Einspeisung Nieder- und Mittelspannung

[Johann]

Moin,

ich hätte mal eine Frage bezüglich der Einspeisung einer PV Anlage.
Bezüglich der Querschnitte stellt sich mir die Frage, wie rechne ich da jetzt eigentlich genau?
Wenn ich z. B. eine 300 kWp PV Anlage habe und speise in den Trafo direkt ein, ist es doch Mittelspannung oder? Aber ich muss doch die Strecke von den Wechselrichtern bis zum Trafo ganz normal als Niederspannung, also mit 400V rechnen und komme da immer auf relativ hohe Querschnitte von z. B. 5x1x300 mm² AL pro Phase.

Würde mich mal interessieren wie ich da jetzt eigentlich richtig rechnen kann, weil im Endeffekt (meiner Meinung nach) ist es doch von der Querschnittberechnung egal ob ich jetzt Nieder- oder Mittelspannung einspeise, da ich ja von den Wechselrichtern bis zum Trafo oder zur Unterverteilung immer mit Niederspannung rechnen muss.

Über hilfreiche Tipps für die richtige Berechnung wäre ich sehr dankbar.

 

[ego1]

Ist das eine Schulaufgabe?

Wenn nicht:
Ja, natürlich muss dein Elektriker das als NS-Kabel legen.

 

[Pumukel]

Du speist da garantiert keine Mittelspannung ein , sondern immer Niederspannung. Dein Wechselrichter liefert garantiert keine Spannung über 1000 V bis zu mehreren kV !

 

[Johann]

Du speist da garantiert keine Mittelspannung ein , sondern immer Niederspannung. Dein Wechselrichter liefert garantiert keine Spannung über 1000 V bis zu mehreren kV !

Nein ich weiß dass ich keine Mittelspannung einspeise, aber vom Netzbetreiber bekommt man ja die Vorgabe ob man Nieder- oder Mittelspannung einspeist bei einer PV Anlage. Also Niederspannung direkt über die Unterverteilung und Mittelspannung (wahrscheinlich in Landwirtschaftlichen Betrieben mit eigener Trafostation)

Mich würde jetzt interessieren wie ich z. B. eine Leitung von den Wechselrichtern zur Trafostation dimensioniere.

Wenn ich jetzt z. B. mit einer 300 kWp PV Anlage rechne, welche über drei 100 kWp Wechselrichter läuft, die Trafostation aber z. B. 300 m entfernt ist, dann würde ich doch die drei Wechselrichter auf einen PV Verteilschrank zusammenfassen, welcher nahe der Wechselrichter ist und vom PV Verteilschrank dann zur Trafostation weitergehen.

Also kann ich da mit der normalen Querschnittberechnung für Drehstrom rechnen?
Ich rechne aktuell mit den Faktoren:
- Spannung
- Leistung in kVA (z. B. bei einem 100kWp Wechselrichter sind es ja 110kVA)
- max. zulässiger Spannungsfall
- Leitungslänge
- cos phi vom Wechselrichter (also 0,9)
- Verlegeart (D2 - da ich von der schlechtesten bei sowas ausgehen würde, da es in der Erde in Installationsrohren verlegt wird)
- Umgebungstemperatur hab ich jetzt 20°C genommen

Also habe ich diesem Beispiel nun folgende Werte:
Spannung: 400V
Leistung in kVA: 330 kVA
max. zulässiger Spannungsfall: 3%
Leitungslänge: 300 m
cos phi: 0,9
Verlegeart: D2
Umgebungstemperatur: 20°C

Komme hier mit der Berechnung auf einen "aufgeteilten" Querschnitt von 3x240mm² Alu Einzelader pro Phase und 2x240mm² für den PEN.

Somit gesamt auf 11x240mm² Alu Einzelader vom PV Verteilschrank bis zur Trafostation.
Liege ich da richtig oder muss ich da noch andere Faktoren berücksichtigen?

 

[bigdie]

Wechselrichter auf einen PV Verteilschrank zusammenfassen, welcher nahe der Wechselrichter ist und vom PV Verteilschrank dann zur Trafostation weitergehen.

Warum zusammen fassen? 3 Kabel von 3 WR zur Tradostation.
Bei 300m würde ich sogar darüber nachdenken die WR näher zur Trafostation zu bringen und die Strings zu verlängern.

 

[Octavian1977]

Wenn man Niederspannungsumrichter verwendet, sollte der Trafo so nahe wie möglich am Umrichter sitzen um Verluste gering zu halten, bzw Kosten für hohe Querschnitte.

 

[Stromberger]

Was mag wohl günstiger sein? Etwas mehr Querschnitt beim Alukabel oder eine ganze Trafostation zu verlegen?
"Sollte" ist sicher nicht die Frage, sondern wie geht es unter den GEGEBENEN UMSTÄNDEN am sinnvollsten und kostengünstigsten.

P.S:
3x240 Alu halte ich ("aus dem Lamäng") jetzt nicht für unrealistisch, ohne es genau nachgerechnet zu haben.
Warum hier allerdings nur mit einem cos phi von 0,9 gerechnet wird, erschließt sich mir nicht. Vorgabe Netzbetreiber?

 

[bigdie]

Geht nicht um die Station. An einem 100kW Wechselricher sing ca 20 einzeladern von der Photovoltaik dran und die zu verlängern ist viel einfacher als ein Kabel, das so dick ist, das es im den WR gar nicht geklemmt werden kann.

 

[Stromberger]

Wer sagt denn, dass die 240qmm direkt am WR geklemmt werden müssen?

 

[bigdie]

240mm² Alu reichen aber nicht. Da brauchst du 2x240 parallel um unter 5% Spannungsfall zu kommen.
Das sind aber dann schon 16V Spannungsanhebung. WR schalten die Leistung zurück, wenn die Spannung zu hoch wird.

 

[Johann]

3x240 Alu halte ich ("aus dem Lamäng") jetzt nicht für unrealistisch, ohne es genau nachgerechnet zu haben.
Warum hier allerdings nur mit einem cos phi von 0,9 gerechnet wird, erschließt sich mir nicht. Vorgabe Netzbetreiber?

Ich rechne hier mit dem cos phi des Wechselrichters Ausgangsseitig

 

[Johann]

Geht nicht um die Station. An einem 100kW Wechselricher sing ca 20 einzeladern von der Photovoltaik dran und die zu verlängern ist viel einfacher als ein Kabel, das so dick ist, das es im den WR gar nicht geklemmt werden kann.

Aber bevor ich 20 PV Kabel 200 Meter oder mehr lang mache und dann einen dermaßenen Wirrwarr habe, wäre es doch an sich "sinnvoller" die Wechselrichter an einen PV Verteilschrank anzuschließen (dieser ist z. B. innerhalb von 50 Meter von den Wechselrichtern entfernt) und gehen dann vom PV Verteilschrank aus zur Trafostation?

 

[Johann]

240mm² Alu reichen aber nicht. Da brauchst du 2x240 parallel um unter 5% Spannungsfall zu kommen.
Das sind aber dann schon 16V Spannungsanhebung. WR schalten die Leistung zurück, wenn die Spannung zu hoch wird.

Deshalb habe ich auch geschrieben, dass laut Berechnung pro Phase 3x240mm² Alu rauskommen würden. Ich gehe also sozusagen von einem PV Verteilschrank folgendermaßen zur Trafostation:

L1 = 3x240mm² Alu
L2 = 3x 240mm² Alu
L3 = 3x 240mm² Alu
PEN = 2x240mm² bzw. 2x185mm² Alu (beim PEN kann ich ja die Hälfte des Querschnitts der Außenleiter nehmen, habe ich zumindest so gelernt, da hier ja kaum eine Last anfällt)

 

[Johann]

Wer sagt denn, dass die 240qmm direkt am WR geklemmt werden müssen?

Ich muss halt für einen 100kWp Wechselrichter mit einem Mindestquerschnitt von 95mm² CU oder 150mm² AL gehen wenn ich das aus dem Datenblatt rauslese bzw. den Querschnitt nach den kVA berechne. Somit würde ich wenn ich einen PV Verteilschrank in ca. 20 Meter Entfernung habe mit einem 4x95mm² CU bzw. 4x150mm² AL gehen und das pro Wechselrichter und dann halt vom PV Verteilschrank die restliche Strecke mit einem zusammengefassten Querschnitt wie oben genannt.

 

[bigdie]

Ich kann ja nächste Woche mal zählen in der Firma, wie viele Strings an einem unserer 100kW WR dran gehen. Die Stringspannung dürfte bei >700V DC sein. Die Strinkabel sind bei uns locker 250m lang und da ist der Spannungsfall aufgrund der höheren Spannung mehr oder weniger uninteressant.

 

[Octavian1977]

Also einen PEN solltest Du hier schon mal tunlichst nicht verlegen!
Es sei den es ist ein PEN dem Namen nach, da der ZEP der Anlage nicht am Generator sitzt.
Also 5 Adern: L1, L2, L3, (isolierter!)PEN, PE.

Dann ist es prinzipiell so, daß eine höhere Spannung weniger Verluste bedeutet und auch Gleichstrom einen geringeren Verlust als Wechselstrom aufweist.
Somit ist eine Überlegung die PV Strings länger und dafür die Wechselstromleitungen kürzer zu machen durchaus genau zu betrachten.

 

[Octavian1977]

Übrigens ein reduzierter N(PEN) ist ein Risiko der Überlast, wenn ich mich recht entsinne ist dieser dann zusätzlich auf Überlast zu überwachen.

 

[bigdie]

Die Wechselrichter brauchen gar keinen N, die erzeugen Drehstrom. Den N brauchen die

Ich kann ja nächste Woche mal zählen in der Firma, wie viele Strings an einem unserer 100kW WR dran gehen

18 Strings sind da dran

Übrigens ein reduzierter N(PEN) ist ein Risiko der Überlast, wenn ich mich recht entsinne ist dieser dann zusätzlich auf Überlast zu überwachen.

An die N- Klemme unserer 100 kW WR geht ein 2,5mm² also intern. Das ist eine Leitung rein für Messzwecke. Die kann der WR nicht überlasten

 

[Octavian1977]

Wenn die immer Symmetrisch einspeisen dann brauchen die keinen N, das stimmt, davon bin ich jetzt allerdings nicht ausgegangen.

Dann liegt aber auch kein PEN zum Umrichter sondern nur ein PE und drei Phasen.
Den PE könnte man dann im Querschnitt soweit reduzieren, daß es im Störungsfall ausreicht, mindestens jedoch auf 50% Außenleiterquerschnitt.

 

[karo28]

Dein Wechselrichter liefert garantiert keine Spannung über 1000 V bis zu mehreren kV !

Garantiert...garantiert nicht...

Weltpremiere: Fraunhofer ISE stellt Mittelspannungs-Stringwechselrichter für Photovoltaik vor - Fraunhofer ISE

Das Thema mit der Leitungsberechnung gab es auch schonmal....

Querschnitt bei 375kW - Photovoltaikforum