Neues im Teil 7.12 über Photovoltaikanlagen in der NIN · Vorgesehene Korrektur im Kap. 4.2.2.3...

Neues im Teil 7.12 über Photovoltaikanlagen in der NINOlten, 6. Mai 2015

Vorstellung Referent: Peter Toggweiler

_ Arbeitet seit 6 Jahren im PV-Team bei Basler und Hofmann AG, vorher für PV bei anderen Firmen tätig, insgesamt mehr als 30 Jahre Erfahrung mit PV.

_ Basler und Hofmann AG ist ein breit tätiges Ingenieur-, Planungs-, und Beratungsunternehmen.

_ Anlagenplanung: Vom Konzept bis zur Inbetriebnahme

_ Gutachten und Expertisen, Entwicklungen und Innovationen

_ Für Swissolar: PV-Normenwesen, Aus- und Weiterbildungskurse, Mitarbeit in Kommissionen

PV Update | 6.5.2015 | Neues im Teil 7.12 in der NIN 20152

Wesentliche Neuerungen in der NIN 2015 zu PV

_ Zugänge WR und Schaltgeräte

_ Leitungsauslegung und –verlegung

_ DC-Spannung maximal bis 1000 V DC

_ Die bisherigen Erläuterung zum Blitz- und Überspannungsschutz sind neu in der NIN integriert.

_ Anpassungen bei der Beschilderung und Kennzeichnung.

_ Ergänzungen und Anpassungen im Text.

7.12.5.1.3 Zugänglichkeit (1)

Die Zugänglichkeit und die Bedienbarkeit von Wechselrichtern und Schaltkästen sind in der Regel gewährleistet, wenn die folgenden Bedingungen eingehalten sind:

Erstens:

_ Damit die Schutz- und Bedieneinrichtungen der PV-Anlage gefahrlos bedient werden können, müssen Bedienungs- und Überwachungseinrichtungen (Displays, Touchscreen und dgl.) zwischen 0,40 und 2,00 m ab Boden oder Bedienpodest oder ähnliche standsichere Hilfsmittel angeordnet werden.

7.12.5.1.3 Zugänglichkeit (2)

und zweitens:

_ Werden Wechselrichter, Schutz- und Bedieneinrichtungen und dgl. aufgrund der örtlichen Situation unter Treppen, Rampen oder dgl. angeordnet, gilt für die freie Höhe ein Mindestmass von 1,60 m.

Nicht explizit erwähnt aber hier angenommen und festgehalten ist, dass Kästchen, welche ausschliesslich SPDs enthalten, nicht zu den Schaltgerätekombinationen zählen und somit die beiden, vorgängig erwähnten, Anforderungen für die Anordnung von SPDs alleine nicht gelten.

Einbauhöhen für Schaltgerätekombinationen (SK)

Beispiele zur Montage der Wechselrichter

Gute Lösung! Nicht (mehr) zulässig!

Maximale Leerlaufspannung

_ 10.3.2 NIN / NIV

Hinweis: Für Module mit speziellen Temp.-Koeffizienten können diese Werte bei entsprechendem Nachweis korrigiert werden.

PV-DC-Leitungen im DachbereichLegendeA Leitungen im DachbereichB Bereich für stockwerkübergreifende Leitungen 1 PV-Modul (integrierte Anlage) mit Doppelfunktion2 Dachbereich (gem. NIN 2010 – 7.12)3 DC-Modulverkabelung (Modulverbindungen) im Dachbereich4 Unterdach5 Wärmedämmung6 Deckenschicht (im Raum)7 Wechselrichter (sofern Dachbereiches,)8 String- oder Array-Klemmkasten9 Übergang von DC-Modulverkabelung in

DC-Hauptleitung (String-Zuleitung)10 Raum im Gebäude11 DC-Hauptleitung oder

Array-/AC-Leitung

Strangverkabelung

Verschaltung bei zusammen liegenden Modulen

Bei aneinander montierten Modulen ist das Zusammenschalten ohne separaten Rückleiter als suboptimale Lösung zulässig.

Überlastschutz von Stringleitungen, wie bisher

Hinweis: Bei einem allfälligen Fehler kann ein Rückstrom durch die Module fliessen. Die Überstrom-Schutzeinrichtung muss deshalb auch in Bezug auf den maximal zulässigen Rückstrom der Module ausgelegt werden.

Auslegung der Leitungen, neu mit Faktor 1.25Für die Leitungen auf der Gleichstromseite gilt:

Legende:I G SC STC: Gesamt-Kurzschlussstrom bei STCI M SC STC: Modul-Kurzschlussstrom bei STC

Im Gegensatz zur Auslegung für den Überlastschutz (Sicherung) galt hier bisher kein Sicherheitsfaktor von 1.25.

Trennung von AC- und DC-Stromkreisen

DC- und AC-Leitungen sind in getrennten Rohren oder Kanälen zu verlegen und die AC- und DC-Leitungen müssen eindeutig unterschieden werden können, zum Beispiel durch unterschiedliche Farben oder Kabelmäntel.Was bedeutet «getrennt»? Beispiele:_ Kabel im gleichen Trassee mit Abtrennung: okay_ Kabel in separatem Metallrohr: okay_ Kabel mit konzentrischem Schutzleiter?

Verlegeanforderungen an die DC-Leitungen

Aktuell steht in der NIN 2015:

Die Beschränkung auf nichtbrennbare Rohre oder Kanäle schränkt zu stark ein und wird deshalb gemäss nachstehender Seite korrigiert.

Vorgesehene Korrektur im Kap. 4.2.2.3

Der ab Mitte 2015 korrigierte Text im Kap. 4.2.2.3 NIN lautet wie folgt:

Führen solche Leitungen über brennbare Gebäudeteile (AP) oder sind in brennbaren Gebäudeteilen verlegt (UP), sind diese in schwerbrennbare (RF 2 / BKZ 5.2) oder in nichtbrennbare (RF1 / BKZ 6q, BKZ 6) Rohre oder Kanäle zu verlegen oder es sind Kabel mit einer metallischen Umhüllung oder einem konzentrischen Leiter zu verwenden (keine PVC-Isolation).

Führen solche Leitungen durch feuergefährdete Bereiche, sind diese in nichtbrennbare (RF1 / BKZ 6q, BKZ 6) Rohre oder Kanäle zu verlegen oder es sind Kabel mit einer metallischen Umhüllung oder einem konzentrischen Leiter zu verwenden (keine PVC-Isolation)

Neue Optionen zum FI-Schutz gemäss NIN 2015

Versorgungsleitungen durch feuergefährdete Räume zu einem Verteiltableau benötigen keinen FI-Schutz, wenn an dieser Leitung keine Verbraucher ange-schlossen sind, resp. diese nur via Sicherung in der betreffenden Schaltgeräte-kombination angeschlossen sind.

Kennzeichnung gemäss NIN 7.12.5.1.4

_ 10.3.2 NIN / NIV

Die aktuelle NIN wird dazu korrigiert, es genügt die maximale Leerlaufspannung.

Kennzeichnung gemäss NIN 7.12

Kennzeichnung am Wechselrichter:

Warnkleber Feuerwehr und Netzanschluss

Neu ersetzt dieser Warnkleber den bisherigen Hinweisklebermit Achtung Rückspeisung.

DC-Leitung PVA: Beschriftung gemäss NIN

Version Swissolar: Gleiche Information, deshalb auch okay!

Anleitung zur Ausschaltung einer PV-Anlage

Das Schild ist nicht zwingend, aber weitere Details gehören in die Anlagedokumentation und in die Betriebsanleitung.

Schutz gegen atmosphärische Überspannung

Im Kapitel 7.12.4.4.3 steht:

Nur empfohlen?

Mit der Integration der bisherigen Erläuterung für den Blitz-und Überspannungsschutz bei PV Anlagen in die NIN 2015 sind die Regeln verbindlicher dargestellt.

Wie bisher: Keine Blitzschutzpflicht wegen PV

PV-Anlagen führen zu keiner Blitzschutzpflicht sofern dies gemäss der VKF-Brandschutzrichtlinie 22-15de „Blitzschutz-systeme“ für dieses Gebäude nicht gefordert wird.

Sind Blitzschutzsysteme vorhanden ist die PV-Anlage in das Blitz- und Überspannungsschutzsystem einzubeziehen.

In jedem Fall muss der Überspannungsschutz gegen induzierte Spannungen, welche durch Schalthandlungen oder nahe Blitzeinschläge verursacht werden können, eingebaut werden.

Entscheidungsdiagramm zu den Lösungen

_ 10.3.1 Überspannungsschutz und Einbindung in das Blitzschutzsystem

NIN: 5 Grundvarianten und 2 Zusatzvarianten

Die 7 Varianten gelten als vereinfachte Standardlösungen im Sinne des Risikomanagements nach SN 41 1000 7.12.4.4.3.1 für den Blitz- und Überspannungsschutz.

Für grössere, komplexe oder spezielle Fälle ist ein für die betreffend Anlage eigenes Risikoprofil und ein entsprechendes Blitzschutzkonzept zu erstellen.

Die Grundlagen zum Risikomanagement regelt die SN EN 62305-2 «Blitzschutz - Teil 2: Risiko-Management».

Hinweis zu den folgenden Varianten:SPD = Surge Protection Device = Überspannungsableiter

Erläuterungen: Variante 2, Gebäude ohne Blitzschutz

_ Erfordert auf DC-Seite SPD Typ 2

_ Kann an Stelle 3 angeordnet sein

_ Erfordert Pot.- Ausgleich

_ Bietet Schutz gegen indirekten Blitzeinschlag

_ Normalfall EFH

Legende: Variante 2

Erläuterungen: Variante 3, Gebäude mit Blitzschutz

_ Erfordert auf DC-Seite SPD Typ 1

_ Typ 1 bei Zonenübergang

_ Erfordert Pot.- Ausgleich

_ Bietet Schutz gegen direkte und indirekte Blitzeinschläge

Normalfall LdW/ö.G.

Legende: Variante 3

Option zu Variante 3

Wenn viele Ableitungen vorhanden sind, können ev. Typ 2-Ableiter genügen, ein Nachweis ist verlangt.

Nützliche Option, weil bei Multistranganlagen viele SPD 1 notwendig wären, und diese bei vielen WRs nicht eingebaut werden können.In der bisherigen Erläuterungen war das noch nicht drin.

Erläuterungen: Variante 4, Gebäude mit Blitzschutz

_ PV-Anlage im Schutzbereich

_ PV-Generator in Schutzklasse 2

_ Erfordert keinen Pot.-Ausgleich

_ Bietet Schutz gegen direkte und indirekte Blitzeinschläge

Legende: Variante 4

Anordnung SPD an beiden Leitungsenden? 1(2)

_ Falls keine blitzstromtragfähigen metallischen Rohre, geschlossenen Kanäle oder Kabel mit konzentrischen PE-Leitern verwendet werden, ist die kritische Leitungslänge (Lcrit) für die SPD Anordnung zu ermitteln.

_ Krit. Leitungslänge hängt von folgenden Parametern ab:_ Art der Leitung

_ Anzahl Blitzeinschläge pro km2 und Jahr

_ Anordnung der PVA am Gebäude oder im Freien

Anordnung SPD an beiden Leitungsenden? 2(2)

_ Bei 12 Blitzeinschlägen pro Jahr ergibt sich eine zulässige ungeschirmte Leitungslänge (Lcrit) von 10 m ohne dass beidseitig SPD angeschlossen sein müssen.

_ Für Leitungen von mehr als 10 m ohne beidseitige SPDs sind Nachweise erforderlich.

Offene Fragen:

_ Berechnung von Lcrit?

_ Anzahl Blitzeinschläge i. d. R. weniger als 12 /Jahr

Anschluss Überspannungsschutz

_ Je kürzer die Anschlussleitung an die SPDs, desto höher die Schutzwirkung

_ Für die gesamte Anschlussleitung gilt: a+c < 0.5 m

_ V-Verdrahtung reduziert Anschlusslänge und Stossspannung

Konsequenz für die Anschlussleitungen, Beispiele

Differenz bei der Legende zu 7.12.4.4.3.7.1 Var. xC

In der Legende zum Blitzschutzbeispiel xCsteht:

Zu Position 3 sollte gemäss Erläuterungen stehen: "SPD Typ 2" anstatt SPD Typ 1+2.

Minimal erforderliche Querschnitte für die Anschlussleitung, beim Typ 1 sind es in der Regel die Blitzstromableiter:

SPD Typ 1: mindestens 16 mm2

SPD Typ 2: mindestens 6 mm2

Potenzialausgleich bleibt bei mindestens 10 mm2 und ist auch abhängig vom Querschnitt der aktiven Leiter.

Fazit zu Blitz- und Überspannungsschutz (1)

_ Die SPDs sind idealerweise auf dem Dach resp. direkt beim Zonenübergang (Gebäudeeintritt) anzuordnen.

_ Die SPDs sind zwingend innerhalb von +/- 10 m beim Zonenübergang anzuordnen (kritische Leitungslänge).

_ Leitungen in blitzstromtragfähigen metallischen Rohren, geschlossenen Kanälen oder Kabeln mit konzentrischem PE-Leiter zählen nicht als kritische Leitungslänge.

_ Die Anforderungen an den Blitz- und Überspannungsschutz gelten sinngemäss auch für die Datenleitungen.

Fazit zu Blitz- und Überspannungsschutz (2)

_ Zum Schutz der DC-Kabel muss mindestens ein Typ 2 -Ableiter installiert sein, ausser bei Variante 1.

_ Bei Gebäuden mit Blitzschutzanlage braucht es einen Typ 1 für den Schutz der DC-Kabel. Ausnahmen sind mit einem Blitzschutzkonzept zu begründen. Pers. Hinweis: Bei Aufdachanlagen und aussen montiertem Wechselrichter, ohne Schutz der PV-Anlage, kann ein SPD Typ 1 auf der AC-Seite genügen.

_ Gebäudeeigentümer, Betreiber und/oder Versicherungen können abweichende Massnahmen verlangen.

Dokumentation und Kontrolle

Die Mindestanforderungen an Systemdokumentation, Inbetriebnahmeprüfung und Prüfanforderungen regelt die Norm EN 62446 und bleibt wie bisher:

Dokumentation

Beispiel

Anlageschema

aus der NIN,

weitere Dokumente

gemäss EN 62446.

Ein oft umstrittener Punkt betreffend Dokumentation:

Unter anderem wird ein Schutzkonzept zur Erdung und dem Überspannungsschutz erwähnt resp. verlangt.

Das darf aber nicht bedeuten, dass für jede Kleinanlage ein separates Dokument als Schutzkonzept erarbeitet werden muss.

Es kann davon ausgegangen werden, dass es fallweise genügt, wenn in der Dokumentation erwähnt wird, wie die Erdung und der Blitz- und Überspannungsschutz gelöst ist. Dazu kann auch ein Hinweis angebracht werden, nach welcher Variante gemäss NIN die PV-Anlage gebaut ist.

7.12.6 Prüfung der Isolationswerte

Danke für Ihre Aufmerksamkeit!Basler & Hofmann AG, Zürich

Peter Toggweiler, Senior Experte, Basler & Hofmannpeter.toggweiler@baslerhofmann.ch, +41 44 387 13 50

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