Elektrotechnik-Maerz2010

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FA X D I R E K T I N FO E L E K T R O T E C H N I K

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FAX DIREKT INFO ELEKTROTECHNIK FAX DIREKT INFO für Fachplaner und Installateure Elektrotechnik FAX DIREKT INFO erscheint 13-mal jährlich mit den Fachausgaben: Architekten, Metallbau, SHK, Elektro, Interieur+Design, Freiraumplanung, Arbeitssicherheit

Ausgabe 4 | MÄRZ 2010

Herausgeber und Vertrieb: dw Medien FORUM VERLAG HERKERT GMBH Mandichostr. 18 86504 Merching Telefon 08233/381 388 Telefax 08233/381 9939 info@dw-medien.de www.dw-medien.de Anzeigenleitung: Ludolf Karletshofer Es gilt die Anzeigenpreisliste 2010

Diese Ausgabe wurde auf umweltfreundlichem, chlorfreiem Papier gedruckt. Im Bleichprozess wird kein Chlor eingesetzt, dadurch entstehen keine toxischen Abwässer.

Druck: Kessler Druck + Medien GmbH & Co. KG Michael-Schäffer-Str. 1 86399 Bobingen www.kessler-druck.de Satz: Fotosatz Hartmann 86441 Zusmarshausen FotosatzRH@t-online.de Druckauflage: 6.800 Exemplare

Ein kostenloser Service für Fachplaner und Installateure Elektrotechnik

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FAX DIREKT INFO 4/2010

FAX DIREKT INFO 4/2010

Produkte und Dienstleistungen

Inbetriebnahme von Photovoltaikanlagen eingeführt und schraubenlos angeschlossen. Die hohe Schutzart IP 65 der Verbindungsdose erlaubt den Einsatz auch unter widrigen Umgebungsbedingungen, bei denen die Installation Strahlwasser und Staub ausgesetzt ist.

Tradition verpflichtet Als verlässlicher Partner für den Zukunftsmarkt „Erneuerbare Energien“ produziert die Günther Spelsberg GmbH + Co. KG seit über 20 Jahren Qualitätsprodukte für die Photovoltaikindustrie. Das mittelständische, familiengeführte Unternehmen, das 1904 in Schalksmühle gegründet wurde und heute neben dem Hauptsitz ein zweites Werk in Buttstädt (Thüringen) unterhält, gehört seit vielen Jahren zu den führenden Herstellern der Elektrobranche. Auf der Basis seiner profunden Expertise aus den Bereichen Elektroinstallation, Gehäusetechnik, Photovoltaik und kundenspezifische Lösungen entwickelt und fertigt das Traditionsunternehmen hochwertige Installationsprodukte für den fachmännischen Anschluss von Solaranlagen jeder Größe – von der Hausanlage bis zum Solarpark.

Clevere Installationslösungen nach dem Baukastenprinzip Aufgrund der Vorzüge hinsichtlich Qualität, Zuverlässigkeit und Anwenderfreundlichkeit sowie eines attraktiven Preis-Leistungs-Verhältnisses erfreut sich Spelsbergs Produktportfolio für die Elektroinstallation von Photovoltaikanlagen zunehmend wachsender Beliebtheit. Mit seiner umfassenden und modular gestalteten Produktpalette bietet der Photovoltaikspezialist dem Elektrohandwerk passende Lösungen für die sichere und normgerechte Elektroinstallation von Photovoltaikanlagen. Dabei werden die einzelnen Einheiten nach Kundenwunsch zusammengesetzt und als Komplettlösung aus einer Hand geliefert. Die Komponenten basieren u. a. auf den bewährten Produktserien GTi und AKi. Zum Sortiment zählen beispielsweise Generatorfreischaltgehäuse, Stringsammler, Gehäuse mit Überspannungsschutz und sämtliche Leer-, Automaten- oder auch Sammelschienengehäuse in allen bestückten Varianten, die für eine effiziente und sichere Verteilung der erzeugten Energie notwendig sind. Alle Produkte werden im firmeneigenen, UL-zertifizierten Prüflabor strengen Tests unterzogen. So durchlaufen die robusten, UV-beständigen und gegen Kondenswasser geschützten Gehäuse IP-Schutzprüfungen nach VDE-Richtlinien, alle fünf UL94-Entflammbarkeitsprüfungen, die Erwärmungsprüfung nach EN 60439, den Bypassdiodentest nach IEC 61215, NEMA/UL-Wasserschutzprüfungen etc. und erfüllen damit alle internationale Standards.

Durch stetige Investitionen in Produktentwicklung und Produktionsverfahren sowie eigene Prüfeinrichtungen gelingt es Spelsberg, Solarteuren ein qualitativ hochwertiges, innovatives Produktsortiment anzubieten, das höchsten Qualitäts- und Sicherheitsstandards entspricht. Pfiffige Lösungen wie beispielsweise die Verbindungsdose PV 48 unterstützen sie bei ihrer täglichen Arbeit. So können mit dieser Anschlussdose für Photovoltaikmodule die notwendigen Verdrahtungen der PV-Leitungen ohne Spezialwerkzeug oder zusätzliches Zubehör A vorgenommen werden. Die Leitungen werden einfach in die Dose

Günther Spelsberg GmbH + Co. KG Infos über Sammelfax CODE 1

Oslo

Norm zur Errichtung von Solar-Photovoltaik-Stromversorgungssystemen DIN VDE 0100-712

Trennen, Schalten und Steuern

Die 2009 neu herausgegebene Norm behandelt die speziellen Anforderungen, die für elektrische Anlagen von Photovoltaik-Stromversorgungssystemen, einschließlich von Systemen mit AC-Modulen (Wechselstrom), anzuwenden sind.

Für Wartungsarbeiten am Wechselrichter müssen auf der Gleich- und auf der Wechselspannungsseite Einrichtungen zum Trennen vorgesehen werden. Alle Anschlusskästen der Photovoltaikanlage, die nach dem Trennen vom Wechselrichter noch unter Spannung stehen können, müssen mit entsprechenden Warnhinweisen versehen sein.

Schutz gegen elektrischen Schlag

Weitere Details dazu können den in der Norm enthaltenen Schaltungsbeispielen entnommen werden.

Bei der Anwendung von SELV- oder PELV-Systemen darf die erzeugte Gleichspannung einen Wert von 120 V nicht übersteigen. Der Schutz durch eine automatische Abschaltung der Stromversorgung erfordert auf der Gleichspannungsseite spezielle Maßnahmen, die sich noch in der Beratung befinden. Vorzugsweise ist deshalb auf der Gleichspannungsseite die Schutzklasse II (Schutzisolierung) anzuwenden.

Anmeldung Man sollte sich rechtzeitig über die Anmeldeformalitäten des jeweiligen Verteilnetzbetreibers (VNB) informieren und ggf. Informationen einholen.

Blitzschutz Auf der Wechselspannungsseite sind entsprechende Schutzeinrichtungen zur Abschaltung notwendig. Wenn die Gleich- und Wechselspannungsseite der PhotovoltaikStromversorgungssysteme nicht mindestens eine einfache Trennung aufweisen, müssen dafür allstromsensitive Fehlerstrom-Schutzeinrichtungen vom Typ B eingesetzt werden. Wenn sichergestellt ist, dass keine Gleichfehlerströme auftreten können, sind andere Schutzeinrichtungen, z. B. vom Typ A möglich.

Der Schutz- bzw. Trennungsabstand muss eingehalten werden. Parallel zu Ableitungen und Fangleitungen verlaufende Steuer- und Versorgungsleitungen der Photovoltaikanlage sind unbedingt zu vermeiden, da eine mögliche Einkopplung im Fehlerfall unterstützt werden würde.

Arbeiten in gefährlichen Höhen

Sandefjord

Larvik

Arendal Kristiansand Göteborg

4 Wochentörns an Bord der „Eye of the Wind” – einem der letzten echten Windjammer in den schönsten Revieren Skandinaviens

Skagen

Zusätzlich ist in Deutschland eine selbsttätige Schaltstelle nach DIN V VDE V 0126-1-1 bzw. der VDN-Richtlinie „Anschluss und Parallelbetrieb von Eigenerzeugungsanlagen am Niederspannungsnetz“ notwendig. Damit wird ein Inselbetrieb durch die selbsttätige Abschaltung der Anlagen bei fehlender Netzspannung verhindert.

Bei Arbeiten in gefährlicher Höhe (in der Regel und gem. BaustellV ab 7 m – ist aber abhängig vom Umfeld und der Tätigkeit und immer im Einzelfall zu prüfen) ist die PSA (Persönliche Schutzausrüstung) gem. den berufsgenossenschaftlichen Vorschriften (BGV A1 und BGR 198) zu tragen.

Auszug aus dem Buch:

Überlast- und Kurzschlussschutz

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Weitere Informationen und Anmeldung unter

www.eyeofthewind.net

Das Baustellenhandbuch der modernen Haustechnik

Der Überlastschutz für die Strang- und Gleichstromhauptkabel bzw. Leitungen des Photovoltaik-Generators darf entfallen, wenn die Dauerstrombelastbarkeit mindestens für den 1,25-fachen Wert ausgelegt ist. Alle Gleichstromkabel und -leitungen sind so zu verlegen, dass das Risiko eines Kurz- oder Erdschlusses minimiert wird. Dieses kann beispielsweise durch die Verwendung von Einleiterkabeln geschehen. Auf der Wechselspannungsseite muss der Kurzschlussschutz durch entsprechende Schutzeinrichtungen an der Anschlussstelle der Wechselspannungsseite sichergestellt sein.

Taschenformat DIN A6, 614 Seiten, flexibler, abwischbarer Einband Preis: EUR 55,- inkl. MwSt. zzgl. Versandkosten Best. Nr. 3053/896 ISBN: 978-3-86586-177-1 FORUM VERLAG HERKERT GMBH

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! FAX DIREKT INFO 4/2010

Produkte und Dienstleistungen Dabei wird immer mehr die dezentrale Anordnung der Steuergeräte in Zwischendecken oder Doppelböden als optimale Lösung angesehen, was bei entsprechender baulicher Gegebenheit auch klare Vorteile bringt:

Verteiler für die dezentrale Gebäudeautomation

• weniger Platzbedarf in der Hauptverteilung • weniger Leitungsverlegung, dadurch kürzere Installationszeit und weniger Brandlast • einfache Möglichkeit einer Gewerke übergreifenden Installation von Elektro und HKL • kürzere Installationszeit durch vorgefertigte Verteilerboxen und Leitungen • weniger Arbeitszeit bei der Inbetriebnahme durch fabrikfertig geprüfte Einheiten Durch eine hauseigene CNC Blechbearbeitung ist die Kontaktsysteme GmbH in der Lage, individuell auf jedes einzelne Bauprojekt zugeschnittene Gehäuse anzufertigen. Ebenso erfolgt die Verdrahtung der Komplettverteiler im eigenen Schaltschrankbau, wobei eine Endprüfung aufwendige Fehlersuche auf der Baustelle ausschließt.

Bei der Gebäudeautomation setzen immer mehr Planer auf eine dezentrale Anordnung der Steuergeräte. Besonders seit dem Einzug moderner Bus-Systeme nimmt der Anteil der intelligenten Gebäudesteuerung stetig zu. Ob in Büro- und Verwaltungsgebäuden, kommunalen Bauten, Flughäfen, Krankenhäusern usw., kaum ein Bauherr verzichtet mittlerweile bei wirtschaftlich genutzten Gebäuden auf diese technische Errungenschaft.

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Zukunftsmarkt Photovoltaik

Über 20 Jahre Erfahrung in der Photovoltaik - Qualität „Made in Germany“

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Wirkungsgrad von Photovoltaikanlagen Photovoltaikanlagen wandeln Sonnenenergie in elektrische Energie (Strom) um. Die Umwandlung erfolgt durch Solarmodule, die aus einer Zusammenschaltung von Siliziumzellen bestehen. Eine einzelne Zelle von ca. 10 x 10 cm erreicht bei maximaler Sonneneinstrahlung eine Leistung von rund 1,5 Watt. In einem Solarmodul sind ca. 80 Stück dieser Zellen zusammengefasst, die bei Bestrahlung Gleichstrom mit einer Leistung von etwa 120 Wp erzeugen. 8 m2 PV haben dann eine Leistung von 1 kWp, deren Primärenergieaufwand bei der Herstellung 8.000 kWh beträgt. Wirkungsgrad

den. Das Ergebnis ist die Energiemenge, die den Kollektoren zur Verfügung steht. Voraussetzung für den Betrieb einer Photovoltaikanlage ist eine verschattungsfreie Aufstellung. Die Dachfläche sollte nach Süden ausgerichtet sein und eine Neigung zwischen 20 und 50° haben, wobei eine flachere Neigung höhere Erträge liefert. Den höchsten Ertrag über das Jahr gerechnet erzielt eine südorientierte Anlage von 30° geneigter Modulfläche. In der winterlichen Sonne dagegen ist eine Neigung von 60° sinnvoll. Kollektoren dürfen sich nicht gegenseitig verschatten. Um eine größere Anzahl an Kollektoren verschattungsfrei aufzustellen zu können, ist eine 60°Ausrichtung optimal.

Konzentratorzellen benötigen aufgrund ihrer Bauweise eine erheblich größere Fläche. Der Konzentrator bündelt die Solarstrahlung von einer großen Eingangsfläche auf die relativ kleine, dafür aber effektivere Solarzelle. Der Systemwirkungsgrad im Jahresverlauf ergibt sich dann aus der Multiplikation mit der Performance Ratio (PR). In diese fließen die Verluste des Wechselrichters ebenso mit ein wie Abschattungen und Verluste durch hohe Temperaturen. Die PR liegt im Bereich von 0,7 bis 0,85.

Bild 1: Darstellung der Globalstrahlung auf die Kollektorfläche in Abhängigkeit von der Himmelsrichtung

Über einen Wechselrichter wird der Gleichstrom in technischen Wechselstrom umgewandelt und kann somit in das öffentliche Netz eingespeist werden. Die Verluste, die bei der Umwandlung und Übertragung entstehen, liegen bei ca. 3 bis 7 %.

Sonnenstand 21.12. 12:00

Modulabstand

e reit dulb Mo

b Höhe h

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Die Photovoltaikanlage ist aufgrund ihres niedrigen Wirkungsgrads sehr flächenintensiv. Die Solarzellen erzielen Wirkungsgrade von wenigen Prozent, so liegen: • Dünnschichtmodule auf Siliziumbasis bei 6 % • Monokristalline Module bei 16 bis 18,5 % • Polykristalline Module bei 12 % • Konzentrator-Mehrschicht-Laborexemplar bei 35 %

Modulneigungswinkel

Globalstrahlung ist die an der Erdoberfläche auf eine horizontale Empfangsfläche auftretende Solarstrahlung. Sie setzt sich zusammen aus Direktstrahlung und diffuser Strahlung. Die Strahlungsleistung beträgt bei einem wolkenlosen Himmel ca. 600 bis 800 W/qm, der Diffusanteil daran liegt bei etwa 10 bis 20 %. Die solare Einstrahlung hängt von der Sonnenscheindauer ab, nach der dann die Wärme- bzw. Strommenge errechnet werden kann. Die Werte werden zusätzlich beeinflusst durch die Ausrichtung der Kollektoren und die Verschattung.

Bild 2: Berechnung der Modulabstände bei einer Reihenaufstellung auf dem Flachdach.

Modulabstand =

h tan g (21.12. 12:00)

wobei h = sin b · b Übersicht Module und deren Effizienz:

Die Einstrahlung auf die Kollektoren ist abhängig von der Jahreszeit und dem Standort des Gebäudes. Entsprechend dem Sonnengang ergeben sich für die Monate unterschiedliche Strahlungsintensitäten und Energiemengen. In der DIN 4108-6 sind diese Werte und verschiedene Standorte aufgeführt. Die Strahlungsintensität kann dann über die Tage des Monats mit dem Stundenfaktor 24 multipliziert in die monatliche Energiemenge umgerechnet wer-

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Photovoltaik

Primärenergie

Amortisation

Erntefaktor

Mono-Si

ca. 15000 Kwh/KW/peak

55

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Poly-Si

ca. 12000 Kwh/KW/peak

38

08

Amorphes-Si

ca. 08000 Kwh/KW/peak

28

11

CIS

ca. 2500 Kwh/KW/peak

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Wirkungsgrad von Photovoltaikanlagen Einbauarten

Schrägdach – Indachsystem:

Dächer eignen sich sehr gut für die Unterbringung und Nutzung einer Photovoltaikanlage. Bevorzugte Dächer sind: • Flachdächer • Schrägdächer • Sheddächer • Atriumüberdachungen

Bei einer Indachanlage wird die Dacheindeckung von den PV-Modulen ersetzt. Das PV-System übernimmt somit den Schutz gegen Regen. Der Hersteller hat mittels experimenteller Versuche den Nachweis zu liefern, dass sein Produkt tauglich dafür ist.

Flachdach – Aufdachsystem: Bei einer Aufdachanlage erfolgt die Aufständerung der PVModule durch eine lastabtragende Unterkonstruktion, die auf die vorhandene Dacheindeckung aufgebaut wird. Vor dem Aufbau einer Anlage ist die Standsicherheit des Daches zu prüfen. Es muss in der Lage sein, die zusätzlichen Lasten durch die PV-Anlage aufzunehmen. Die für die Berechnung notwendigen Größen sind in der DIN 1055-1 definiert. Solarmodule der Aufdach-Systeme werden mit einer Metallkonstruktion oberhalb der Dachabdichtung befestigt. Hierfür stehen standardisierte Systeme zur Verfügung, die sich in freistehende Schwerlastverfahren und Verankerungssysteme unterteilen. Das „Schwerlastverfahren“ kann angewandt werden, wenn der Standsicherheitsnachweis noch Reserven zur Verfügung hat. Hier erfolgt eine Verankerung an den Fußpunkten der Unterkonstruktion mittels Betonplatten oder Betonschwellen. Ist bereits eine Kiesschicht zum Schutz der Abdichtung auf dem Dach vorhanden, kann diese als Auflast eingesetzt werden. Ein mit Kies gefülltes Trapezblech wirkt hier als Gegengewicht gegen abhebende Windkräfte. Flachdach – Indachsystem: Bei Indachsystemen für Flachdächer fallen aufgrund des flachen Neigungswinkels, der höheren Modultemperaturen und der schlechten Selbstreinigung weniger Erträge an. Diese werden durch den geringeren Montageaufwand und damit auch Kosten kompensiert. Es gibt zwei Arten von Indachsystemen: • Kunststoffbahnen mit flexiblen PV-Zellen • PV-Module als Umkehrdach

Bei der Ausführung gibt es unterschiedliche Möglichkeiten: • Die Module überlappen sich nach dem Schindelprinzip. • Sie liegen in einem Gehäuse aus Kunststoff und Abdeckleisten. • Sie werden rahmenlos oder mit gerahmten Standardmodulen verlegt. Ist eine Dachneigung von mindestens 22° vorhanden, lassen sich Anschlüsse an Dachdeckung und Dachrand problemlos herstellen. Es wird jedoch eine zusätzliche Unterspannbahn erforderlich, die als zweite wasserführende Schicht fungiert und den Flugschnee oder durch Winddruck eingetriebenes Wasser ableitet. Indach-Systeme sind nach den derzeitigen Regelungen des Baurechts über die Normen und technischen Regeln abgedeckt, jedoch beim Brandschutz gibt es unterschiedliche Forderungen der verschiedenen Landesbauordnungen. Ist eine harte Bedachung erforderlich, ist der Nachweis vom Hersteller dafür zu erbringen. Als Modulformate stehen zur Verfügung: • kleinteilige Solardachziegel aller Dacheindeckungsarten • gruppierte Dachelemente • großflächige Module Je kleiner jedoch die Formate sind, umso mehr Verkabelungsarbeit fällt an.

Auszug aus dem Buch:

Das Baustellenhandbuch für die Ausführung nach EnEV 2009

Schrägdach – Aufdachsystem: Taschenformat DIN A6, 450 Seiten, flexibler, abwischbarer Einband Preis: EUR 55,- inkl. MwSt. zzgl. Versandkosten Best. Nr. 3052/896 ISBN: 978-3-86586-210-5 Infos über Sammelfax CODE 5

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FAX DIREKT INFO Elektrotechnik März 2010

Solarmodule der Aufdachsysteme werden mit einer Metallkonstruktion oberhalb der Dachabdichtung befestigt. Anders als beim Flachdach ist für die Regensicherheit eine funktionsfähige, separate Dacheindeckung notwendig. Schienensysteme aus Edelstahl und Aluminium ermöglichen eine schnelle Montage. PV-Anlagen können dadurch auch nachträglich installiert werden und sind somit die günstigere Alternative zum Indachsystem. Die Hinterlüftung der Anlage fördert außerdem den Wirkungsgrad der PV-Module. Die Standsicherheit ist durch einen Tragwerksplaner auf jeden Fall nachzuweisen.


FAX DIREKT INFO 4/2010

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Produkte und Dienstleistungen

Inbetriebnahme von Photovoltaikanlagen eingeführt und schraubenlos angeschlossen. Die hohe Schutzart IP 65 der Verbindungsdose erlaubt den Einsatz auch unter widrigen Umgebungsbedingungen, bei denen die Installation Strahlwasser und Staub ausgesetzt ist.

Tradition verpflichtet Als verlässlicher Partner für den Zukunftsmarkt „Erneuerbare Energien“ produziert die Günther Spelsberg GmbH + Co. KG seit über 20 Jahren Qualitätsprodukte für die Photovoltaikindustrie. Das mittelständische, familiengeführte Unternehmen, das 1904 in Schalksmühle gegründet wurde und heute neben dem Hauptsitz ein zweites Werk in Buttstädt (Thüringen) unterhält, gehört seit vielen Jahren zu den führenden Herstellern der Elektrobranche. Auf der Basis seiner profunden Expertise aus den Bereichen Elektroinstallation, Gehäusetechnik, Photovoltaik und kundenspezifische Lösungen entwickelt und fertigt das Traditionsunternehmen hochwertige Installationsprodukte für den fachmännischen Anschluss von Solaranlagen jeder Größe – von der Hausanlage bis zum Solarpark.

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Durch stetige Investitionen in Produktentwicklung und Produktionsverfahren sowie eigene Prüfeinrichtungen gelingt es Spelsberg, Solarteuren ein qualitativ hochwertiges, innovatives Produktsortiment anzubieten, das höchsten Qualitäts- und Sicherheitsstandards entspricht. Pfiffige Lösungen wie beispielsweise die Verbindungsdose PV 48 unterstützen sie bei ihrer täglichen Arbeit. So können mit dieser Anschlussdose für Photovoltaikmodule die notwendigen Verdrahtungen der PV-Leitungen ohne Spezialwerkzeug oder zusätzliches Zubehör A vorgenommen werden. Die Leitungen werden einfach in die Dose

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Norm zur Errichtung von Solar-Photovoltaik-Stromversorgungssystemen DIN VDE 0100-712

Trennen, Schalten und Steuern

Die 2009 neu herausgegebene Norm behandelt die speziellen Anforderungen, die für elektrische Anlagen von Photovoltaik-Stromversorgungssystemen, einschließlich von Systemen mit AC-Modulen (Wechselstrom), anzuwenden sind.

Für Wartungsarbeiten am Wechselrichter müssen auf der Gleich- und auf der Wechselspannungsseite Einrichtungen zum Trennen vorgesehen werden. Alle Anschlusskästen der Photovoltaikanlage, die nach dem Trennen vom Wechselrichter noch unter Spannung stehen können, müssen mit entsprechenden Warnhinweisen versehen sein.

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