Insel PV-Anlage Erden

Diskutiere Insel PV-Anlage Erden im Blitzschutz, EMV, Erdung & Potentialausgleich Forum im Bereich ELEKTRO-INSTALLATION & HAUSELEKTRIK; Hallo zusammen Ich bin kurz davor eine Insel PV-Anlage in Betrieb zu nehmen, dabei habe ich ein paar Fragen. Ich habe einen kleine Zeichnung für...

  1. #1 Gläubiger, 02.11.2021
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    Hallo zusammen

    Ich bin kurz davor eine Insel PV-Anlage in Betrieb zu nehmen, dabei habe ich ein paar Fragen.
    Ich habe einen kleine Zeichnung für die bessere Übersicht erstellt.

    Rechte Seite ist meine Inhouse Installation, links davon sieht man zwei PV-Module, welche auf der Wiese mit 4 Alu Pfählen im Boden ca. 70cm verankert wurden.
    Kreuzerder für die Inhouse-Installation werden 1m nach dem Gebäude in die Erde geschlagen.
    Satanlage oder ähnliches gibt es nicht, also kein Blitzschutz?
    In der nähe steht ein Storchen Masst, er ist ca. 10m hoch und 50m vom Haus entfernt, nicht selten schlägt da ein Blitz ein.

    1. Sollte ich für die PV-Module noch einen zusätzlichen Kreuzerder einschlagen?
    2. Kreuzerder oder Staberder, bzw. macht es Sinn, das Kupferkabel mit in die Tiefe zu schlagen?
    Wenn ja, wieso gibt es dann einen Kreuzerder?
    3. Welchen Abstand sollten die Kreuzerder zu einander aufweisen?
    4. 16mm2 unisoliertes Kupferseil?

    Gruss


    upload_2021-11-2_8-55-25.png
     
  2. #2 Octavian1977, 02.11.2021
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    Kreuzerder mit 1,5m ist sehr mikrig, der ist sicher kaum ausreichend.
    Ich hoffe die eingezeichneten sind nicht zu nahe beieinander ansonsten kannst Du nämlich einen davon gerade weg lassen.

    Welche Netzform besteht?
    Da ich dort einen FI sehe ein TN-S Netz?
    Wo sitzt der ZEP?

    Erder ist messtechnich zu prüfen vom Gefühl her ist der vorhande nicht ausreichend und wird durch Einschlagen mehrerer Erder in gleicher Art kaum besser werden.

    Ein Anständiger Erder wäre aus V4A zu wählen und grob geschätzt mal locker 5-10m tief ein zu schlagen.
    Alle anderen Materialien wie Kupfer verzinkter Stahl oder sonstigen haben in der Erde nichts verloren die oxidieren dir weg.
    verzinkter Stahl hält meist eine ganze Weile aber sehr abhängig vom Boden.

    Mehrere Erder nebeneinander beeinflussen sich, ein gesamterdungswiderstand ist dann nicht mehr bedeutend kleiner als der Widerstand des einzelnen Erders.
    zwei Erder mit 100Ohm ergeben also nicht zwangsläufig 50Ohm, wenn nahe genug beieinander eben auch nur 100Ohm.

    Also erst mal entsprechende V4A Erdungsstäbe besorgen und eine Maschine zum einschlagen, ab 6m kannst Du dann mal messen ob das passt. -> Messgerät und Messerfahrung nötig.

    Und zu guter letzt kann ich nur empfehlen die Modulrahmen auch in den Potentialausgleich ein zu binden und natürlich nicht mit separaten Erdern sondern alles leitfähige auf ein System.
     
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  3. #3 Octavian1977, 02.11.2021
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    Kreuzerder kann man auf Baustellen verwenden um Erdungssituationen vor Ort temporär zu verbessern, z.B. weil das zu errichtende Haus noch keinen Erder hat.
    Prinzipiell gibt es alles zu kaufen was einen Kunden findet und produzierbar ist, egal ob das Sinnvoll ist oder nicht.
     
  4. #4 Gläubiger, 02.11.2021
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    Bin seit 10 Jahren nicht mehr auf dem Beruf (nur Sachkundig), hatte praktisch nie mit Erdungen, oder allg. Neubauten zu tun gehabt, darum fällt es mir etwas schwer.
    Ich kann das Material von einem Fachhändler für Elektrogeschäfte Bestellen.

    Bis jetzt wurde nur die verkabelung nach dem Wechselrichter, also die Inhouse-Installation gemacht.
    Es ist ein freistehendes Gartenhaus, welches bis anhin keine Eletroinstallation hatte.
    Wie auch auf dem Plan zusehen ist, habe ich auf dem Wechselrichter abgangseitig (230V) eine Interne Brücke zwischen N und PE, danach gehe ich mit L/N/Pe sepparat in die Hagerverteilung. Dort gehe ich mit N und L eingangsseitig auf den FI/LS und PE auf den PE Kunststoffverteiler der Hagerverteilung.

    Müsste dementsprechend ein TN-S Netz sein!?

    Ist der ZEP bei mir die Potschiene?

    Die Kreuzerder sind noch nicht versenkt, der erste würde ich einen Meter nach der Mauer setzen. (ca.2.5m bis zur Potschiene).
    Den zweiten 4 Meter von der Mauer entfernt?
    V4A Erdungsstäbe kann ich bestellen, aber 5 - 10m und dies mit einem Hammer, geht das?

    Wenn ich die Modulrahmen Erde und in das Haus zur Potschiene führe, ist doch die Gefahr gross das der Blitz in das Haus kommt?
    Kann ich diese nicht auf die Wiese (ca. 10m Abstand zum Haus), direkt in die Wiese ableiten?

    Ein NIV-Messgerät habe ich für die Messung der Inhouse-Installation, so wie für die Messung der Erdung.

    Danke euch für die Informationen
     
  5. #5 Octavian1977, 02.11.2021
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    Also ZEP ist der zentrale Erdugnspunkt und bezeichnet die Erdung des Neutralleiters also die von Dir beschriebene Brücke von N und PE im Wechselrichter.
    Es ist sehr Sinnvoll wenn man an diese Brücke herankommt um Ströme dort messen zu können (Fehlersuche etc)
    Damit ergibt sich dann ein TN-S Netz.
    Wichtig hierbei, es darf NUR diese eine Verbindung N-PE geben, jede weitere Verbindung ist ein Fehler der behoben werden muß.

    Laß beide Kreuzerder weg und setze den Staberder, die Erder werden gar nicht weit genug auseinander sein um sich gescheit zu ergänzen.

    Mit einem Hammer wird das nichts mit dem Erder, leihe Dir mal eine Maschine zum einschlagen dazu.
    Ein Messgerät benötigst Du ja auch noch um den Erdungswiderstand zu messen.

    Der Blitz kommt schon allein durch die elektrischen Verbindungen der Module ins Haus, das bißchen Isolierung stört den nicht.
    Wenn Du was gegen Blitzschäden machen willst brauchst Du einen äußeren Blitzschutz.
    Wenn Du keinen äußeren Blitzschutz hast helfen auch jegliche Gedanken darüber nicht weiter, dann gibt es keinen Schutz bei oder vor Einschlag.
     
  6. #6 Gläubiger, 03.11.2021
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    Gemäss meiner Anleitung müsste man an diese Brücke herankommen.
    Staberder sind Bestellt und werden am Wochenende eingeschlagen.
    Messgerät habe ich und die Messung wird mir erklärt, sollte somit kein Problem sein.

    Die Erdung der Module und damit auf die Potschiene in das Haus, sehe ich etwas kritisch.
    Ein Blitzableiter wird doch auch nicht in das Haus auf die Potschiene verlegt?

    Könnte ich alternativ einen Überspannungsschutz SPD T2 auf der Modulleitung kurz vor dem Anschluss Solarladeregler montieren?
     
  7. #7 Octavian1977, 03.11.2021
    Zuletzt bearbeitet: 03.11.2021
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    Doch, natürlich kommt auch ein Blitzableiter auf die Poti Schiene, der Weg ist zwar etwas anders, aber diese Verbindung an sich ist essentiell für den Blitzschutz.

    Was sind dabei deine Bedenken?
    Du hast keinen Blitzschutz also bist Du auch nicht davor geschützt, fertig.
    Wenn Du da ein Risiko siehst dann mußt Du einen Blitzschutz nach Norm errichten, und spätestens dann kommst Du um die Anbindung der Modulrahmen nicht herum.

    Ein Überspannungsschutz hilft Dir gar nichts gegen Blitzeinschläge ohne äußeren Blitzschutz
    Dieser ist gegen Überspannungen, die durchaus Ihren Ursprung aus Blitzeinschlägen haben können die z.B. in der Nähe erfolgen.
     
  8. Dipol

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    Schau mal in den DEHN Blitzplaner rein. Äußerer Blitzschutz mit separaten Erdern ohne Blitzschutzpotentialausgleich (einschließlich energetisch koordiniertem Überspannungschutz) ist schon längst unzulässig und normwidrig.
     
  9. #9 Gläubiger, 04.11.2021
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    Beim Gedanken eine Verbindung von Aussen auf die Potschiene zu ziehen, um so die Stöme direkt in das Haus zu beförden, da wurde mir etwas mulmig.
    Habe es aber mitlerweile verstanden.
    Einen direkten Blitzeinschlag schliesse ich aus, aber der 50m entfernte Storchenmast, ist stark pretistiniert dafür.
    Bei 50m Entfernung werden bestimmt noch ein paar Ampere ankommen?
    Und genau diese Ströme/Spannung wollte ich mittels Überspannungsschutz vor dem Laderegler unterbinden.

    Ich hätte noch eine Frage zu einer Sicherung, welche ich zwischen Batterie und Batterieprotect schalte.
    Es handelt sich um den Sinuslive AS80, diese wird als KFZ Sicherung angepriesen.
    Ist diese Sicherung für 24V Systeme in Ordnung?
     
  10. #10 Dipol, 04.11.2021
    Zuletzt bearbeitet: 04.11.2021
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    Sowohl bei einem Direkteinschlag in die PV-Anlage oder die DC-Leitungen aber auch Naheinschlägen (abhängig von der Bebauungsdichte bis in 2 km Entfernung!) werden Blitzströme über die DC-Leitungen eingekoppelt. Daran ändert ein PA der Modulrahmen und Modulgestelle mit dem WR nach den Empfehlungen des Beiblatts 5 der VDE 0185-305-3 nichts.

    Direkte Blitzeinschläge sind objektiv selten und trotzdem versagt St. Florian immer wieder und die Renditerechnung ist Makulatur. Dass sich die PV-Anlage in LPZ 0B durch einen Storchenmast in 50 m Entfernung in LPZ 0B befindet, ist reines Wunschdenken, das sich als fataler Irrtum erweisen kann.

    Die Lektüre des Blitzplaners steht noch an? Auch wenn die Kenntnis relevanter Normen der Reihe DIN VDE 0100 und bei PV-Anlagen speziell der DIN VDE 0100-712 und dem Beiblatt 5 der DIN EN 62305-3 (VDE 0185-305-3) von manchen EFK und Solarteuren als Ballast für "Praktiker" empfunden wird, gehören die m. E. auch für DIY zum nötigen Rüstzeug.

    Fachbeiträge über PV-Freilandanlagen beziehen sich in meinem Archiv alle noch auf das abgelöste Beiblatt 5 von 2009-10. Der m. E. informativste Artikel "Neue Vorschrift zum Blitz- und Überspannungsschutz - Teil 2" in etz S1/2014 von Josef Birkl steht leider nicht mehr online.

    Zu der Frage müssen sich kompetentere EFK äußern, ich widme mich wieder ungeteilt einem Web-Vortrag von PHOENIX-CONTACT.
     
  11. #11 Gläubiger, 04.11.2021
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    @Dipol
    Ich möchte ja auch, dass die Anlage so sicher wie möglich ist, darum stelle ich hier die vielen dummen Fragen.

    Ich habe nebenbei noch Kontakt mit Planungsfirmen aufgenommen.
    Gemäss deren Angaben, könnte es theoretisch in etwa so aussehen.
    Natürlich ohne gewähr, da sie es nicht vor Ort gesehen haben.

    upload_2021-11-4_13-36-35.png
     
  12. #12 Octavian1977, 04.11.2021
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    Überspannungsschutz ist ein Konzept was Ableiter an diversen stellen verschiedener Typen vorsieht.
    Auch hier hilft die Lektüre des Dehn Blitzplaners.

    Das Potential eines Blitzes ist ungefährlich, erst die Potentialdifferenz zu einem anderen Punkt macht diesen gefährlich und läßt die zerstörerischen Ströme fließen.
    Die Idee von Blitzschutz und Überspannungsschutz ist zunächst erst mal das Potential so zu verteilen, daß es überall gleich ist, und anschließend über geeignete Ableiter / Potentialausgleich über Erde ab zuleiten.

    In Deiner Anlage ist auch ein oder mehrere Ableiter auf der 230V Seite erforderlich, schließlich ist auch der Umrichter ein Bauteil, was im Fehlerfall Überspannungen erzeugen kann, nicht in der Art wie Blitze aber doch so, daß elektronische Bauteile schaden nehmen können.

    Als Sicherung würde ich entweder Linocurschalter (bis max 35A), Leitungsschutzschalter, NH Trenner+Lasttrennschalter oder Leistungsschalter verwenden,
     
  13. #13 Dipol, 04.11.2021
    Zuletzt bearbeitet: 04.11.2021
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    So, die Mammut-Veranstaltung bei PHOENIX-CONTACT ist vorbei.

    Normativ steht es dir frei die PV-Anlage einem direkten Blitzschlag oder mittelbaren Überspannungsschäden zu opfern. Es gilt das Motto, dass es keine dummen Fragen und nur dumme Antworten gibt. Das schließt bei Beratern nicht aus, dass insbesondere bei elektrotechnischen Laien eine Gewissenserforschung angemahnt wird, sich nicht zu überfordern.

    Den Anhang 15172 betrachten

    Meine Bedenken habe ich genannt und die sind auch mit dem zusätzlichen aber nicht spezifizierten ÜSE-Baustein an den PV-Modulen nicht geringer geworden. Ohne gründliche Beschäftigung mit den Regelwerken und Fachkunde, worin sich z. B. SPD 1 Blitzstromleiter von SPD 2 Überspannungsableitern unterscheiden oder wie lang Erder sein müssen und wo sie hingehören, rate ich weiterhin von DIY ab.

    Die Tücke liegt im Detail: 16 mm² mehrdrähtigen Cu mit 7 x mind. 1,7 mm Aderndurchmesser kann man aktuell mit lediglich einem einzigen Bauteil am Markt korrosionsverträglich an feuerverzinkte Kreuzerder anschließen und das aber auch nur nach Klasse N = 50 kA. Klasse H = 100 kA ist nur mit einem NIRO-Erdspieß möglich. Alternativ ist auch ein eng neben den DC-Leitungen in mind. 0,5 m Tiefe erdfühlig verlegter kombinierten Bandderder-/Potentialausgleichsleiter primär aus NIRO möglich, womit Tiefenerder entfallen könnten.

    Den genannten Artikel aus der etz werde ich ohne Erlaubnis des Urhebers nicht einstellen, stattdessen Arbeitsblätter, die ich vor längerer Zeit für mich selbst mit Grafiken von Birkl/DEHN erstellt habe, wie PV-Freilandanlagen bestmöglich und wirtschaftlich geschützt werden können.

    Folie1.JPG Folie2.JPG Folie8.JPG Folie10.JPG
    Im Gegensatz zu deiner neuen Grafik ist an den PV-Modulen ein Erder sowie ein PA-/Erdungsleiter zum WR und zum Schutz der Module gegen Direkteinschläge Fangspitzen, die nach Untersuchungen von Häberlin sehr sinnvoll sind. Der Storchenmast in 50 m Entfernung ist kein Blitzmagnet und bietet folglich auch keinen realen Schutz.

    Das aktuelle Beiblatt 5:2014-02 werde ich mir gelegentlich noch zulegen und auf Änderungen zur abgelösten Ausgabe abgleichen.
     
  14. #14 Gläubiger, 04.11.2021
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    @Octavian1977

    Das Potential eines Blitzes ist ungefährlich, erst die Potentialdifferenz zu einem anderen Punkt macht diesen gefährlich und läßt die zerstörerischen Ströme fließen.
    Die Idee von Blitzschutz und Überspannungsschutz ist zunächst erst mal das Potential so zu verteilen, daß es überall gleich ist, und anschließend über geeignete Ableiter / Potentialausgleich über Erde ab zuleiten.

    Danke, sehr gut und verständlich erklärt.

    In Deiner Anlage ist auch ein oder mehrere Ableiter auf der 230V Seite erforderlich, schließlich ist auch der Umrichter ein Bauteil, was im Fehlerfall Überspannungen erzeugen kann, nicht in der Art wie Blitze aber doch so, daß elektronische Bauteile schaden nehmen können.
    Habe ich vergessen, wurde mir aber auch empfohlen

    Als Sicherung würde ich entweder Linocurschalter (bis max 35A), Leitungsschutzschalter, NH Trenner+Lasttrennschalter oder Leistungsschalter verwenden
    Meinst du die Sicherung zwischen Regler und Batterie, oder als Trennung für die Module vom Regler?

    @Dipol

    Die Lektüre des Blitzplaners steht noch an?

    Diese habe ich mir gerade eben Heruntergeladen und werde sie mir mal durchlesen.

    Normativ steht es dir frei die PV-Anlage einem direkten Blitzschlag oder mittelbaren Überspannungsschäden zu opfern.
    Das liegt ganz bestimmt nicht in meinem Interesse.
    Das Ziel ist es eine funktionierende, sichere Anlage in Betrieb zu nehmen und das es auf keinen Fall zu einem Brand kommt.
    Keine Probleme hätte ich hingegen, wenn ich den Solarladeregler alle 3 Jahre ersetzen müsste.

    elektrotechnischen Laien
    Sachkundig (Berufslehre)
    Die erste Auskunft einer Fachkundigen Person als ich das Ganze vor mehr als einem Jahr lanciert habe:'' Besser nicht erden, ansonsten hast du nur Probleme''.
    Habe in der Zwischenzeit einige Sach-Fachkundige Personen dazu befragt und bekam immer unterschiedliche Antworten.
    Hätte ich gewusst das die Komponenten der Autarken PV-Anlage etwa ein drittel der Erdung ausmachen, hätte ich sehr wahrscheinlich nicht damit begonnen, oder eine Anlage mit min. 3Kw Installiert.

    16 mm² mehrdrähtigen Cu mit 7 x mind. 1,7 mm Aderndurchmesser
    Gibt es einen Vorteil von mehr drahtigen Kupfer zu einer einzigen Ader welche noch ein grösseren Durchmesser hat?

    Wie lang Erder sein müssen und wo sie hingehören, rate ich weiterhin von DIY ab.
    Bekomme ich Unterstützung, inkl. Messung.

    Klasse H = 100 kA
    100kA ist in etwa die die Stromstärke welcher ein Blitzeinschlag mit sich bringt, meinte ich gelesen zu haben.

    Im Gegensatz zu deiner neuen Grafik ist an den PV-Modulen ein Erder sowie ein PA-/Erdungsleiter zum WR und zum Schutz der Module gegen Direkteinschläge Fangspitzen, die nach Untersuchungen von Häberlin sehr sinnvoll sind
    Die Module stehen auf 4 oder 6 Alu Pfählen, welche 70cm in die Erde gehen.
    Fangspitzen könnte man noch mit einbeziehen.


    Vielen Dank für die Antworten
     
  15. #15 Octavian1977, 04.11.2021
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    Ich meinte die Sicherung zwischen Batterie und Umrichter, wobei diese so nahe wie möglich an der Batterie sitzen soll, um die vor Kurzschluß ungeschützten Leiter zwischen Sicherung und Batterie, so kurz wie möglich zu halten und somit auch die davon ausgehende Gefahr.
    Zwischen Batterie und Sicherung sollten Kurzschlußfeste Adern verwendet werden.
     
  16. #16 Gläubiger, 04.11.2021
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    Benutze auf der ganzen DC seite Kurzschlussfeste, speziell für PV-Anlagen gefertigte Drähte.
    Zwischen Batterie und Wechselrichter habe ich ein 25mm2, 35A reichen da leider nicht aus weil -> 1200W/24V =50A
     
  17. #17 Octavian1977, 04.11.2021
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    Bei 50 ist ein Linocur (bzw D02 Sicherungshalter) völlig überfordert.
    Also NH Trenner und Trennschalter, allerdings geht da auch ein zweipoliger Leitungsschutzschalter.

    Von den Modulen kommt nicht all zu viel Gefahr, da diese nur einen geringen Strom liefern können.
    Die Akkus allerdings liefern im Kurzschlußfall ungeheure Ströme, da gehen schon mal mehrere hundert Ampere drüber, sehr kurz auch mehrere tausend.
     
  18. Dipol

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    Blitze sind eigentlich Gleichströme; verhalten sich aber aufgrund der steilen Stirnzeit wie HF. Wegen des damit auftretenden Skin-Effekts wären fein- oder feinstdrähtige Leiter eigentlich besser und die werden auch mit hydraulisch verpressten Kabelschuhen in Hochspannungslaboren als Anschlussleitungen verwendet. Es gibt aber nur für leichter zu fixierende Massivdrähte oder eben mehrdrähtige Leiter mit mind. 1,7 mm Aderndurchmesser zertifizierte Verbinder nach den beiden Prüfklassen.

    Nein, Blitz ist nicht gleich Blitz und Medianblitze haben bei uns nur um 25 kA, bei den Ösis gerade mal die Hälfte. Schon 10 mm² Cu hält mehr als die 100 kA nach Blitzschutzklasse 3 für normale Wohngebäude und Prüfklasse H mit 100 kA aus, die Schwachstelle sind die Verbinder. Wie wolltest du denn den 16 mm² Cu anklemmen?

    SCHLUCK!

    Alu gehört grundsätzlich weder ins Erdreich eingetrieben noch einbetoniert. Bis es vergammelt trägt es zum Gesamterdungswiderstand bei. :oops:
     
  19. #19 Gläubiger, 04.11.2021
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    Muss ich da nicht spezielle Sicherungen, welche für DC ausgelegt sind verwenden?
     
  20. #20 Gläubiger, 04.11.2021
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    @Dipol
    Wie wolltest du denn den 16 mm² Cu anklemmen?
    Soweit bin ich noch nicht, verdaue noch den Mehraufwand und studiere gerade die DEHN-Bibel.

    SCHLUCK!
    kläre ich nochmals ab, danke für die Info.
     
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