Neues vom VDE – Aktuelle Normenübersicht für PV-Anlagen · • PV-Systeme zur Einspeisung in...

Dipl.-Ing. Andreas Habermehl.

Neues vom VDE – Aktuelle Normenübersicht für PV-Anlagen

ESS Forum, Intersolar 2. Juni 2017, München


Überblick

Grundsätzlich gilt:

Diese Norm gilt für Stromkreise mit Nennspannung bis

  Wechselspannungen 1.000 V bei Frequenzen von 50 Hz, 60 Hz und 400 Hz oder

  Gleichspannungen 1.500 V

§ 49 Anforderungen an Energieanlagen   Dabei sind vorbehaltlich sonstiger

Rechtsvorschriften die allgemein anerkannten Regeln der Technik zu beachten.

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Relevante VDE-Normen (Auswahl)


Überblickt

Relevante VDE-Normen (Auswahl)

  DIN VDE 0100-712 (Oktober 2016)   DIN VDE 0100-551 (Februar 2017)   E-DIN VDE 0100-551-1 (September 2016)

  DIN VDE 0100-443 (Oktober 2016)   DIN VDE 0185-305-3 Beiblatt 5 (Februar 2014)

  DIN VDE 0126-23-1 (Dezember 2016)   E-VDE-AR-N 4105 (Juni/Juli 2017)   E-VDE-AR-N 4100 (Mai 2017)

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  Vorausgegangener Norm-Entwurf:   E DIN IEC 64/1123/CD (VDE 0100-712):2000-08   IEC 60364-7-712:2002, modifiziert   HD 60364-7-712:2005 + Corrigendum:2006   Neuer Entwurf VDE 100-712:2011-04   Neuer Entwurf 2015-08   Neue Übersetzung der englischen Version Anfang 2016   Bearbeitung der Übersetzung Juni 2016   Veröffentlichung Oktober 2016

VDE 0100 Teil 712: 2016 - 10 „Solar-Photovoltaik (PV) Stromversorgungssysteme“


DEUTSCHE NORM Oktober 2016

DIN VDE 0100-712 (VDE 0100-712)

Diese Norm ist zugleich eine VDE-Bestimmung im Sinne von VDE 0022. Sie ist nach

Durchführung des vom VDE-Präsidium beschlossenen Genehmigungsverfahrens unter

der oben angeführten Nummer in das VDE-Vorschriftenwerk aufgenommen und in der

„etz Elektrotechnik + Automation“ bekannt gegeben worden.

Vervielfältigung – auch für innerbetriebliche Zwecke – nicht gestattet.

ICS 27.160; 91.140.50

Ersatz für

DIN VDE 0100-712

(VDE 0100-712):2006-06

Siehe Anwendungsbeginn

Errichten von Niederspannungsanlagen – Teil 7-712: Anforderungen für Betriebsstätten, Räume und Anlagen besonderer Art – Photovoltaik-(PV)-Stromversorgungssysteme; Deutsche Übernahme HD 60364-7-712:2016

Low-voltage electrical installations –

Part 7-712: Requirements for special installations or locations –

Photovoltaic (PV) systems;

German implementation HD 60364-7-712:2016

Installations électriques basses tensions –

Partie 7-712: Exigences pour les installations et emplacements spéciaux –

Systèmes photovoltaïques (PV);

Mise en application allemande de HD 60364-7-712:2016

Gesamtumfang 37 Seiten

DKE Deutsche Kommission Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik in DIN und VDE

© DIN Deutsches Institut für Normung e. V. und VDE Verband der Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik e. V.

Jede Art der Vervielfältigung, auch auszugsweise, nur mit Genehmigung des DIN, Berlin, und

des VDE, Frankfurt am Main, gestattet.

Einzelverkauf und Abonnements durch VDE VERLAG GMBH, 10625 Berlin

Einzelverkauf auch durch Beuth Verlag GmbH, 10772 Berlin

Preisgr K

VDE-Vertr.-Nr.


712.1 Anwendungsbereich Die speziellen Anforderungen dieses Teils sind für elektrische Anlagen von PV-Stromversorgungssystemen einschließlich von Systemen mit AC-Modulen anzuwenden. ANMERKUNG 1 Normen für PV-Betriebsmittel sind bei TC 82 in Bearbeitung. ANMERKUNG 2 Anforderungen für PV-Stromversorgungssysteme, die für einen unabhängigen Betrieb vorgesehen sind, sind in Bearbeitung



712.1 Anwendungsbereich Dieser Abschnitt gilt für die Errichtung eines PV-Systems, das eine elektrische Anlage insgesamt oder teilweise versorgt und elektrische Energie in ein öffentliches Stromverteilungsnetz oder in eine Verbraucheranlage (nicht-öffentliches Stromverteilungsnetz) einspeist. In diesem Abschnitt sind die elektrischen Betriebsmittel eines PV-Systems wie andere elektrische Betriebsmittel nur insoweit behandelt, wie es ihre Auswahl und Anwendung in der Anlage betrifft.



Die elektrische Anlage eines PV-Systems beginnt an einem PV-Modul oder einer Kombination von PV-Modulen, die mit den vom Hersteller vorgesehenen Anschlusskabeln und –leitungen miteinander verbunden sind, und endet am Netzanschlusspunkt des öffentliches Stromverteilungsnetzes oder der Verbraucheranlage. Die Anforderungen dieser Norm gelten für: •  PV-Systeme zur Einspeisung in eine elektrische Anlage, die nicht an ein

öffentliches Stromverteilungsnetz angeschlossen ist,



•  PV-Systeme zur Einspeisung in eine elektrische Anlage, parallel mit dem öffentlichen Stromverteilungsnetz,

•  PV-Systeme zur Einspeisung in eine elektrische Anlage, alternativ zum öffentlichen Stromverteilungsnetz,

•  geeignete Kombinationen der zuvor genannten Aufzählungen.

Anforderungen für PV-Systeme mit Batterien oder anderen Energiespeichermethoden sind in Vorbereitung. In Deutschland gilt für stationäre elektrische Energiespeichersysteme vorgesehen zum Anschluss an das Niederspannungsnetz VDE-AR-E 2510-2 (VDE-AR-E 2510-2).



Begriffe PV-Modul (en: PV module) kleinste komplett gegen Umwelteinflüsse geschützte Kombination untereinander verbundener PV Zellen PV-Strang (en: PV string) Stromkreis mit einem oder mehreren in Reihe geschalteten Modulen



PV-Generatorfeld (en: PV array) Kombination von elektrisch untereinander verbundenen PV-Modulen, PV-Strängen, PV-Teilgeneratoren und Verbindungsdosen zur Kombination von PV-Generatorfeldern. ANMERKUNG 1 Für den Zweck dieser Norm besteht ein PV-Generatorfeld aus allen Bauteilen bis zu den gleichstromanschlussseitigen Mitteln des Wechselrichters oder anderen Betriebsmitteln der Leistungsumwandlung oder Gleichstromlasten. Ein PV-Generatorfeld umfasst nicht seine Unterkonstruktion, Einrichtungen zur Nachführung, thermischen Steuerung und ähnliche Komponenten ANMERKUNG 2 Ein PV-Generatorfeld kann aus einem einzelnen PV-Modul, einem einzelnen PV-Strang, oder mehreren parallel-verbundenen PV Strängen, oder mehreren parallel-verbundenen PV-Teilgeneratorfeldern und ihren elektrischen Bauteilen bestehen.



PV-System (en: PV generator) PV-Generatorfeld (712.3.3) einschließlich Wechselrichter und PV Wechselstrom-Versorgungsstromkreis PV-Teilgeneratorfeld (en: PV sub-array) Elektrische Teilmenge eines PV-Generator, gebildet aus parallel angeschlossenen PV-Strängen PV-Anlage (en: PV installation) Errichtete Installation mit elektrischen Betriebsmitteln eines PV-Stromversorgungssystems



712.420 Schutz gegen thermische Einflüsse 712.420.101 Sicherheit von PV-Systemen ANMERKUNG Es gelten die anwendbaren nationalen oder örtlichen Anforderungen an den Brandschutz. NATIONALE ANMERKUNG Beispielsweise ist es nicht zulässig Wechselrichter und deren Verteilungen in feuer-gefährdeten Bereichen nach DIN VDE 0100-420 (VDE 0100-420) zu installieren.



712.443 Schutz bei Überspannungen infolge atmosphärischer Einflüsse oder von Schaltvorgängen Die Entscheidung zur Verwendung von Überspannung-Schutzeinrichtungen (SPDs) in PV Systemen muss nach DIN EN 62305-3 (VDE 0185-305-3), Beiblatt- Nr.5, erfolgen.



712.514 Kennzeichen 712.514.101 Für die Sicherheit von Personen muss ein Hinweisschild angebracht werden, welches auf das Vorhandensein einer Photovoltaik-Anlage aufmerksam macht (z.B. Wartungs- und Servicepersonal, Prüfer, Betriebspersonal der öffentlichen Stromversorgung, Personal von Not- und Hilfsdiensten). Ein Hinweisschild, wie im Bild 712.514.101 dargestellt, muss dauerhaft angebracht sein:

•  am Speisepunkt der elektrischen Anlage, oder •  am Zählerplatz, oder •  am Stromkreisverteiler, an den die Versorgung vom Wechselrichter

angeschlossen ist.



Bild 712.514.101 - Hinweisschild für das Vorhandensein einer PV Anlage auf einem Gebäude



712.413 Fehlerschutz Schutz durch automatische Abschaltung der Stromversorgung Wo eine elektrische Anlage ein PV-Stromversorgungssystem enthält, das nicht mindestens einfache Trennung zwischen der Wechsel- und der Gleichspannungseite vorsieht, muss eine Fehlerstrom- Schutzeinrichtung (RCD), die für den Fehlerschutz durch automatische Abschaltung der Stromversorgung vorgesehen ist, vom Typ B nach IEC 60755, Änderung 2 sein. Wenn der PV-Wechselrichter konstruktiv so ausgeführt ist, dass Gleichfehlerströme in der elektrischen Anlage nicht auftreten können, ist eine Fehlerstrom-Schutzeinrichtung (RCD) vom Typ B nach IEC 60755, Änderung 2 nicht gefordert.



712.531.3.101 Fehlerstrom-Schutzeinrichtungen (RCDs) Wenn eine Fehlerstrom-Schutzeinrichtung (RCD) für den Schutz des PV-Wechselstrom-Versorgungsstromkreises verwendet wird, muss diese vom Typ B nach EN 62423 oder EN 60947-2 sein, es sei denn •  der Wechselrichter besitzt mindestens einfache Trennung zwischen der

Wechselspannungs- und der Gleichspannungsseite; oder

•  die Anlage besitzt mindestens einfache Trennung zwischen dem Wechselrichter und der Fehlerstrom-Schutzeinrichtung (RCD) durch einen Transformator mit getrennten Wicklungen; oder

•  der PV-Wechselrichter erfordert gemäß Bestätigung des PV-Wechselrichterherstellers keine Fehlerstrom-Schutzeinrichtung (RCD) Typ B.



Herstellererklärung:

Für die genannten Geräte wird hiermit bestätigt, dass standardmäßig ein allstromsensitiver Fehlerstromschutz (RCMU) integriert ist.

Die RCMU überwacht sowohl AC-Fehlerströme als auch DC-Fehlerströme....

Fehlerstromsprünge ≥ 30mA führen zu einer Trennung des Wechselrichters vom Netz...

... es ist kein zusätzlicher Fehlerstromschutz erforderlich.


712.54 Erdungsanlagen, Schutzleiter und Schutzpotentialausgleichsleiter Wenn Schutzpotentialausgleichsleiter errichtet werden, müssen sie parallel und in möglichst engem Kontakt mit den DC- und AC-Kabeln/Leitungen und dem Zubehör errichtet werden.



712.542 Erdungsanlagen 712.542.101 Potentialausgleich von Metallkonstruktionen der PV Anlage Wenn ein solcher Potentialausgleich notwendig ist, müssen die Metallkonstruktionen, die die PV Module, einschließlich die metallischen Kabel-und Leitungspritschen stützen, miteinander verbunden werden. Der Potentialausgleichsleiter muss an eine geeignete Erdungsklemme angeschlossen werden. Ein isolierter Funktionspotentialausgleichsleiter darf nicht in grüngelber Isolierung ausgeführt sein. 712.542.3.101 Funktionspotentialausgleichsleiter Die Funktionspotentialausgleichsleiter (isoliert oder blank) müssen einen Mindestquerschnitt von 4 mm² Kupfer oder vergleichbares haben.



Prüfungen Besichtigen und Erproben Die zusätzlichen Anforderungen der EN 62446 (VDE 0126-23) für Systemdokumentation, Inbetriebnahme, Prüfungen und Besichtigen sind zu beachten.



  Zusammenfassung der wesentlichen Änderungen:   Der Anwendungsbereich wurde an den Stand der Technik angepasst

und präzisiert den Umfang der Normanforderungen;   Begriffsdefinitionen wurden angepasst   Festlegungen zum Überspannungs- und Blitzschutz sind hinzugefügt

worden;   Auf der DC Seite sind nur noch die folgenden die Schutzmaßnahmen

erlaubt: – Schutz durch Doppelte oder verstärkte Isolierung; – Schutz durch Kleinspannung mittels (SELV and PELV).

  Das Anbringen eines Hinweisschildes,   Klarstellung RCD   Funktionspotentialausgleich   Bilder wurden angepasst



Neuerungen in der DIN VDE 0100-443 und DIN VDE 0100-534

Schutz bei Überspannungen in

Niederspannungsanlagen


Gültigkeiten und Übergangsfristen

  Seit Oktober 2016 gelten DIN VDE 0100-443 (VDE 0100- 443): 2016-10 und DIN VDE 0100-534 (VDE 0100-534): 2016-10.

  Diese Normen sind für die sofortige Anwendung bei neuen elektrischen Anlagen sowie bei Änderungen oder Erweiterungen vorhandener elektrischer Anlagen vorgesehen.

  Für DIN VDE 0100-443 (VDE 0100-443): 2007-06 und DIN VDE 0100-534 (VDE 0100-534): 2009-02 besteht eine Übergangsfrist bis 14.12.2018.

  Mögliche Unsicherheiten für Planer und Errichter einer elektrischen Anlage können vermieden werden, wenn die neuen Normen VDE 0100-443 und VDE 0100-534 sofort angewendet werden.

  Anlagen, die nach dem 14.12.2018 in Betrieb gehen, sind ausschließlich nach den beiden neuen Normen zu planen und zu errichten.


  1) Menschenleben, z. B. Anlagen für Sicherheitszwecke und Krankenhäuser.

  2) Öffentliche Einrichtungen und Kulturbesitz, z. B. öffentliche Dienste, Telekommunikationszentren und Museen.

  3) Gewerbe- und Industrieaktivitäten, z. B. Hotels, Banken, Industriebetriebe, Handel, Bauernhöfe.

  4) Große Menschenansammlungen, z. B. in großen (Wohn)Gebäuden, Kirchen, Büros, Schulen.

  5) Einzelpersonen, z. B. in Wohngebäuden und kleinen Büros, wenn in diesen Gebäuden Betriebsmittel der Überspannungskategorie I oder II installiert

werden.

DIN VDE 0100-443 fordert Überspannungsschutz,

wenn transiente Überspannungen Auswirkungen haben können auf:


  Wird eine neue PV-Anlage nachträglich an eine bestehende elektrische Anlage angeschlossen, erfolgt dies über einen neuen Stromkreis, welcher nach den aktuell gültigen Normen zu errichten ist.

  Damit ergibt sich die Notwendigkeit des Überspannungsschutzes (mind. Typ 2) auf der AC-Seite nach DIN VDE 0100-443:2016-10.

  Durch den Verweis in VDE 0100-712, Abschnitte 712.443 und 712.534 auf DIN VDE 0185-305-3 Beiblatt 5 wird dann – insbesondere zum Schutz des Wechselrichters – zusätzlich der Einbau von Überspannungsschutz auf der DC-Seite erforderlich.

Was ist zu beachten?

DIN VDE 0100-443 und Photovoltaik-Anlagen

Vertiefende Informationen:   Broschüre des ZVEH „Schutz bei Überspannungen in

Niederspannungsanlagen“

  Download im Marketingpool der ArGe Medien im ZVEH unter www.arge-medien-zveh.de/marketingpool

Hilfsmittel des ZVEH


VDE Anwendungsregeln

E-VDE-AR-N 4105

Wichtige Neuerungen! Gegenüber VDE-AR-N 4105:2011-08 wurden folgende wesentliche Änderungen vorgenommen:

  Ergänzung des Anwendungsbereichs um Speicher;   PAV, E-Überwachung;   Q (U)-Kennlinien-Regelung;   Dynamische Netzstützung;   Wirkleistungseinspeisung bei Unterfrequenz;   Einstellwerte NA-Schutz   Kuppelschalter   Maximal zulässiger Leistungsgradient;   Anforderungen an den Nachweis der elektrischen Eigenschaften.

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E-VDE-AR-N 4100 (TAR Niederspannung)

Wichtige Neuerungen!

Die „TAR Niederspannung“ gilt für Bezugsanlagen und – in Verbindung mit der VDE-AR-N 4105 „Erzeugungsanlagen am Niederspannungsnetz“ – auch für Erzeugungsanlagen. Zudem sind Anforderungen, die sich aus dem Anschluss und dem Betrieb von Speichern und Ladeeinrichtungen für Elektrofahrzeuge ergeben, enthalten. Zusätzliche Anforderungen an Mischanlagen - also Kundenanlagen, in denen neben Bezugsanlagen auch Erzeugungsanlagen und/oder Speicher betrieben werden - sind in der VDE-AR-N 4105 „Erzeugungsanlagen am Niederspannungsnetz“ beschrieben.

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Wichtige Neuerungen!

5.5.2 Symmetrischer Betrieb Beim Betrieb elektrischer Anlagen darf eine Unsymmetrie bei der Einspeisung bzw. bei dem Laden von Elektrofahrzeugen sowie Speichern von 4,6 kVA nicht überschritten werden. Die in Abschnitt 5.5.1 beschriebenen Anforderungen müssen, nicht erfüllt werden, wenn vom Kunden (Anschlussnehmer und Anschlussnutzer sind identisch) sichergestellt wird, dass am netzseitigen Anschlussraum des Zählerplatzes die Unsymmetrie von 4,6 kVA nicht überschritten wird. Dies ist durch ein Managementsystem sicherzustellen. Für die Einhaltung dieser Symmetrie-Bedingungen ist der gemittelte 1-Minuten-Effektivwert zugrunde zu legen.

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Wichtige Neuerungen! 5.5.2 Symmetrischer Betrieb Die einphasig anschließbare Leistung je Erzeugungsanlage und/oder Speicher und/oder Ladeeinrichtung für Elektrofahrzeuge ist entweder auf 13,8 kVA zu begrenzen oder das Managementsystem begrenzt die Unsymmetrie wieder auf < 4,6 kVA innerhalb von 100 ms. Bei Ausfall des Managementsystems und bei Nichteinhaltung der oben beschriebenen Symmetrie-Bedingung von 4,6 kVA ist die Betriebsleistung jeder der in das Managementsystem eingebundenen Erzeugungsanlage und/oder Speicher und/oder Ladeeinrichtung für Elektrofahrzeuge in Summe auf 4,6 kVA je Außenleiter zu begrenzen. Anmerkung 1: Das Managementsystem kann auch Bestandteil einer Erzeugungseinheit oder eines Speichers oder einer Ladeeinrichtung für Elektrofahrzeuge sein.

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E-VDE-AR-N 4105

Wichtige Neuerungen! PV Speicherpass wird als Anmeldeformular in der TAR Niederspannung und der VDE-AR-N 4105 empfohlen. Datenblatt ist identisch mit Seite 1 des PV Speicherpass

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E-VDE-AR-N 4100 und 4105

Einsprüche noch möglich Dokumente sind kostenlos verfügbar unter: https://www.vde.com/de/fnn/themen/tar/tar-niederspannung/tar-niederspannung-vde-ar-n-4100 Einsprüche zur TAR bis 28.06.2017

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E-DIN-VDE-0100-551

Dipl.-Ing. Andreas Habermehl. 37

551.7.2 Die Stromerzeugungseinrichtungen dürfen an Einspeisestromkreise angeschlossen werden, wenn die Bedingungen der nachfolgenden Abschnitte 551.7.2 bis 551.7.2.6 erfüllt werden. 551.7.2.1 Der Anschluss einer Stromerzeugungseinrichtung als eine zusätzliche Stromquelle im Parallelbetrieb darf auf der Versorgungsseite aller Schutzeinrichtungen für Endstromkreise erfolgen, wenn dafür ein separat abgesicherter Einspeisestromkreis errichtet worden ist, z. B. die Leitung einer einzeln abgesicherten Energiesteckvorrichtung1. 551.7.2.2 Ein Anschluss von elektrischen Verbrauchsgeräten ist nicht zulässig. Eine Energieentnahme zur Energiespeicherung ist zulässig. 551.7.2.3 An den Einspeisestromkreis dürfen Stromerzeugungseinrichtungen mit einer AC seitigen Leistung von ≤ 4,6 kVA angeschlossen werden. Die Wechselrichter müssen den Anforderungen von DIN VDE 0100-712 (VDE 0100-712), DIN VDE V 0126-1-1 (VDE V 0126-1-1); DIN EN 62109-1 (VDE 0126-14-1), DIN EN 62109-2 (VDE 0126-14-2) und VDE-AR-N 4105 entsprechen. 551.7.2.4 Die Stromerzeugungseinrichtung ist beim Netzbetreiber nach dem Verfahren der VDE-AR-N 4105 anzumelden

E-DIN-VDE-0100-551


Zentralverband der Deutschen Elektro- und Informationstechnischen Handwerke (ZVEH) Lilienthalallee 4 60487 Frankfurt am Main Telefon: 069 247747-0 E-Mail: » [email protected]

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