzanschluss (beim Multiplus ist das AC-IN) und einen Lastanschluss (bei Victron AC-OUT). Wenn Du die AC-Wechselrichter an Last anschließt und das Netz wegfällt (also Du OffGrid wirst), der Akku voll ist, muss der Deye es schaffen den externen AC-Wechselrichter schnell abzuschalten und mit dem Strom in der Zwischenzeit irgendwo hin. Da hat halt Victron die 1:1-Regel eingeführt, um keine Probleme zu bekommen.

Keine Ahnung wie Deye das in dem Fall macht und wohin dann der Strom fließt......

Klar, kein Problem hat man, wenn man die Wechselrichter am Netzanschluss (bei Victron AC_IN) anschließt. Dann ist durch den NA-Schutz der AC-Wechselrichter blitzschnell abgeschaltet.