Dieser Artikel stellt eine bebilderte Dokumentation dar, wie eine vollständig vorschriftskonform errichtete Photovoltaikanlage in Deutschland aktuell auszusehen hat.
Der Artikel hat zweierlei Zweck:
- Er soll PV-Selbstbauern, die einen Teil der Installation in Eigenregie durchführen (z.B. die DC-Seite), aufzeigen, wie die Arbeiten auszuführen sind, damit der Elektriker, der die Anlage letztlich vollendet, keine Einwände erhebt.
- Er soll denjenigen, die eine PV-Anlage von einem Installationsunternehmen errichten lassen, die Möglichkeit bieten, etwaige Unzulänglichkeiten zu erkennen und rechtzeitig zu reklamieren.
Dier Artikel ist noch im Aufbau und wird sukzessive vervollständigt.
Kapitel 1: Montage der PV-Module
Kann hier jemand was schreiben?
Kapitel 2: Verkabelung der Module
Die meisten PV-Wechselrichter können Module bis zu einer Leerlaufspannung von 1000V handhaben, hier das Datenblatt konsultieren. Die Module eines sog. Strings werden in Reihe geschaltet, d.h. ihre Spannungen addieren sich. Übliche Module haben eine Leerlaufspannung um die 40V, d.h. pro Eingang können 25 Module angeschlossen werden. Beim Lesen des Datenblattes ist zu beachten, dass die Leerlaufspannung bei 25°C angegeben wird. D.h. an einem sonnigen Wintertag wird die Spannung einige Volt höherliegen als der Datenblattwert.
Übersteigt die Leerlaufspannung der Module die des Wechselrichters, so müssen sie in mehrere Strings aufgeteilt werden. Desweiteren sollten nur Module mit der selben Ausrichtung zu einem String verschaltet werden (z.B. Ostdach, Süddach).
Zur Verlängerung der Anschlusskabel gibt es vorkonfektionierte Verlängerungen. Für die Verkabelung mit dem Wechselrichter gibt es doppelt isoliertes PV Kabel. Für längere Distanzen (sagen wir über 20m) sollte 6mm² Kabel verwendet werden, ansonsten reicht 4mm².
Die PV-Kabel müssen so verlegt werden, dass sie 30 Jahre halten. D.h. sie sollten nicht lose auf den Ziegeln liegen und geschützt werden, wenn sie über scharfe Kanten laufen.
In aller Regel muss die Unterkonstruktion geerdet werden. Hier genügt es die Schienen untereinander mit 6mm² Erdleitung zu verbinden. An der zugänglichsten Schiene wird dann die Erdleitung mit den übrigen PV-Kabeln zusammen zum Wechselrichter geführt.
Kapitel 5: Verbindung von Hausanschlusskasten (HAK) zu Zählerschrank
(Erstautor: johuebner, editiert von: )
Dieses Kapitel ist nur relevant, falls der vorhandene Zählerschrank veraltet ist oder falls für die PV-Anlage ein weiterer Zähler benötigt wird, im vorhandenen Schrank kein Platz mehr ist.
Für Verbindungsleitung zwischen HAK und Zählerschrank gibt es zwei wichtige Kennziffern: unabhängig von der tatsächlichen Belastung wird diese Leitung immer auf 63A bei maximal 0,5% Spannungsfall ausgelegt. Ist die tatsächliche Belastung höher, dann wird natürlich darauf ausgelegt.
In kleineren MFH oder EFH bedeutet das meistens, dass 5-adrige 16mm² NYM-J Kupferkabel verwendet werden.
Das Kabel darf nur von unten un den Netzanschlussbereich (NAR) des Zählerkastens eingeführt werden. Der Biegeradius des Kabels darf den 10-fachen Kabeldurchmesser nicht unterschreiten.
Der Anschluss am HAK darf nur von einem eingetragenen Elektriker durchgeführt werden, es spricht aber nichts dagegen, das Kabel schonmal dort hinzulegen.
Kapitel 6: Erdung des Hausanschlusskasten
(Erstautor: johuebner, editiert von: )
Wenn unser Netzbetreiber ein TN Netz zur Verfügung stellt, muss der PEN Leiter im Hausanschlusskasten auf kürzestem Weg geerdet werden. Bei TT Netzen entfällt dieser Punkt komplett. TN-Netze erkennt man daran, dass ein grün/gelbes Kabel ins Haus kommt. Bei TT-Netzen ist das Kabel blau. Im Zweifelsfall nachfragen oder beim Nachbarn vorbeischauen.
Bei einer vorhandenen Installation sollte auch dieser Punkt bereits erledigt sein, muss aber nicht:
In diesem Fall ist die vorhandene Hauptverteilung noch mit klassischer Nullung ausgeführt, d.h. es gibt keinen getrennten Schutzleiter. In diesem Fall müssen wir die Erdung des HAK nachholen. In dem gezeigten Bild muss auch das Anschlusskabel getauscht werden, da es nur 4-adrig ist und nicht den Mindestquerschnitt von 16 mm² hat.
Nach der Installation des 5-adrigen Kabel sind 2 Klemmsteine am PEN Leiter bereits belegt, für die Erdung muss ein dritter Klemmstein vorhanden sein. Hier wird der HAK ggf. vom Netzbetreiber getauscht.
Im Bild erkennen wir auch, dass es zusätzlich zur Kabeldurchführung für die Hauptleitung noch eine zweite Durchführung für das Erdungskabel gibt.
Vom dritten Klemmstein geht man nun also auf kürzestem Wege vom HAK zur Potentialausgleichschiene des Hauses, der Mindestquerschnitt beträgt hier 16mm². In besonderen Fällen kann es auch mehr sein, darauf gehen wir evtl. später ein.
Kapitel 7: Überspannungsschutz im Vorzählerbereich
(Erstautor: Alexx, editiert von: )
Für PV-Anlagen sind Überspannungsschutzvorrichtungen vorgeschrieben. Auch wenn Einzelfälle bekannt geworden sind, in denen der Netzbetreiber einen Überspannungsschutz nach dem Stromzähler akzpetiert hat, besteht die einzig sicher akzeptierte Lösung darin, eine Überspannungsschutzvorrichtung im plombierten Vorzählerbereich zu installieren. Auf rechtliche Aspekte, wer Plomben entfernen darf, und wer neue Plomben setzt, wird in Abschnitt XXX weiter eingegangen. Hier liegt der Fokus rein auf der technischen Seite.
Wenn Ihr mit Eurer PV-Installation beginnt, sieht es in Eurem Zählerschrank unterhalb des Stromzählers wahrscheinlich so aus:
Das Beispielfoto zeigt den Vorzählerbereich in einem Hager-Zählerschank, der nach TAB 2015 errichtet wurde und insgesamt 1,10m hoch ist. Ältere Zählerschränke sind meist nur 95cm hoch. Bei diesen ist der NAR entsprechend niedriger ausgeführt als in diesem Bild. In diesem sogenannten netzseitigen Anschlussraum (NAR) unterhalb des Zählers findet sich im Regelfall der Selektive Leitungsschutzschalter, kurz SLS-Schalter. Das ist ein 3-phasiger, relativ träger Sicherungsautomat. Häufig hat er einen Nennstrom von 3 x 35A. Aber auch 3x 25A findet sich in manchen Häusern. Für besonders große PV-Anlagen muss auf >35A erweitert werden.
Ein Blick hinter die Abdeckung ist infolge der Plombierung meist nicht ohne Weiteres möglich.
Wenn die Abdeckung entfernt und der Überspannungs-Kombiableiter eingebaut ist, sieht es z.B. so aus:
Der SLS ist insgesamt viel größer, als man das von außen vermuten würde. Ob Ihr in Eurem Zählerschrank 4 oder 5 Kupferschienen vorfindet, hängt von der lokalen Netztopologie ab. Es gibt TT- und TN-Systeme, wobei Letztere wiederum Untertypen wie TN-C, TN-S oder auch TN-C-S haben. Im Abschnitt XXX über Hausanschlusskästen wird darauf genauer eingegangen. Es gibt im NAR Schienen für L1, L2 und L3. Zusätzlich dann entweder eine PEN-Schiene (also insgesamt 4), oder eine PE- und eine N-Schiene (insgesamt 5).
Wichtig: Der Überspannungs-Kombiableiter muss zur Netztopologie passen! Abhängig davon, ob Ihr TT- oder TN-Netz habt, müsste Ihr den passenden wählen. Häufig zum Einsatz kommen die DEHNshield-Kombiableiter der Firma DEHN, hier im Beispiel kam dagegen ein Produkt von OBO Bettermann zum Einsatz.
Zur sicheren Durchführung der Arbeiten im NAR müssen die Kupferschienen spannungsfrei gemacht werden, was ein Ziehen der NH-Sicherungen im (leider ebenfalls plombierten) Hausanschlusskasten erfordert. Nur die ganz Mutigen installieren den Kombiableiter unter Spannung. Die Montage an sich ist einfach, der Kombiableiter wird in die Schienen eingehängt und die Klemmschrauben festgezogen.
Wichtig: Obwohl es im NAR bereits eine PE-Schiene gibt, muss der Kombiableiter trotzdem an seiner unteren Schraubklemme zusätzlich mit 16mm² Leiterquerschnitt mit der Potentialausgleichsschiene des Gebäudes verbunden werden! Im Bild ist das mit einer H07V-K Aderleitung gelöst, auf die eine Aderendhülse aufgecrimpt wurde. Um auf der sicheren Seite zu sein sollte man NYM-Feuchtraumleitung nehmen, da H07V-K nicht immer akzeptiert wird.
Nach Abschluss der Arbeiten wird die Abdeckblende der NAR-Haube entsprechend gekürzt, um Platz für die zusätzlichen Einbauten zu schaffen, und anschließend die Haube wieder montiert.
Hinweis dazu: Nachdem es sich um einen plombierten Bereich handelt, müssen die Abdeckstreifen so ausgeführt sein, dass sie sich nur von der Innenseite montieren lassen. Im Falle von Hager-Zählerschränken suche man nach speziellen "sperrbaren Abdeckstreifen". Diese unterscheiden sich von denen z.B. in Unterverteilungen.
Im obigen Beispiel ist zu sehen, dass der SLS-Schalter im Zuge des Einbaus nach links versetzt wurde. Aufgrund seiner Geometrie sollte der Kombiableiter rechts vom SLS sitzen, weil sonst eine Lücke im Bereich der vorstehenden Teile entsteht.
Anschließend muss der NAR wieder plombiert werden.
Kapitel 8: Bestücken des Zählerschranks
Der Zählerschrank gliedert sich in mehrere Bereiche, wir fangen unten links an und arbeiten uns im Uhrzeigersinn weiter.
1. Netzseitiger Anschlussraum (NAR)
Hier befinden sich ab Werk 5 Stromschienen in der Reihenfolge N L1 L2 L3 PE (unten). Auf diese wird die Hauptleitung aufgelegt. In diesem Bereich dürfen nur 4 Betriebsmittel untergebracht werden:
a) Selektiver Leitungsschutzschalter (SLS)
b) Überspannungsschutz (SPD)
c) LS Schalter für Spannungsabgriff
d) Klemmsteine zum anschließen der Leitungen
Zählerschränke werden vorverdrahtet geliefert, d.h. der (oder die) Zählerplätze sind bereits mit den Stromschienen verbunden. Handelsüblich ist die Vorverdrahtung in 10 mm² was bis 35A Dauerlast oder 63A (jeweils pro Phase) Aussetzbetrieb reicht. Werden 44 A Dauerlast benötigt, so muss die Vorverdrahtung mit 16mm² ausgeführt werden und es darf nur noch 1 Zählerplatz pro "Spalte" belegt werden, also bei BKE beispielsweise nur das linke Feld.
Alle Betriebsmittel in diesem Bereich müssen ein Kurzschlussausschaltvermögen von 25 kA aufweisen (auch der kleine B6-Automat! Also keinen 0815 6 kA Automat nehmen)
2. Zählerfeld (ZF)
Wie der Name schon sagt, werden hier die Zähler montiert. Pro Spalte können 2 Zähler montiert werden.
Grundsätzlich gibt es 2 Systeme: Dreipunktbefestigung oder BKE I (Befestigungs- und Kontaktiereinrichtung). Das sind die kleineren Zähler, die einfach nur eingehakt werden. Der Netzbetreiber gibt vor, was er haben will.
Für 3-Punktzähler gibt es Schränke, bei denen 2 Zähler übereinander oder nur 1 Zähler angebracht werden kann. Bei BKE können grundsätzlich 2 Zähler montiert werden (sind aber nicht immer vorverdrahtet, drauf achten!).
BKE Zähler können unterbrechungsfrei getauscht werden, d.h. ist kein Zähler montiert, werden die Klemmen intern miteinander verbunden.
3. Raum für Zusatzanwendungen (RfZ)
Diesen Bereich gibt es nur bei Zählerschränken mit BKE I System. Hier wird ggf. später das Smartmeter Gateway und eine Steuerbox montiert. Eigene Betriebsmittel dürfen hier nicht installiert werden. Vom NAR wird ein Spannunsabgriff hierhin gelegt, um die o.g. Geräte zu versorgen. Der Abgriff ist im Lieferumfang des Schranks und wird an den ebenfalls mitgelieferten B6 25kA Automat angeschlossen.
4. Anlagenseitiger Anschlussraum (AAR)
In aktuellen Schränken ist dieser Bereich 300 mm hoch, d.h. es gibt theoretisch 2 Hutschienen. Im unteren Bereich ist jedoch bereits ein Klemmblock installiert auf dem die von (den) Zähler(n) kommenden Kabel aufgelegt sind. Hier können und dürfen wir keine weiteren Betriebsmittel installieren.
Auf der oberen Hutschiene dürfen wir pro Zählerplatz 6 Teilungseinheiten (TE - ein LS ist 1 TE breit) für eigene Zwecke nutzen, aber es sind nur 4 Arten von Betriebsmitteln zugelassen:
a) Bis zu 3 LS Schalter
b) Bis zu 3 FI-LS Schalter
c) Hauptschalter
d) Überspannungsschutz
Ein 3-phasiger FI Schalter + 3 LS ist z.B. 7 TE breit und somit nicht zulässig.
Bei älteren Zählerschränken ist der AAR nur 150mm hoch. Hier dürfen keine Betriebsmittel installiert werden
5. Verteilunsgbereich
Hier können wir alles machen was wir wollen!
6. Abschlusspunkt Zählerplatz (APZ)
Hier kann der Netzbetreiber eigene Kommunikationshardware unterbringen, meistens bleibt der Bereich aber ungenutzt. Eigene Betriebsmittel dürfen hier nicht verbaut werden. Vom NAR muss hier ein weiterer Spannungsabgriff hingelegt werden, vom selben B6 Automat wie der Spannungsabgriff im RfZ. Desweiteren muss vom ZF (3-Punkt) bzw. RfZ (BKE) ein Ethernetkabel hierhin verlegt werden. Das ist im Lieferumfang zusammen mit einer Kupplung.
Bei allen Regeln gilt: mit dem Netzbetreiber reden (bzw. der Installateur sollte das tun). Es gibt immer Spielraum.
