TECHNISCHES HANDBUCH SOLARSTROM · Zur Ausrichtung der nächsten Vertikal-schienen empfiehlt es sich zwischen den beiden äußeren Schienen eine Schnur zu spannen. Hammerkopfschraube

TECHNISCHES HANDBUCH SOLARSTROM

Technische Information Montagehinweise

Bedienungs- und Wartungsanleitung

GRAMMER Solar GmbH

Oskar-von-Miller-Str. 8 D-92224 Amberg Tel.: 09621/ 308 57-0 Fax: 09621/ 308 57-10 E-Mail: [email protected] Internet: www.grammer-solar.de

N° 0680103010-12-2008

Inhaltsverzeichnis

1 Einleitung ....................................................................................................................................................... 1 2 Grundlagen..................................................................................................................................................... 1

2.1 Funktionsprinzip einer netzgekoppelten Photovoltaik-Anlage ......................................................... 1 2.2 Verteilung der Sonneneinstrahlung in Deutschland........................................................................... 1 2.3 Einstrahlung auf geneigte Flächen und Ertragsprognosen................................................................ 2 2.4 Verschattung.......................................................................................................................................... 2 2.5 Wind- und Schneelastzonen nach DIN 1055-4/5 2007 ........................................................................ 3

3 Schrägdachmontage ....................................................................................................................................... 4 3.1 Übersicht der Montagesystemteile ....................................................................................................... 4 3.2 Montageablauf ....................................................................................................................................... 5 3.3 Montagehinweise für Pfannenziegel .................................................................................................... 5 3.4 Montagehinweise für Biberschwanzdächer....................................................................................... 11 3.5 Montagehinweise für Welleternit- oder Trapezblechdächer ........................................................... 11

4 Flachdachaufständerung ............................................................................................................................. 15 4.1 Abstände der Module bei Aufständerung ......................................................................................... 15 4.2 Übersicht der Montagesystemteile ..................................................................................................... 16 4.3 Montagehinweise ................................................................................................................................. 16

5 Allgemeine Installationshinweise ................................................................................................................ 19 5.1 Regeln der Technik.............................................................................................................................. 19 5.2 Sicherheitshinweise für Arbeiten auf dem Dach............................................................................... 20 5.3 Erdung von PV-Generatoren ............................................................................................................. 23 5.4 Blitzschutz ............................................................................................................................................ 23 5.5 Wechselrichter und Freischalter (DC-Hauptschalter) ..................................................................... 23 5.6 Verkabelung und Verschaltung einer PV-Anlage ............................................................................ 24 5.7 Wartung der Anlage............................................................................................................................ 26

6 Beispiel: Wartungsangebot für eine Photovoltaikanlage............................................................................ 27 7 Checkliste zur Planung einer Solarstromanlage ......................................................................................... 28

SOLARSTROM HANDBUCH 1

1 EINLEITUNG In der Montageanleitung sind die Beschreibungen der verschiedenen Anordnungsvarianten für Schrägdach und Flachdach enthalten.

Die Montageanleitung muss sorgfältig durchgelesen und verstanden werden, bevor mit der Montage und Verdrahtung begonnen werden kann.

2 GRUNDLAGEN 2.1 Funktionsprinzip einer netzgekoppelten Photovoltaik-Anlage Die PV-Module am Dach fangen das Licht der Sonne ein und wandeln es in elektrische Energie um. Der so gewonnene Solargleichstrom wird über die Hauptleitungen zum Wechselrichter geleitet und dort zum Wechselstrom umgewandelt. Jetzt ist der Strom mit dem öffentlichen Netz kompatibel. Ein separater Einspeisezähler misst die produzierte Strommenge und leitet den Strom in das öffentliche Netz. Unabhängig davon wird der Haushaltsstrom weiterhin und wie gewohnt bezogen.

2.2 Verteilung der Sonneneinstrahlung in Deutschland

Regionale Unterschiede der Sonneneinstrah-lung innerhalb Deutschland lassen sich aus dem Bild ablesen.

Es sind die mittleren Einstrahlungssummen in kWh/m² für ein durchschnittliches Jahr darge-stellt.


2.3 Einstrahlung auf geneigte Flächen und Ertragsprognosen Neben der Sonneneinstrahlung hat auch die Dachausrichtung und –neigung Einfluss auf die Er-tragsaussichten der Solarstromanlage.

Die voraussichtlichen Einstrahlung auf die PV-Anlage können Sie anhand der geografischen Ausrich-tung und der Dachneigung bestimmen.

Beispiel: Ausrichtung 45° Süd-West, Dachneigung 30°, Einstrahlung 1000 kWh/m²a

Ergebnis: ca. 95% (entspr. 950 kWh/m²a) der jährlichen Einstrahlung auf die ebene Fläche

Ertragsprognose: Eine Ertragsprognose in kWh/kWp*a kann nur mithilfe von Simulationssoftware und unter Berücksichtigung der gewählten Anlagenkomponenten sowie weiterer Faktoren wie Ver-schattung, Hinterlüftung, Kabelwege etc. erstellt werden.

2.4 Verschattung Größere Einbußen als eine nicht ganz optimale Ausrichtung des Daches können umstehende Hindernisse verursachen, die täglich über länge-re Zeit Schatten auf das Dach werfen.

Daher ist es bei der Anlagenplanung wichtig mögliche Schattenverursacher (Kamin, SAT-Schüssel, Nachbargebäude, Bäume, Strommas-ten etc.) zu erkennen und die Anlage so zu plat-zieren, dass eine Verschattung gar nicht erst eintritt.


2.5 Wind- und Schneelastzonen nach DIN 1055-4/5 2007 Für die Auslegung der Unterkonstruktion, insbesondere der Art und Anzahl von Dachhaken oder Schrauben, der Beschwerung etc. ist der Standort zu bewerten bezüglich

seiner Lage in den Wind- und Schneelastzonen

der Geländekategorie

der Gebäudehöhe und –geometrie

und weiterer Faktoren, die Einfluss auf die Belastungen der Konstruktion haben können.


3 SCHRÄGDACHMONTAGE Bei der Schrägdachmontage werden die PV-Module über ein Kreuzschienensystem am Dach-stuhl befestigt. Das Montagesystem ist sehr flexi-bel und kann auch in Fällen angewendet werden, in denen die Dachkonstruktion nur ungünstige Befestigungspunkte bietet.

3.1 Übersicht der Montagesystemteile

1. PV-Modul 2. Horizontale Montageschiene 3. Vertikale Montageschiene 4. Dachhaken 5. U-Klemme-Komplet (Hammerkopfschraube M10x30, Sechskantmutter M10/DIN 6923) 6. Modulhalteplatte 7. Modulhaltewinkel 8. Hammerkopfschraube M8x55 – Typ 28/15, Sechskantmutter M8/DIN 6923 9. Hammerkopfschraube M10x30, Sechskantmutter M10/DIN 6923 10. SPAX – S/8x100 / Tellerkopf


3.2 Montageablauf 1. PV-Feld auf dem Dach festlegen (auf Sparren achten!)

2. Lage der Dachhaken und der Montageschienen festlegen

3. Im Sparrenbereich Montagestellen für Dachhaken freilegen

4. Dachhaken mit Sparren verschrauben. Evtl. Höhenausgleich mit Ausgleichshölzern

5. Aussparung für Dachhaken aus Ziegel herausklopfen bzw. –schleifen und Deckziegel einhängen

6. Alu-Montageschienen auf Dachhaken montieren

7. Horizontale Montageschienen montieren (auf rechtwinkligen und parallelen Verlauf achten!)

8. Lage der Dachdurchführung für Solarkabel festlegen

9. Solarkabel verlegen und Montagegerüst erden

10. Solarkabel mit Steckverbindungen versehen

11. PV-Module verlegen, verkabeln und befestigen

12. Wechselrichtermontage und –anschluss (siehe Bedienungshandbuch des Wechselrichters)

13. Netzanschluss (darf nur von einem zugelassenen Elektroinstallateur durchgeführt werden)

3.3 Montagehinweise für Pfannenziegel Dach ausmessen und Lage des PV-Feldes festlegen

Die Lage des PV-Feldes ergibt sich aus der Lage der Dachsparren.

Dachhaken für Pfannenziegel mit Befestigungsschrauben

Im Sparrenbereich Dachziegel für Montagestel-len freilegen.


Dachhaken setzen

Dachhaken gleichmäßig über die Länge der senkrechten Schiene verteilen.

In den Randbereichen werden jeweils auf den ersten beiden Sparren Dachhaken be-festigt, um die verstärkte Belastung durch Windturbulenzen zu kompensieren. Bei den nachfolgenden Dachsparren werden in der Regel auf jeden zweiten Sparren Dachha-ken gesetzt.

Wichtig! Maximaler Dachhakenabstand ist 1,6 m. In Gebieten mit erhöhter Schnee- oder Windbelastung auf jeden Sparren eine senk-rechte Schiene setzen und Dachhakenabstand verkleinern.

Der Schenkel des Dachhakens liegt in der Senke oder flachen Ebene des Dachziegels. Je nach Ziegelform ggf. den Steg des Ziegels unter dem Schenkel des Hakens entfernen. Vorbohren und Schmieren der Schraube verhindert das Absche-ren beim Eindrehen.

Wichtig! Dachhaken nicht bündig an den Ziegel montieren. Zwischen Ziegel und Schenkel soll mindestens ein Abstand von 5–10 mm verblei-ben. Evtl. Höhenausgleich mit Ausgleichshöl-zern.

Der Dachhaken wird mit mindestens zwei Holz-Spaxschrauben 8 mm ausreichender Länge am Sparren befestigt (ca. 70 mm der Schraube sollen im Sparren greifen). Bei Aufdachdäm-mung die Schraubenlänge der Dämmstärke anpassen.


Deckziegel einhängen

Je nach Ziegelform ist ggf. ein Abschleifen oder Herausklopfen der Traufnase als Aussparung für Dachhaken notwendig, damit der obere Ziegel wieder auf dem unteren aufliegt.

Montageschienen auf Dachhaken montieren

Die beiden äußeren vertikalen Montage-schienen auf den Dachhaken montieren.

Tipp! Zur Ausrichtung der nächsten Vertikal-schienen empfiehlt es sich zwischen den beiden äußeren Schienen eine Schnur zu spannen.

DachhakenHammerkopfschraube M 10 x 30

2860

Federring 10

Alu-Montageschiene 40

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Alu-Montageschiene – Verschraubung

Wichtig für sicheren Halt!

Die Hammerkopfschrauben ist in der Alu-Montageschiene nach dem Einfädeln um 90° bis auf Anschlag zu drehen und anschließend mit der Sechskantmutter festzuziehen.


Horizontale Alu-Montageschienen montieren

Die Untere Horizontalschiene mittels U-Klemmen an alle Vertikalschienen an-schrauben und ggf. mit Schienenverbinder verlängern.

Mit Hilfe einer Abstandslehre die jeweils nächste obere Horizontalschiene an allen Vertikalschienen befestigen. Länge der Ab-standslehre = Modullänge + 3 mm

Wichtig! Bei der Montage auf geraden und rechtwinkligen Verlauf achten.

Verkabelungsarbeiten

Lage der Dachdurchführung für Solarkabel festlegen.

Solarkabel mit mindestens 1x4 mm² Quer-schnitt nach Verkabelungsplan verlegen und am Montagegerüst befestigen.

UV-beständige Kabelbinder verwenden.

Steckverbindungen an Solarkabel anbrin-gen (Steckverbinder sind mit (+) und (-) ge-kennzeichnet)

Wichtig!

Kurzschlussfeste und doppelt isolierte Solarkabel verwenden.

Solarkabel nach Verkabelungsplan beschriften (Siehe 5.6.1)

Alle Solarkabel nach Möglichkeit in den Montageschienen und sonnengeschützt unter der Anlage verlegen.

Solarkabel, die der Sonne ausgesetzt sind, müssen in einem Schutzrohr oder Kabelkanal verlegt werden.

Scharfe Kanten, extremes Knicken des Kabels und/oder starke Zugbeanspruchung beim Verlegen muss grundsätzlich vermieden werden, um weder die Isolierung des Kabels noch die innenliegen-de Kupferseele zu beschädigen.

Montagegerüst erden. Potentialausgleich mit NYM 1x16 mm² Cu (siehe auch 5.3 Erdung von PV-Generatoren).

Wenn Blitzschutz vorhanden ist ggf. den Blitzableiter mittels Erdungsklemmen am Montagegestell befestigen (siehe auch 5.4 Blitzschutz).


Klemme für Blitzschutzanbindung Modulleitung mit berührungssicherer Steckverbindung

Modulmontage

Es werden in Abhängigkeit von der Anlagenleistung, Anzahl der Solarmodule und Anzahl bzw. Typ des Wechselrichters, grundsätzlich mehrere Module in Reihe (Serie) verschaltet. (siehe Verkabe-lungsplan Abschnitt 5.6.1)

Dazu wird der Stecker (Kupplung) des ersten Moduls mit der Kupplung des zweiten Moduls verbun-den. Der Stecker des zweiten Moduls mit der Kupplung des dritten Moduls, bis zur maximalen zulässi-gen Anzahl der Module in Reihenschaltung. Es dürfen keinesfalls mehr Module in Reihe verschaltet werden als die maximal mögliche Eingangsspannung des Wechselrichters zulässt. Eine größere Ein-gangsspannung als zulässig kann den Wechselrichter zerstören. Bei der Reihenschaltung addieren sich die Einzelspannungen zu einer Gesamtspannung. Der Strom dagegen, der durch die PV-Module fließt, ist bei der Reihenschaltung überall gleich groß.

Erstes Modul zwischen die horizontal verlegten Montageschienen ablegen, verkabeln, justieren und mit Modulhaltewinkel anklemmen.

Wichtig! Bei der Montage der Module ist zu be-achten, dass die Rückseite nicht beschädigt wird.


Zweites Modul mit erstem Modul verkabeln und zwischen die Montageschienen ablegen. Die richtige Anordnung der Module zueinander be-achten und mit Halteklemmen befestigen. So mit allen weiteren Modulen in Reihe verfahren.

Modulbefestigung der oberen und unteren Mo-dulreihe mit Modulhaltewinkel.

Nach dem Aufbau und der Installation des Gene-rators werden die einzelnen Modulstränge elekt-risch vermessen (Leerlaufspannung, Kurz-schlussstrom, Isolationswiderstand) und die Er-gebnisse protokolliert. Dadurch ist sichergestellt, dass alle Generatorstränge einwandfrei arbeiten und die Arbeiten auf dem Dach auch tatsächlich beendet werden können.


3.4 Montagehinweise für Biberschwanzdächer Bei der Verwendung von Metallbefestigungsplatten ist zur Vermeidung von Korrosion darauf zu ach-ten, dass sie aus demselben Metall sind wie Regenrinnen oder andere Metalleinfassungen, die mit ablaufendem Wasser in Verbindung kommen können.

Befestigungsplatte mit Dachhaken

Position für Biberschwanzdachhacken im Spar-renbereich freilegen. Befestigungsplatte mit Dachhaken am Sparren verschrauben

Weiter mit „Montageschienen auf Dachhaken montieren“ S. 7.

3.5 Montagehinweise für Welleternit- oder Trapezblechdächer

3.5.1 Stockschraubenmontage

Das Befestigungselement für Welleternit- oder Trapezblechdächer besteht aus einer Spezial-Stockschraube und einer Montageplatte.


Befestigungssets gleichmäßig über die Länge der senkrechten Schiene verteilen.

Auch in diesem Falle werden in den Rand-bereichen jeweils auf den ersten beiden Sparren Stockschrauben befestigt, um die verstärkte Belastung durch Windturbulen-zen zu kompensieren. Bei den nachfol-genden Dachsparren werden in der Regel auf jeden zweiten Sparren Stockschrauben gesetzt.

Wichtig! Maximaler Dachhakenabstand ist 1,6 m. In Gebieten mit erhöhter Schnee- oder Windbelastung auf jeden Sparren ei-ne senkrechte Schiene setzen und Ab-stand der Befestigungselemente verklei-nern.

Die Dachhaut wird an den entsprechenden Stellen in den Erhebungen des Plattenpro-fils durchbohrt (Lochdurchmesser 14 mm bei Schraube M12, 13 mm bei Schraube M10). Durch diese Bohrung wird die Befestigungs-bohrung in den Sparren gebohrt (8,5 mm). Die Stockschraube sollte 80 bis 100 mm im Spar-ren greifen.

Die Stockschraube so eindrehen, dass aus der Dachhaut nur das metrische Gewinde und nach Möglichkeit ein Stück des glatten Schaf-tes als Dichtsitz herausragt.

Tipp! Schmieren der Schrauben mit Fett er-leichtert das Eindrehen.


Dachhaut abdichten. Dabei wird die Gummi-dichtung ganz nach unten geschoben und mit der Flanschmutter auf die Dachhaut gepresst. Bei Welleternit die Dichtung vorsichtig aufpres-sen –Bruchgefahr!

Höhe der Montageplatten für Alu-Montageschienen einstellen.

Montageschienen auf Montageplatten montie-ren.

Bei Verwendung des Kreuzschienensystems, anschließende Montage der horizontalen Alu-Montageschienen, wie in Fehler! Verweis-quelle konnte nicht gefunden werden. be-schrieben.


3.5.2 Trapezblechhaltermontage

Aufgrund der meist nicht bekannten statischen Eigenschaften der Blechdächer ist eine Befestigung an der Unterkonstruktion mit Stockschrauben grundsätzlich vorzuziehen.

Schelle für Trapezblech mit aufgeklebten EPDM-Dichtband

Trapezblech und Halter mit selbstbohrenden Schrauben verbinden. Der Halter muss dabei auf dem unteren Trapezblech aufliegen. Die Schrauben dürfen in keinem Falle bei der Mon-tage durchdrehen.

Dabei auf geraden (horizontalen) Verlauf des Halters achten.

Unterste Alu-Montageschiene aufsetzen und mit Halter verschrauben.

Mit Hilfe einer Abstandslehre (Modullänge + 3 mm) jeweils die nächste obere Montageschiene mit dem Halter verschrauben. Bitte achten Sie darauf, dass die rechteckige Gewindeplatte nach dem Einfädeln der Alu-Montageschiene um 90° bis auf Anschlag zu drehen und an-schließend mit der Sechskantschraube festzu-ziehen ist.

Weiter mit „Verkabelung“ S. 8 und „Modulmon-tage“ S. 9.

Wichtig! Das Dach muss die zusätzliche Last der PV-Anlage aufnehmen können. Die Befestigung der Trapezbleche muss zur Aufnahme der Windsogkräfte ausreichend sein. Evtl. das Blech zusätzlich mit der Pfette verschrauben.


4 FLACHDACHAUFSTÄNDERUNG Das Flachdachmontagesystem ist weitgehend identisch mit dem Schrägdachmontagesystem. Es wer-den lediglich zusätzlich Winkelstützen auf den Längsprofilen zur Aufständerung verwendet. Die unte-ren Schenkel der Winkelstützen werden mit der Dachkonstruktion fest verbunden oder auf Betonele-menten montiert. Die Module werden auf einem Querträgerpaar befestigt, das seinerseits an den Win-kelstützen angebracht ist.

Der Verankerung der Gestelle auf flachen Dächern kommt große Bedeutung zu. Durch die große An-griffsfläche der Modulreihen müssen für die Verankerung beachtliche Windkräfte berücksichtigt wer-den. Die Wahl der Verankerung ist von der Statik des Daches abhängig und muss in jedem Fall statisch überprüft werden (ist das Dach zusätzlich belastbar oder nicht). Damit entscheidet sich, ob die Anlage frei aufgestellt werden kann oder mit dem Dach fest verbunden werden muss.

Schwerlastverankerung (freistehende Anlage)

Bei der Schwerlastverankerung müssen die Betonelemente so schwer sein, dass die Anlage bei ma-ximal zu erwartender Windlast noch fest aufliegt. Falls die Betonsteine direkt auf die Teerpappe des Daches gelegt werden ist eine Gummiunterlage oder ähnliches zum Schutz der Dachhaut unter die Steine zu legen.

Verankerung am Dach (fest verbundene Anlage)

Ist aus statischen Gründen eine Schwerlastverankerung nicht möglich, muss die Anlage mit dem Dach fest verbunden werden. Wo die Dachabdichtung durchstoßen wird, muss eine sorgfältige Abdichtung der Verankerungspunkte unter Berücksichtigung der Flachdachrichtlinien und der DIN 18195 (Abdich-tung im Bauwerk) vorgenommen werden.

4.1 Abstände der Module bei Aufständerung Um eine Verschattung der Modulreihen zu vermeiden, muss der Abstand in Abhängigkeit von Breiten-grad (und dem damit verbundenen niedrigsten Sonnenstand), Modulhöhe und Aufständerungswinkel groß genug gewählt werden. Ggf. ist der Aufstellwinkel wegen der Windlasten oder um eine Reihe mehr auf das Dach zu bekommen <30° zu wählen. Evtl. Verschattung durch Attika beachten!


4.2 Übersicht der Montagesystemteile

4.3 Montagehinweise Winkelstützenmontage

Stockschrauben setzen und Adapterblech befesti-gen.

Grundschiene hochkant auf Adapterblech ver-schrauben.

Winkelstützen nach Plan zusammenbauen und auf der Dachfläche verteilen.

Winkelstützen seitlich an den Grundschienen be-festigen. Reihenabstand nach Plan beachten!


Horizontalschienen auf Winkelstützen montieren: Die untere Horizontalschiene mittels U-Klemmen an allen Winkelstützen befestigen und ggf. mit Schienenverbinder verlängern.

Wichtig für sicheren Halt!

Die rechteckige Gewindeplatte ist in der Alu-Montageschiene nach dem Einfädeln um 90° bis auf Anschlag zu drehen und anschließend mit der Sechskantschraube festzuziehen.

Bei der untersten Querschiene werden die U-Klemmen von oben her auf Anschlag an der Aus-senkante in der Führung angebracht (s. Bild links). Bei den mittleren Schienen empfiehlt sich eine abwechselnde Anbringung von oben und unten. Bei der obersten Querschiene werden die U-Klemmen von unten her auf Anschlag an der In-nenseite in der Führung angebracht (s. nächstes Bild).

Die obere Schiene mit Hilfe einer Abstandslehre mit U-Klemmen an allen Winkelstützen befestigen. Länge der Abstandslehre = Modullänge + 3 mm

Weiter mit „Verkabelung“ S. 8 und „Modulmonta-ge“ S. 9.


Schwerlastverankerung

Die Ballastierung inkl. Gummimatten ist bauseits bereit zu stellen!

Tipp! Bordsteine verwenden

Ballastierung auf Gummimatten auf dem Flach-dach ausrichten

Winkelstützen auf Dachfläche verteilen und an Betonelementen befestigen.

Horizontale Montageschienen mit U-Klemmen an Winkelstützen festschrauben

Solarkabel verlegen und an Tragekonstruktion befestigen.

Tragekonstruktion erden.

Module verkabeln und mit Modulhaltewinkeln an Tragekonstruktion befestigen.


5 ALLGEMEINE INSTALLATIONSHINWEISE 5.1 Regeln der Technik Für Ihre eigene Sicherheit und zum Schutz Dritter beachten Sie bitte die folgenden Hinweise:

Installation und Inbetriebnahme darf nur von zugelassenen Elektrofachkräften erfolgen.

Keine elektrisch leitenden Teile in Steckverbinder der Module einführen.

Solarmodule und Leitungen nicht mit nassen Steckverbindern montieren.

Die elektrischen Anschlüsse dürfen nur mit den vormontierten Steckkontakten und mit dem mitge-lieferten Zubehör elektrisch verbunden werden. Wenn kein geeignetes Werkzeug für Steckkontak-te (z.B. von MC, Tyco) vorhanden ist, können auch Kabelstoßverbinder mit Schrumpfschlauch eingesetzt werden.

Auch bei geringer Beleuchtung entstehen durch die Reihenschaltung von Solarmodulen sehr hohe Gleichspannungen, die bei Berührung lebensgefährlich sind! Insbesondere ist die Möglichkeit von Sekundärschäden (z.B. Sturz vom Dach) bei Stromschlägen zu berücksichtigen!

Es ist grundsätzlich nur mit isolierten Werkzeugen zu arbeiten.

Niemals gleichzeitig den Plus- und den Minusanschluss berühren.

Niemals die Gleichstromleitungen mittels der Steckverbindungen vom Wechselrichter trennen, wenn dieser in Betrieb ist. Lebensgefahr!!! (Wenn Trennung nötig nur am DC-Freischalter!)

Beim Bau von Photovoltaikanlagen sind die Unfallverhütungsvorschriften (UVV), sowie die jeweils gültigen Normen, Sicherheitsregeln, Richtlinien und Merkblätter der Berufsgenossenschaften einzu-halten und anzuwenden. Hier sind insbesondere zu nennen:

Elektrischer Anschluss:

DIN VDE 0100-410 (2007-06) Errichten von Niederspannungsanlagen – Teil 4-41: Schutzmaßnahmen – Schutz gegen elektri-schen Schlag (IEC 60364-4-41:2005, modifiziert)

VDE 0110-1 (2003-11) Isolationskoordination für elektrische Betriebsmittel in Niederspannungsanlagen – Teil 1: Grund-sätze, Anforderungen und Prüfungen (IEC 60664-1:1992 +A1:2000 + A2:2002)

VDE 0558-2 (2001-02) Halbleiter-Stromrichter – Selbstgeführte Halbleiter-Stromrichter einschließlich Gleichstrom-Direktumrichter (IEC 60146-2:1999)

VDE 0100-712 (2006-07) Errichten von Niederspannungsanlagen – Teil 7-712:Anforderungen für Betriebsstätten, Räume und Anlagen besonderer Art – Solar-Photovoltaik-(PV)-Stromversorgungssysteme (IEC 60364-7-712:2002, modifiziert)

DIN VDE 0298-3 (2006-06) Verwendung von Kabeln und isolierten Leitungen für Starkstromanlagen – Teil 3: Leitfaden für die Verwendung nicht harmonisierter Starkstromleitungen

Blitzschutz:

VDE 0185-305-1 (2006-10) Blitzschutz – Teil 1: Allgemeine Grundsätze (IEC 62305-1:2006)

VDE 0185-305-2 (2006-10) Blitzschutz – Teil 2: Risiko-Management (IEC 62305-2:2006)


Beiblatt 1 VDE 0185-305-2 (2007-01) Blitzschutz – Teil 2: Risiko-Management: Abschätzung des Schadensrisikos für bauliche Anlagen – Beiblatt 1: Blitzgefährdung in Deutschland

Beiblatt 2 VDE 0185-305-2 (2007-02) Blitzschutz – Teil 2: Risiko-Management– Beiblatt 2: Berechnungshilfe zur Abschätzung des Schadensrisikos für bauliche Anlagen

Berichtigung 1 VDE 0185-305-2 (2007-06) Berichtigungen zu DIN EN 62305-2 (VDE 0185-305-2):2006-10

VDE 0185-305-3 (2006-10) Blitzschutz – Teil 3: Schutz von baulichen Anlagen und Personen (IEC 62305-3:2006, modifiziert)

VDE 0185-201 (2007-03) Blitzschutzbauteile – Teil 1: Anforderungen an Verbindungsbauteile; Deutsche Fassung EN 50164-1:1999 + A1:2006

VDE 0185-202 (2007-03) Blitzschutzbauteile – Teil 2: Anforderungen an Leitungen und Erder; Deutsche Fassung EN 50164-2:2002 + A1:2006

VDE 0185-203 (2007-03) Blitzschutzbauteile – Teil 3: Anforderungen an Trennfunkenstrecken; Deutsche Fassung EN 50164-3:2006

Montage auf Dächern

DIN 18338 Dachdeckungs- und Dachabdichtungsarbeiten (2006-10)

DIN 18451 Gerüstarbeiten (2006-10)

5.2 Sicherheitshinweise für Arbeiten auf dem Dach Wetter

Montagearbeiten (Eigenmontage oder durch Fachbe-trieb) sollten, wenn möglich, nur bei relativ gutem Wetter ausgeführt werden.

Besonders bei dachintegrierten Anlagen sollte auf Nie-derschlagsfreiheit geachtet werden, um das Eindringen von Feuchtigkeit in das Gebäude zu vermeiden. Bei aufkommendem starken Wind sollte zu Ihrer eigenen Sicherheit die Montage unterbrochen werden.

Zudem ist an sehr heißen Tagen mit starker Sonnenein-strahlung auch auf die Verbrennungsgefahr durch even-tuell heiße Metallteile zu achten. Es können unter un-günstigen Bedingungen Temperaturen von 60° bis zu 90°C auf den Solarmodulen entstehen.


Leitern

Anlegeleitern müssen im Winkel von 65° bis 75° an sichere Stütz-punkte angelehnt werden und die Austrittsstelle um mindestens 1 m überragen.

Außerdem sind sie gegen Ausgleiten, Umfallen, Umkanten, Abrut-schen und Einsinken abzusichern. Als Aufstiege dürfen Leitern nur bis zu einem zu überbrückenden Höhenunterschied von 5 m ein-gesetzt werden. Bei größeren Höhen sind Gerüste aufzustellen.

Schutz vor herab fallenden Gegenständen

Die im Bereich unterhalb der Dacharbeiten verlaufenden Ver-kehrswege und Arbeitsplätze müssen gegen herabfallende, um-stürzende, abgleitende oder abrollende Gegenstände geschützt werden.

Die Bereiche, in denen Personen gefährdet werden können, sind zu kennzeichnen und abzusperren.

Absturzsicherungen, Auffangeinrichtungen

Bei Dacharbeiten ab einer Höhe von 3 m und Dachneigungen von als 20° sind Absturzsicherungen erforderlich (VBG, 37, § 8).

Eine Möglichkeit der Absturzsicherung für Arbeiten auf geneig-ten Dächern bis 60° sind Dachschutzwände. Der senkrechte Abstand zwischen Arbeitsplatz und der Auffangvorrichtung darf höchstens 5 m betragen. Schutzwände müssen die zu si-chernden Arbeitsplätze um mindestens 2 m überragen (u.a. auch Hinweise der Berufsgenossenschaften beachten).

Abbildung: Anwendungshinweise für die Benutzung von Leitern.

Abbildung: Schema für die Anordnung eines Gerüstes als Absturzsicherung mit zu beachtenden Maßen

Abbildung: Hinweisschilder bei Dachar-beiten


Eine weitere Möglichkeit für Absturzsicherungen sind Dachfang-gerüste. Bei der Montage derartiger Gerüste ist darauf zu achten, dass der senkrechte Abstand zwischen Arbeitsplatz und der Auf-fangvorrichtung höchstens 5 m betragen darf.

Auffangnetze sollten nur von Fachleuten montiert werden, die sich dabei selber wirkungsvoll gegen Absturz sichern können. Bei Eigenmontage sind die Montagehinweise des Herstellers genau zu beachten.

Weiterhin ist zu beachten, dass bei mehr als 45° Dachneigung besondere Arbeitsplätze auf dem Dach zu schaffen sind: z.B. Dachdecker-stühle, Dachdeckerauflageleitern, Lattungen.

Wenn Dachfanggerüst oder Dachschutzwand unzweckmäßig sind, können als Absturzsicherung auch Sicherheitsgeschirre eingesetzt werden.

Den Sicherheitsdachhaken möglichst oberhalb des Benutzers an trag-fähigen Bauteilen anschlagen. Keine Leiterhaken benutzen!

Abbildung: Schema für Anordnung eines Fangnetzes

Abbildung: Montiertes Auffangnetz

Abbildung: Zu beachtende Maße bei der Montage von Auffangnetzen.

Abbildung: Sicherheitsgeschirr


5.3 Erdung von PV-Generatoren Die Berührungssicherheit elektrischer Anlagen hat insbesondere auf dem Dach eine hohe Bedeutung. Primär-Schädigungen durch elektrischen Schlag sind gefährlich, da sie sehr leicht zu schweren Se-kundärschäden (Sturz vom Dach) führen können.

Achten Sie bitte unbedingt darauf, dass berührbare leitende Teile des PV-Generators (z.B. Metallrah-men, Tragekonstruktion etc.) geerdet sein müssen. Die Erdung metallischer Teile einer elektrischen Anlage ist gemäß DIN VDE 0100, Teil 712 in jedem Falle zwingend vorgeschrieben.

Grundsätzlich muss das Gestell über ein NYM 1x16 mm² Cu-Kabel mit der Potentialausgleichsschiene der Elektroverteilung im Haus verbunden werden. Ist ein Blitzschutz vorhanden s.u.

5.4 Blitzschutz Bei bestehendem oder zu bauendem äußeren Blitzschutz ist darauf zu achten, dass alle Teile des PV-Generators sich innerhalb der Maschen der Blitzschutzanlage befinden. Zusätzlich ist nach allen Sei-ten ein Sicherheitsabstand zu den Teilen der Blitzschutzanlage einzuhalten. Die Berechnung des Trennungsabstandes erfolgt gemäß DIN V VDE V 0185-2. In der Praxis hat sich ein Abstand von ca. 0,5 m bewährt.

Nur in den Fällen wo der Trennungsabstand nicht eingehalten werden kann muss der PV-Generator mit der Blitzschutzanlage verbunden werden, um die Folgen von Überschlägen zu begrenzen. Die Verbindung sollte mit mindestens 1x16 mm² Cu-Kabel und blitzstromfähigen Klemmen ausgeführt werden.

5.5 Wechselrichter und Freischalter (DC-Hauptschalter) a) Wechselrichter

Wichtige Hinweise zur Auslegung und Installation werden im Bedienungshandbuch des Wechselrich-terherstellers gegeben. Sie sollten unbedingt beachtet werden.

Achtung!

Die wechselstromseitige Installation ist von einem zugelassenen Elektroinstallateur durchzuführen.

Alle vorgeschriebenen Sicherheitsvorschriften, die technische Anschlussbedingung (TAB) des zustän-digen Energieunternehmens (EVU) sowie die VDE-Vorschriften sind einzuhalten.

Abbildung: Typische Wechselrichteranordnung mit Freischaltern und Sicherungsverteiler


b) DC-Freischalter

Um Wartungs- oder Reparaturarbeiten durchzuführen, muss der Wechselrichter vom PV-Generator getrennt werden. Dazu wird eine gleichspannungsseitige Freischaltstelle, der DC-Freischalter, be-nutzt.

Abbildung: ABB Freischalter mit 750 V und 16 oder 32 A inkl. Schaltplan

Es ist ein Schalter auszuwählen, der Schaltvermögen für Gleichstrom besitzt. Er sollte Lastschaltver-mögen besitzen (Schalter kann problemlos im laufenden Betrieb betätigt werden, also auch im Notfall bei laufender Anlage). Ausgelegt wird er auf die maximale Leerlaufspannung des Solargenerators und auf 125% des maximalen Generatorstromes (Kurzschlussstrom bei voller Einstrahlung).

5.6 Verkabelung und Verschaltung einer PV-Anlage

5.6.1 Verkabelungsplan

Der hier dargestellte Verkabelungsplan bezieht sich auf die Modulansicht von oben. Die Module wer-den in Reihe verschaltet. Bei Wechselrichter 1 werden zwei Modulstrings parallel in einem MPP-Regler verarbeitet. Bei Wechselrichter 2 (Multistring-Gerät) wird je ein String von einem MPP-Regler verarbeitet (Die Strings müssten nicht gleich groß sein). Bei Wechselrichter 3 ist ein String auf einem MPP-Regler.


(Kaco Powador 5000xi)

WR 1 2 x 19 Module aleo S16 (165 Wp)

(Mastervolt QS 3500)


(Solarmax 2000 C)


+3.1

-2.2

+1.1

+2.2

+1.2

-2.1

-3.1

-1.2 +2.1

-1.1

Abbildung: Beispiel für 5 Strings auf 3 verschiedenen Wechselrichtern

5.6.2 Schaltschema

5

HA

Kundenanlage

Sicherung ABB S 701 - E 35 sel.

5

EinspeisezählerDS

2 x 19 Module aleo S16 ( 165 Wp ) P ges. : 6,27 KWp

ErdungPV - Generatorunterkonstruktionmit 1 x 16 mm



2 2 3 3

2

5

FI - SchutzschalterABB F37240 A / 300 mA

5

Wechselrichter Mastervolt QS 3500 DC Nenn 2,75 kWpAC Nenn 2,60 kW

Wechselrichter Kaco Powador 5000 xi DC Nenn 5,73 kWpAC Nenn 5,50 kW

Wechselrichter Solarmax 2000 C DC Nenn 2,30 kWpAC Nenn 1,80 kWFreischalter ABB Typ OTP16BA8MS

750 V DC / 16 A

2 x Freischalter ABB Typ OT16E4500 V DC / 16 A

4 4

Freischalter ABB Typ OTP16BA8MS750 V DC / 16 A

4 2

5Sicherungsautomat1 x ABB S 201 / B 16

Sicherungsautomat1 x ABB S 201 / B 16 5

3 3

5 5

Sicherungsautomat1 x ABB S 201 / B 322 x ABB S 201 / B 16


5.7 Wartung der Anlage Im Gegensatz zu Wind- oder Biomasseanlagen gibt es bei Photovoltaikanlagen keine drehenden Ge-neratorteile oder die Notwendigkeit einer Prozessüberwachung. Photovoltaikanlagen sind im Allge-meinen wartungsfrei. Soweit keine Störung an den Geräten angezeigt wird benötigen Wechselrichter und Module keine Funktionsprüfung.

Die Wartung der Anlage beschränkt sich auf die Sichtkontrolle des PV- Generators und Kontrolle der Betriebsanzeige des Wechselrichters.

Bei ausreichender Neigung (größer 15°) ist eine Reinigung der Module im Allgemeinen nicht erforder-lich (Selbstreinigung durch Regen).

In stark belasteten Gegenden oder bei starkem Blütenstaubanfall mit längeren Trockenzeiten kann es lohnend sein, die Glasscheibenoberfläche mit Leitungswasser mittels Schwamm oder Autowaschbürs-te zu reinigen.

Jährlich sollen die FI -Schutzschalter in der Elektroverteilung oder im Zählerschrank zur Funktionsprü-fung betätigt werden (Die Anlage schaltet sich daraufhin selbstständig ab und wieder ein).


6 BEISPIEL: WARTUNGSANGEBOT FÜR EINE PHOTOVOLTAIKANLAGE

Um langjährig hohe Erträge zu gewährleisten, sollte einmal pro Jahr eine komplette Kontrolle der An-lage stattfinden. Diese sollte nachfolgende Leistungen beinhalten, die wir auch gerne für Sie über-nehmen.

Sichtkontrolle

Dachbefestigung, Generatorgestell, Modulbefestigung, DC-Verkabelung, DC-Koppelkästen (öffnen, auf Feuchtigkeit kontrollieren), Wechselrichter (öffnen, auf Feuchtigkeit kontrollieren), Freischalter (öffnen, auf Feuchtigkeit kontrollieren), Unterverteilung, AC-Anschlusskabel, Zählereinrichtung, Zäh-lervorsicherung.

Elektrische Funktionsprüfung

Soll-Ist-Vergleich bei gleichzeitiger Aufzeichnung der Einstrahlungswerte

Leerlaufspannung des Generators

MPP-Spannung der einzelnen Stränge

Kurzschlussstrom der einzelnen Stränge

MPP-Strom

AC-Spannung und AC-Strom

Prüfen

Schutzeinrichtung ENS bzw. dreiphasiger Spannungsrückgangsschutz

Funktion der Wechselrichtervorsicherungen

FI-Schutzschalter

Varistoren Wechselrichtereingänge

Erdung Generatorgestell (bei Anlagen ohne äußeren Blitzschutz)

Abgleich der Messwerte

DC mit den Anzeigewerten der Wechselrichter

AC mit der Anzeigewerten der Wechselrichter

Auslesen Fehlerspeicher Wechselrichter

Zähleinrichtung

Eichgültigkeit des Zählers prüfen, Verplombung überprüfen

Ertragsüberprüfung

Aufnehmen des Zählerstandes zum Stichtag

Die aufgeführten Punkte werden anhand eines Protokolls abgearbeitet und dokumentiert. Außerdem erhalten Sie einmal jährlich eine Gegenüberstellung der uns verfügbaren Anlagendaten im Vergleich zu Ihrer Anlage.


7 CHECKLISTE ZUR PLANUNG EINER SOLARSTROMANLAGE Adresse

Kundennummer falls vorhanden : .......................................................

Kommission: PLZ/Projektstandort: Dachtyp: Schrägdach Flachdach Freifläche Unterkonstruktion: Sparren Fetten

Abstand: .................... m .................... m

Dacheindeckung: Ziegel/Pfanne Blechdach Eternit Frankfurter Pfanne Wellblech asbestfrei

Biberschwanz Trapezblech asbesthaltig Schiefer Sonstige: .................... Dachmaße: Länge: ........................................ m Höhe (First/Traufe): .................... m Dachneigung: ............................. ° Dachausrichtung: ....................... ° Bemerkungen: (Wenn vorhanden bitte Skizzen und Fotos senden!)




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TECHNISCHES HANDBUCH SOLARSTROM · Zur Ausrichtung der nächsten Vertikal-schienen empfiehlt es sich zwischen den beiden äußeren Schienen eine Schnur zu spannen. Hammerkopfschraube