AUSWAHL UND PLATZIERUNG VON SPDs


Eigenheime



Komplettschutz für alle Bereiche

In der Praxis wird unterschieden zwischen Häusern mit oder ohne äußerem Blitzschutz. Ist für ein Gebäude kein äußerer Blitzschutz gefordert, ist davon auszugehen, dass keine erhöhte Gefahr für einen direkten Blitzeinschlag besteht. Der Überspannungsschutz auf der DC-Seite der Photovoltaikanlage muss demnach nur gegen indirekt eingekoppelte Überspannungen realisiert werden. In diesem Fall ist ein SPD Typ 2 (DS50VGPVS) sowohl am PV-Generator als auch am Wechselrichter vorzusehen. Sind die Leitungslängen zwischen Generator und Wechselrichter vernachlässigbar (<10m), dann kann auf eines der beiden Überspannungsschutzgeräte verzichtet werden. Die Stringleitungen der Generatorverkabelung bilden u.U. eine große Induktionsschleife bei induktiv einkoppelnden Überspannungsereignissen wie z.B. Naheinschläge von Blitzen in einem Radius von etwa 2 km. Um hier eine erhöhte Sicherheit über die normativen Anforderungen hinaus zu erreichen, empfiehlt CITEL auch bei Gebäuden ohne äußeren Blitzschutz einen Kombiableiter Typ 1+2 (DS50VGPVS/12KT1) einzusetzen. Auf der AC-Seite bieten Kombiableiter Typ 1+2+3 (ZPAC oder DAC1-13VGS) im Zählerschrank den optimalen Schutz. Dieser schützt den AC-Eingang des Wechselrichters und die Elektroinstallation des Gebäudes gleichermaßen. Für Häuser mit äußerem Blitzschutz, der in der Regel nicht vorgeschrieben ist, gelten weitergehende Bestimmungen, über die wir Sie bei Bedarf gerne eingehend informieren.

Installationsort Produktbezeichnung Beschreibung Produktbild

Niederspannungshauptverteilung

 ZPAC1-13VG-PRO-SU Kombi-Ableiter Typ 1+2+3 in VG-Technology für 40mm Sammelschiene, 10 Jahre Garantie, Ableitfähigkeit pro Pol: Iimp= 8 kA (10/350 μs), Betriebs- und Leckstromfrei, Erfüllt die Normen IEC 61643‑11 und EN 61643‑11, VDE-AR-N 4100 konform, Integrierte Sicherung, Zweifacher Spannungsabgriff für RFZ und APZ, Potentialfreier Fernmeldekontakt

Niederspannungshauptverteilung

 DAC1-13VGS-31-275 Kombi-Ableiter Typ 1+2+3 in VG-Technology für Hutschiene, 10 Jahre Garantie, Ableitfähigkeit pro Pol: Iimp= 12,5 kA (10/350 μs), Betriebs- und Leckstromfrei, Erfüllt die Normen IEC 61643‑11 und EN 61643‑11, VDE-AR-N 4100 konform

Am Gebäudeeintritt /
Vor dem Wechselrichter

 CiPlug1-DP6VG-1-XS Generatoranschlußkasten für 1 MPP-Tracker / 1 String, Typ 1+2+3 Überspannungsschutz integriert (DPVN1-6CVG-21Y-1200), Schutzart IP65, Anschluss über MC4-Stecker

Multimediafeld

 DLA-12D3 Überspannungsschutz D1, C2 für MSR, Telekommunikations- und Datentechnikanwendungen, Geschützter Schirmanschluss Betriebsstrom bis 300 mA, Erdung über Hutschiene oder Fahrstuhlklemme bzw. Federkraftklemme, Nur 13 mm breit, Steckbares Schutzmodul, Erfüllt die Normen IEC 61643‑21 und VDE 0845‑3‑1

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Gewerbe und Industrie


Vollständiges Schutzkonzept

Da es sich bei Gewerbe- und Industriegebäuden meist um Immobilien mit hohen Sachwerten und bei öffentlichen Institutionen um Gebäude mit sensiblen Informations- und Datenmaterial handelt, ist hier der vollständige Schutz besonders wichtig. Ein Kombi-Ableiter Typ 1+2+3, wie der DACN1-25CVGS oder der DAC1-13VGS garantiert hier bestmöglichen Schutz der AC-Seite durch einen niedrigen Schutzpegel < 1500V, kombiniert mit einem Gesamt-Blitzstromableitvermögen von 100 kA (25kA/Pol).

Installationsort Produktbezeichnung Beschreibung Produktbild

Niederspannungshauptverteilung

 DACN1-25CVGS-31-275 Kombi-Ableiter Typ 1+2+3 auf Basis einer Gasgefüllten Funkenstrecke, 10 Jahre Garantie, Ableitfähigkeit pro Pol: In= 25 kA (8/20 μs); Iimp= 25 kA (10/350 μs), Sichere Trennvorrichtung, Fernsignalisierung serienmäßig, Optimiert für TOV, Erfüllt die Normen IEC 61643‑11 und EN 61643‑11

Niederspannungshauptverteilung
oder Unterverteilung

 DAC1-13VGS-31-275 Kombi-Ableiter Typ 1+2+3 in VG-Technology für Hutschiene, 10 Jahre Garantie, Ableitfähigkeit pro Pol: Iimp= 12,5 kA (10/350 μs), Betriebs- und Leckstromfrei, Erfüllt die Normen IEC 61643‑11 und EN 61643‑11, VDE-AR-N 4100 konform

In der Unterverteilung

 DAC50VGS-31-275 Generatoranschlußkasten für 1 MPP-Tracker / 1 String, Typ 1+2+3 Überspannungsschutz integriert (DPVN1-6CVG-21Y-1200), Schutzart IP65, Anschluss über MC4-Stecker

In den Modulfeldern /
Vor dem Wechselrichter

 GAK4.K2x10.K1x10.DP6VG-1-XS Generatoranschlußkasten für 4 MPP-Tracker / 2 Strings, Überspannungsschutz integriert (Typ 1+2+3 - 4x DPVN1-6CVG-21Y-1200), Schutzart IP65, Anschluß über Federkraftklemmen

Multimediafeld

 DLA-12D3 Überspannungsschutz D1, C2 für MSR, Telekommunikations- und Datentechnikanwendungen, Geschützter Schirmanschluss Betriebsstrom bis 300 mA, Erdung über Hutschiene oder Fahrstuhlklemme bzw. Federkraftklemme, Nur 13 mm breit, Steckbares Schutzmodul, Erfüllt die Normen IEC 61643‑21 und VDE 0845‑3‑1

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Freiflächenanlagen


Effizienter Schutz

PV-Kraftwerke werden heutzutage mit immer mehr Technik bestückt. Hierzu zählen neben Monitoringsystemen zur reinen Leistungsüberwachung vor allem auch immer mehr Sensorik zur Erfassung und Auswertung der Umgebungsbedingungen wie u.a. Umgebungstemperatur, Modultemperatur, Einstrahlung und Windgeschwindigkeit. Auch die Ströme der einzelnen Strings werden häufig genau erfasst. Darüber hinaus werden teilweise auch Tracking-Systeme zur automatischen Nachführung der Module nach dem Sonnenstand eingesetzt. Der Schutz all dieser Systeme ist hier besonders wichtig. Bei der Erstellung des Schutzkonzepts sollten daher diese Daten- und Steuerleitungen konsequent mit einbezogen werden. Freiflächenanlagen haben eine größere räumliche Ausdehnung und damit eine höhere Blitzgefährdung bei Gewittern als kompakte Anlagen auf dem Dach. Diesem Umstand trägt die EN 61643-32 Rechnung, indem sie auf der DC-Seite von Freiflächenanlagen zwingend den Einsatz von Überspannungsableitern des Typs 1 fordert.

Installationsort Produktbezeichnung Beschreibung Produktbild

Niederspannungshauptverteilung

 DACN1-25CVGS-31-275 Kombi-Ableiter Typ 1+2+3 auf Basis einer Gasgefüllten Funkenstrecke, 10 Jahre Garantie, Ableitfähigkeit pro Pol: In= 25 kA (8/20 μs); Iimp= 25 kA (10/350 μs), Sichere Trennvorrichtung, Fernsignalisierung serienmäßig, Optimiert für TOV, Erfüllt die Normen IEC 61643‑11 und EN 61643‑11

Niederspannungshauptverteilung
oder Unterverteilung

 DAC1-13VGS-31-275 Kombi-Ableiter Typ 1+2+3 in VG-Technology für Hutschiene, 10 Jahre Garantie, Ableitfähigkeit pro Pol: Iimp= 12,5 kA (10/350 μs), Betriebs- und Leckstromfrei, Erfüllt die Normen IEC 61643‑11 und EN 61643‑11, VDE-AR-N 4100 konform

Am Gebäudeeintritt /
Vor dem Wechselrichter

 GAK12.K2x10.K1x10.DP6VG-1-XS Generatoranschlußkasten für 12 MPP-Tracker / 2 Strings, Überspannungsschutz integriert - DPVN1-6CVG-21Y-1200 (Kombi-Ableiter Typ 1+2+3), Schutzart IP65, Anschluß über Federkraftklemmen (6-10mm²), Verschraubungen fest verbaut

Multimediafeld

 DLA-12D3 Überspannungsschutz D1, C2 für MSR, Telekommunikations- und Datentechnikanwendungen, Geschützter Schirmanschluss Betriebsstrom bis 300 mA, Erdung über Hutschiene oder Fahrstuhlklemme bzw. Federkraftklemme, Nur 13 mm breit, Steckbares Schutzmodul, Erfüllt die Normen IEC 61643‑21 und VDE 0845‑3‑1

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Fazit DC-Seite:

Ist ein DC Typ 1 Ableiter gefordert, ist für nahezu alle Anlagen ein Iimp= 12,5kA/Pol (10/350) unabhängig der verschiedenen Normen ausreichend . Damit bietet die DS60VG-Serie dem Anwender ein normkonformes Produkt, welches zudem ohne komplizierte Berechnungen in der Planung auskommt und in nahezu jeder Anlage einsetzbar ist. Werden durch eine detaillierte Berechnung oder bei Anwendung des Beiblattes 5 kleinere Werte ermittelt, bietet sich die DS50VGPVS-12KT1 Serie als Typ 1+2 Ableiter mit einem Iimp= 6,25kA/Pol (10/350) als kosten- und platzoptimierte Variante an. Als DC Typ 2 Ableiter kommt hier die DS50VGPVS-G/51 Serie zum Einsatz.

Fazit AC-Seite:

Auf der AC-Seite bietet sich als Typ 1+2+3 Ableiter die DS250VGSerie mit 25kA/Pol für höchste Belastungen und die DAC1-13VG oder ZPAC-Serie mit 12,5kA/Pol für durchschnittliche Belastungen an. Die Ableiter der DAC50VG-Serie runden als Typ 2+3 die AC-Seite ab.

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STAND DER TECHNIK


Normative Anforderungen

Für die fachgerechte Installation eines Blitz- und Überspannungsschutzkonzeptes für PV-Anlagen stand dem Anwender neben dem Beiblatt 5 der Blitzschutznorm VDE 0185-305-3 (EN 62305-3) und den Angaben des Verband der Sachversicherer e.V. im VdS-Merkblatt 2010 nur die Vornorm VDE V 0675-39-12 (CLC/TS 50539-12) zur Verfügung. Seit September 2017 ist auf internationaler Ebene die neue Anwendungsnorm IEC 61643-32 ED1 veröffentlicht, die in der VDE 0675-6-32-Entwurf ihre nationale Umsetzung findet. Auch die neue DIN VDE 0100-712 enthält nun zusätzlich Anforderungen zum Schutz der Anlagen gegen Überspannungen.

Die neue IEC 61643-32 baut im Wesentlichen auf die bekannte VDE V 0675-39-12 auf.
Beide Normen behandeln die Auswahl und die Anwendungsgrundsätze von Überspannungsschutzgeräten für den Einsatz in Photovoltaik-Installationen. Des Weiteren werden Vorgaben zur Auswahl und Installation von Überspannungsschutzgeräten auf der DC- und AC-Seite gemacht.

Wörtlich steht in der IEC 61643-32:
“Die Installation von SPDs auf der DC- und AC Seite einer PV-Anlage ist obligatorisch, sofern in einer Risikoanalyse nichts anderes festgelegt ist ...“
Die neue IEC 61643-32 verlangt darüber hinaus auch den Einsatz von SPDs für die Daten- und Kommunikationsleitungen („Wenn SPDs zum Schutz der PV-Anlage installiert werden, ist es notwendig, auch alle Telekommunikations- und Signalstromkreise zu schützen, die Teil der PV-Anlage sind ...“).

Die Pflicht, Photovoltaikanlagen gegen Überspannungen zu schützen ergibt sich ebenfalls aus der neuen DIN VDE 0100-712.
Diese verweist zunächst auf das Beiblatt 5 der Blitzschutznorm VDE 0185-305-3 (EN 62305-3):
„Die Auswahl und Errichtung von Überspannungs-Schutzeinrichtungen (SPDs) in PV-Systemen muss nach DIN EN 62305-3 Beiblatt 5 (VDE 0185-305-3 Beiblatt 5) erfolgen.“
In diesem Beiblatt 5 wiederum findet sich die Anforderung:
„Die Notwendigkeit von Überspannungsschutzmaßnahmen auf der Wechselstromseite des PV-Stromversorgungssystems wird entsprechend DIN VDE 0100-443 ermittelt.“
Diese wiederum schreibt bekanntlich den Einsatz von SPDs in jeder Installation zwingend vor. Weiterhin heißt es in der DIN VDE 0100-712:
„Wenn Schutz bei transienten Überspannungen durch DIN VDE 0100-443, Abschnitt 443 gefordert ist, muss ein solcher Schutz auch auf der Gleichspannungsseite der PV-Anlage angewendet werden.“

Mindestanforderung nach DIN VDE 0100-712 Anhang C

Situation AC-Hauptverteilung Wechselrichter PV-Generatorfeld
AC-Seite DC-Seite
Gebäude ohne äußeren Blitzschutz SPD Typ 2 SPD Typ 2 SPD Typ 2 SPD Typ 2
Gebäude mit äußerem Blitzschutz,
Trennungsabstand eingehalten		 SPD Typ 1 SPD Typ 2 SPD Typ 2 SPD Typ 2
Gebäude mit äußerem Blitzschutz,
Trennungsabstand nicht eingehalten		 SPD Typ 1 SPD Typ 1 SPD Typ 1 SPD Typ 1

Weitere Normative Mindestanforderungen

Querschnitte:

  • Nicht blitzstrombehaftete Potenzialausgleichsleiter: Mindestens 6 mm² Kupfer oder gleichwertig.
  • Blitzstrombehaftete Potenzialausgleichsleiter: Mindestens 16 mm² Kupfer oder gleichwertig.

Auswahl von Uc und Up:

  • Uc > 1,2*Uocstc
  • Up < (5*Uocstc)x0,8 oder Up < Uwx0,8 (Uw: Spannungsfestigkeit der Betriebsmittel)

Ableitwerte nach:

A) DIN VDE 0100-712 und IEC 61643-32
Typ 1 Ableiter: min. Iimp: 12,5 kA/Pol (10/350)
Abweichende Iimp für Typ 1 Ableiter können sich je nach Risiko

  • für DC- Ableiter gemäß IEC 61643-32 Anhang A,
  • für AC-Ableiter gemäß Blitzschutzklasse und Blitzstromaufteilung nach EN 61643-12 ergeben

Typ 2 Ableiter (AC und DC): min. 5 kA/Pol (8/20)

B) VDE 0185-305-3 Beiblatt 5:2014:
Typ 1 Ableiter:

  • für DC-Ableiter nach Absatz 5.3.2, Tabelle 2 und 3:
    2,5 kA/Pol (10/350) bis 25 kA/Pol (10/350) je nach Erdungskonzept, Anlagenaufbau bzw. Anlagentyp und Ableitertechnologie

  • für AC-Ableiter in der Nähe vom:
    Wechselrichter: mind. 12,5 kA/Pol (10/350).
    Einspeisepunkt bzw. Blitzschutzzonenübergang gemäß Blitzschutzklasse und Blitzstromaufteilung nach EN 61643-12 ggf. Werte bis 25 kA/Pol (10/350).

Typ 2 Ableiter (AC und DC): min. 5 kA/Pol (8/20)


Leitungslängen

Werden Leitungslängen auf der AC- wie auch auf der DC- Seite >10m erreicht, werden 2 Überspannungsschutzgeräte benötigt.

Schutz auf der AC-Seite

Installation von SPDs auf der AC-Seite bei geringerem Abstand zwischen Einspeisepunkt der Installation un PV-Umrichter (E < 10m) E: Abstand zwischen Einspeisepunkt der Installation und Umrichter
L1 + L2 + L3: Anschlusskabel
D: SPD-Abtrennvorrichtung (wenn nicht im SPD integriert)

Installation von SPDs auf der AC-Seite bei größerem Abstand zwischen Einspeisepunkt der Installation und PV-Umrichter (E > 10m) E: Abstand zwischen Einspeisepunkt der Installation und Umrichter
L1 + L2 + L3: Anschlusskabel
D: SPD-Abtrennvorrichtung (wenn nicht im SPD integriert)

Schutz auf der DC-Seite

Installation von SPDs auf der DC-Seite bei geringerem Abstand zwischen PV-Generator und PV-Umrichter (E < 10m) E: Abstand zwischen Einspeisepunkt der Installation und Umrichter
L1 + L2 + L3: Anschlusskabel
D: SPD-Abtrennvorrichtung (wenn nicht im SPD integriert)

Installation von SPDs auf der DC-Seite bei größerem Abstand zwischen PV-Generator und PV-Umrichter (E < 10m) E: Abstand zwischen Einspeisepunkt der Installation und Umrichter
L1 + L2 + L3: Anschlusskabel
D: SPD-Abtrennvorrichtung (wenn nicht im SPD integriert)

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PRODUKTAUSWAHL



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