PV-Anlagen – Auswahl der Produkte – Teil 1

PV-Anlagen – Auswahl der Produkte – Teil 1 Die regelkonforme Installation von PVAnlagen setzt voraus, dass auch die verwendeten Komponenten den anerkannten Regeln der Technik entsprechen. So hat die Auswahl der Produkte nicht nur ausschließlich nach den örtlichen Gegebenheiten und dem Preis zu erfolgen. Welche Regeln von den Herstellern beachtet werden und woran der Installateur die Produkte erkennt, erklärt dieserer Beitrag. Grundsätzlich müssen die in einer elektrotechnischen Anlage verwendeten Produkte den Sicherheitsanforderungen der europäischen Gemeinschaft entsprechen. Die einhaltung dieser Anforderungen wird durch das CE-Kennzeichen dokumentiert (siehe Geräte- und Produktsicherheitsgesetz GPSG, Stand 7.7.2005). Dabei ist jedoch zu beachten, dass die Prüfung auch auf der richtigen technischen Grundlage erfolgt. Nachstehend sollen die relevanten Prüfgrundlagen genannt werden. Die Anforderung an die CE-Kennzeichnung gilt nicht nur für die Module, sondern auch für alle andern Produkte, die im Zusammenhang mit der Anlage stehen, insbesondere dann, wenn die Anlage in das öffentliche Netz einspeist. Hier gilt zusätzlich die NAV, nach der nur Materialien und Geräte verwendet werden dürfen, die entsprechend § 49 des EnWG (Gesetz über die Elektrizitäts- und Gasversorgung/Energiewirtschaftsgesetz, 7.7.2005) unter Beachtung der allgemein anerkannten Regeln der Technik hergestellt sind. Die Einhaltung der Voraussetzungen wird vermutet, wenn das Zeichen einer akkreditierten Stelle, insbesondere das VDE-Zeichen, GS-Zeichen oder CE-Zeichen, vorhanden sind (siehe §13, Abs. 2, der NAV – Niederspannungsanschlussverordnung, 2008-10). Für die einzelnen Komponenten der PV-Anlagen existieren Prüfvorschriften, die von den Herstellern einzuhalten sind. Normen für Module Die für die Herstellung der Module geltenden Normen sind: • EN/IEC 61215 Terrestrische kristalline Silizium-Photovoltaik-(PV-)-Module – Bauarteignung und Bauartzulassung (IEC 61215: 2005); Deutsche Fassung EN 61215: 2005 für kristalline Module • EN/IEC 61646 Terrestrische Dünnschicht- Photovoltaik-(PV)-Module – Bauarteignung und Bauartzulassung (IEC 61646: 2008); Deutsche Fassung EN 61646: 2008 für Dünnschichtmodule. Diese beiden internationalen Normen legen die IEC-Anforderungen für die Bauarteignung und Bauartzulassung terrestrischer, photovoltaischer Module fest. Sie müssen für den Langzeitbetrieb in gemäßigten Freiluftklimaten nach IEC 60721-21 geeignet sein. Diese Norm gilt nur für Bauarten mit kristallinem Silizium und für Dünnschichtmodule. Sie gilt nicht für PV-Module, die in Verbindung mit konzentrierenden Einrichtungen eingesetzt werden. Der Zweck der festgelegten Prüffolgen ist die Bestimmung der elektrischen und temperaturbezogenen Kenngrößen des PV-Moduls sowie der Nachweis, im Rahmen eines vertretbaren Kosten- und Zeitaufwands, dass das Modul geeignet ist, längere Zeit den im Anwendungsbereich beschriebenen Klimaten standzuhalten. Die tatsächliche Lebenserwartung der so als geeignet bezeichneten PV-Module wird von ihrer Konstruktion, der Umgebung und den Bedingungen abhängen, unter denen sie betrieben werden. Zur Abdeckung der sicherheitstechnischen Anforderungen sind folgende Normen einzuhalten: Quelle: www.voltimum.de

• EN/IEC 61730-1 Photovoltaik-(PV)-Module – Sicherheitsqualifikation – Teil 1: Anforderungen an den Aufbau (IEC 61730-1: 2004, modifiziert); Deutsche Fassung EN 61730-1: 2007 und • EN/IEC 61730-2 Photovoltaik-(PV)-Module – Sicherheitsqualifikation – Teil 2: Anforderungen an die Prüfung (IEC 61730-2: 2004, modifiziert); Deutsche Fassung EN 61730-2: 2007. Im Teil 2 von IEC 61730 werden die Prüfanforderungen an PV-Module beschrieben, um den sicheren elektrischen und mechanischen Betrieb während der erwarteten Lebensdauer zu sichern. Es werden spezifische Themen behandelt, nach denen man den Schutz gegen elektrischen Schlag, Brandgefährdungen sowie Verletzungen von Menschen infolge von mechanischen und umweltbezogenen Beanspruchungen bewerten kann. Die Norm IEC 61730-1 behandelt die besonderen Anforderungen an den Aufbau. In Teil von IEC 61730-2 werden die Prüfanforderungen beschrieben. Dazu existieren drei Anwendungsklassen: • Anwendungsklasse A: Allgemeine Anwendungen, Systemspannungen 50V DC – Schutzklasse II • Anwendungsklasse B: Eingeschränkte Zugänglichkeit, Systemspannungen 50V DC – Schutzklasse 0 • Anwendungsklasse C: Anwendungen im Kleinspannungsbereich ( 50V DC und 240W) – Schutzklasse III. Entsprechend der Anwendungsklasse werden sicherheitsrelevante Prüfungen durchgeführt. Dabei werden Tests sowohl an kompletten Solarmodulen (gerahmt und ungerahmt) als auch an einzelnen Modulkomponenten wie Anschlussdosen und Rückseitenfolien durchgeführt. Die genannten Normen sind gelistet mit Bezug zu den EU-Richtlinien und damit Voraussetzung für die Konformitätserklärung. Sie müssten in der Konformitätserklärung der Module aufgelistet sein. Eine Konformitätserklärung allein im Hinblick auf die Schutzklasse ist nicht ausreichend. Eine Konformitätserklärung für ein Modul könnte folgenden Inhalt haben. Konformitätserklärung für PV-module Die Konformität mit folgenden Richtlinien wird bestätigt: • Richtlinie 2006/95/EG (Niederspannungsrichtlinie) • Richtlinie 2004/108/EG (EMV Richtlinie) Die Übereinstimmung des bezeichneten Produktes mit den Bestimmungen der Richtlinie wird durch die vollständige Einhaltung folgender Normen nachgewiesen: • DIN EN 61215 (VDE 0126-31):2006-02; EN 61215:2005-08 • DIN EN 61730-1 (VDE 0126 Teil 30- 1):2007-10; EN 61730-1:2007-05 • DIN EN 61730-2 (VDE 0126 Teil 30- 2):2007-10; EN 61730-2:2007-05 Kennzeichnung der Module Die Anforderungen an die Kennzeichnung sind in den vorgenannten Normen beschrieben. Folgende Kennzeichnungen müssen unbedingt auf dem Modul vorhanden sein, um eine Anlage fachgerecht zu planen: Angabe des Herstellers, Typenangabe, CE-Kennzeichen, Kennzeichnung der Schutzklasse, maximale Systemspannung, Maximalleistung, Toleranz, I SC , U OC und U mpp . Bild 1 zeigt hierfür ein Beispiel. Weitere Angaben, wie die maximale, vorgeschaltete Sicherung oder der maximal durch das Quelle: www.voltimum.de

Modul fließende Strom sowie die Größe der Temperatureinflüsse für Spannung und Strom sowie für die Leistung, sind in den Datenblättern angegeben. Normen für Wechselrichter Die Prüfung für Wechselrichter erfolgt nach DIN EN 50178:1998-04, Ausrüstung von Starkstromanlagen mit elektronischen Betriebsmitteln; Deutsche Fassung EN 50178:1997. Das Dokument gilt für das Ausrüsten von Starkstromanlagen mit elektrischen Betriebsmitteln (EB). Es behandelt insbesondere die Bemessung und Prüfung von EB sowie deren Einbau in eine Starkstromanlage. Es bezieht sich auf elektronische Betriebsmittel mit Steuereinwirkung auf Systeme und Prozesse, z.B. zur Erzeugung, Verteilung, Umwandlung, Steuerung und Regelung von Elektroenergie. Es stellt Mindestanforderungen an die Bemessung und Herstellung der EB, für den Schutz gegen gefährliche Körperströme sowie für Prüfung und Einbau in Starkstromanlagen. Außerdem gilt DIN EN 50524 (VDE 0124-13): 2010-04, Datenblatt- und Typschildangaben von PV-Wechselrichtern; Deutsche Fassung EN 50524:2009. Diese europäische Norm beschreibt die Datenblatt- und Typschild-Angaben für PV-Wechselrichter zum Netzparallelbetrieb. Sie stellt ein Minimum an Informationen unter der Maßgabe bereit, ein sicheres und optimales System mit PV-Wechselrichtern zu ermöglichen. Dabei ist unter dem Datenblatt eine vom PV-Wechselrichter getrennte technische Beschreibung zu verstehen. Das Typschild darf sich innerhalb des PVWechselrichters befinden, sofern es sichtbar ist, wenn eine Tür imnormalen Betrieb geöffnet wird. Eine Beurteilung der elektromagnetischen Verträglichkeit erfolgt nach • DIN EN 61000-6-1, Elektromagnetische Verträglichkeit (EMV) – Teil 6-1: Fachgrundnormen – Störfestigkeit für Wohnbereich, Geschäfts- und Gewerbebereiche sowie Kleinbetriebe (IEC 61000-6-1: 2005); Deutsche Fassung EN 61000-6-1: 2007 • DIN EN 61000-6-2:2006-03 Elektromagnetische Verträglichkeit (EMV) – Teil 6-2: Fachgrundnormen – Störfestigkeit; Industriebereich (IEC 61000-6- 2: 1999); Deutsche Fassung EN 61000- 6-2: 1999 • DIN EN 61000-6-3:2007-09 Elektromagnetische Verträglichkeit (EMV) – Teil 6-3: Fachgrundnormen – Störaussendung für Wohnbereich, Geschäftsund Gewerbebereiche sowie Kleinbetriebe (IEC 61000-6-3: 2006); Deutsche Fassung EN 61000-6-3: 2007 • DIN EN 61000-6-4:2007-09 Elektromagnetische Verträglichkeit (EMV) – Teil 6-4: Fachgrundnormen – Störaussendung für Industriebereiche (IEC 61000-6-4: 2006); Deutsche Fassung EN 61000-6-4: 2007. Eine Konformitätserklärung für einen Wechselrichter könnte damit wie folgt aussehen: Konformität für Wechselrichter Die Konformität mit folgenden Richtlinien wird bestätigt: • 2006/95/EG »Richtlinie über elektrische Betriebmittel zur Verwendung innerhalb bestimmter Spannungsgrenzen« • 2004/108/EG »Richtlinie über elektromagnetische Verträglichkeit« Die Übereinstimmung des Produktes mit den Bestimmungen der Richtlinien wird durch die vollständige Einhaltung folgender Normen nachgewiesen: • Gerätesicherheit: EN 60950-1:2006, EN 50178:1997, in Bezug auf Luft- und Kriechstrecken • Störfestigkeit: EN 61000-6-1:2007, EN 61000-6-2:2005 Quelle: www.voltimum.de

• Störaussendung: EN 61000-6-3:2007, EN 61000-6-4:2007, in Bezug auf Funkstörfeldstärke • Netzrückwirkungen: EN 61000-3- 12:2005, EN 61000-3-11:2000 Normen für Niederspannungsschaltgerätekombinationen Niederspannungsschaltgerätekombinationen sind entsprechend der DIN VDE 0660-600-1 und als Energieverteiler nach DIN VDE 0660-600-1 herzustellen und zu prüfen. Die Schaltgeräte werden üblicherweise speziell für die konzipierte Anlage vom Installateur der Anlage hergestellt und geliefert. Für sie wie für alle anderen Geräte sind eine CE-Kennzeichnung und eine Konformitätserklärung erforderlich. Neben der Kennzeichnung gehört zur Lieferung eine umfangreiche, in den Normen beschriebene Dokumentation. Die Herstellung nach DIN VDE 0660- 500 ist bis 2014 aufgrund der Übergangsregelung noch erlaubt. Die Anwendung für neue Anlagen sollte jedoch vertraglich ausgeschlossen werden. Folgende Angaben müssen auf der Niederspannungsschaltgerätekombination, zum Beispiel auf einem Typenschild, mindestens enthalten sein: • Name des Herstellers der Schaltgerätekombination oder Warenzeichen • Typenbezeichnung oder Kennnummer oder ein anderes Kennzeichen, aufgrund derer die notwendigen Informationen vom Hersteller der Schaltgerätekombination angefordert werden können • Kennzeichnung zur Feststellung des Herstellungsdatums • IEC 61439-X (der zutreffende Teil »X« ist anzugeben). Für Schaltgerätekombinationen, die nach einer besonderen Norm gefertigt werden – z.B. nach DIN VDE 0660-600-2 für die Energieverteilung – können zusätzliche Anforderung an die Kennzeichnung gestellt werden, die auf dem Bezeichnungsschild oder in einer zusätzlichen Dokumentation angegeben werden müssen. Dokumentation von schaltanlagen Der Schaltanlage ist eine Dokumentation beizufügen, welche (sofern zutreffend) die folgenden zusätzlichen Informationen zu denen auf dem Bezeichnungsschild enthalten muss: • Bemessungsspannung • Bemessungsbetriebsspannung • Bemessungsstoßspannungsfestigkeit • Bemessungsisolationsspannung • Bemessungsstrom der Schaltgerätekombination • Bemessungsstrom eines jeden Stromkreises • Bemessungsstoßstromfestigkeit • Bemessungskurzzeitstromfestigkeit • bedingter Bemessungskurzschlussstrom • Bemessungsfrequenz • Bemessungsbelastungsfaktoren (RDF). Ggf. sind folgende Angaben erforderlich (und können ebenfalls in der Dokumentation enthalten sein): • zusätzliche Anforderungen abhängig von den besonderen Betriebsbedingungen einer Funktionseinheit • der Verschmutzungsgrad • das System nach Art der Erdverbindung, für das die Schaltgerätekombination vorgesehen ist • die Innenraum- und/oder Freiluftaufstellung Quelle: www.voltimum.de

• ortsfest oder ortsveränderbar • die Schutzart • vorgesehen für die Verwendung durch Elektrofachkräfte oder Laien • die Einteilung nach elektromagnetischer Verträglichkeit (EMV) • besondere Betriebsbedingungen • die äußere Bauform • Schutz gegen mechanische Einwirkung, sofern anwendbar • die Art des Aufbaus – Einsätze und herausnehmbare Teile • die Kurzschlussfestigkeit und Art der Kurzschlussschutzeinrichtung(en) • Maßnahmen zum Schutz gegen elektrischen Schlag • Gesamtmaße (einschließlich vorstehender Teile z.B. Griffe, Verkleidungen, Türen) • Masse, sofern sie 30kg überschreitet. Zu einer Niederspannungsschaltgerätekombination gehören Handhabungs-, Aufstellungs-, Betriebs- und Wartungsanweisungen. Diese müssen, sofern für die Schaltanlage zutreffend, folgenden Inhalt haben: • Bedingungen für Handhabung, Aufstellung, Betrieb und Wartung der Schaltgerätekombination • enthaltene Betriebsmittel • Bedingungen, die für Transport, Handhabung, Aufstellung und Betrieb der Schaltgerätekombination wichtig sind. Wenn eine Schaltgerätekombination, die speziell für die Umgebung A vorgesehen ist, in Umgebung B verwendet wird, ist in der Dokumentation darauf hinzuweisen. Geeignete schaltungsunterlagen Soweit sich die Schaltung aus der konstruktiven Anordnung der eingebauten Geräte nicht klar erkennen lässt, müssen Schaltpläne oder Klemmenpläne mitgegeben werden. Die Betriebsmittel innerhalb der Schaltgerätekombination müssen gekennzeichnet sein. Die Kennzeichnung muss mit den Plänen übereinstimmen. Für Energieschaltgerätekombinationen gelten dabei einige Änderungen. Die Bezugsnorm ist IEC 6234-2. Dazu sind die Angaben über die Form der inneren Unterteilung und die Arten elektrischer Verbindung von Funktionseinheiten anzugeben. Damit könnte eine Konformitätserklärung für eine Energieschaltgerätekombination ohne elektronische Bauteile folgenden Inhalt haben: »Die Konformität mit folgenden Richtlinien wird bestätigt durch: 2006/95/EG, Richtlinie über elektrische Betriebmittel zur Verwendung innerhalb bestimmter Spannungsgrenzen«. Die Übereinstimmung des bezeichneten Produkts mit den Bestimmungen der Richtlinien wird durch die vollständige Einhaltung folgender Normen nachgewiesen: • EN 61439-1:2009 – Niederspannungs- Schaltgerätekombinationen – Teil 1: Allgemeine Festlegungen (IEC 61439- 1:2009, modifiziert); • EN 61439-2:2009 – Niederspannungs- Schaltgerätekombinationen – Teil 2: Energie-Schaltgerätekombinationen. Bei der Dimensionierung der Niederspannungsschaltgerätekombination ist die Erwärmung im Innern zu berücksichtigen (Bild 2). Werden Leitungen und Betriebsmittel vom Strom durchflossen, wird über den Widerstand Wärme erzeugt und an das Innere der Verteilung abgegeben. Das geschieht im normalen Betrieb der PV-Anlage immer unter Volllast. Das bedeutet, im Gegensatz zu einem Verteiler für die allgemeine Energieversorgung in einer Wohnung oder in einem Büro ist für die Erwärmungsprüfung immer ein Gleichzeitigkeitsfaktor von 1 einzusetzen. Zusätzlich ist zu beachten, dass immer dann, Quelle: www.voltimum.de

wenn der maximale Strom im Verteiler fließ, auch die Umgebungstemperatur am höchsten ist, also in der Regel mindestens 30 °C. Bild 1: Kennzeichnungen auf einem Modul Bild 2: Bei einer Schaltgerätekombination sollen die Abstände zwischen den Schutzeinrichtungen einen Wärmestau an den Betriebsmitteln verhindern Quelle: www.voltimum.de