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Alles rund um Speicher für Installateure - Fachbeitrag/Sonderdruck mit IBC SOLAR und ep Elektropraktiker

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Dank staatlicher Förderprogramme und Preissenkungen werden Energiespeichersysteme zunehmend integraler Bestandteil vieler PV-Systeme und intelligenter Energiemanagementsysteme in Haushalten und Unternehmen. Leider werden Grundlagen der Planung, Installation und Wartung von Speichersystemen zu wenig beachtet. In diesem Beitrag sollen Betreibern und Installateuren Fakten und Empfehlungen vermittelt werden, die auf Erfahrungen aus der Praxis basieren.

Elektropraxis

Elektropraxis Energietechnik Das heißt, der Anlagenbetreiber muss manuell ein Verlängerungskabel an diese Steckdose anschließen. Notstrom für definierte Verbraucher/Leistung Solche Systeme haben einen separaten Anschluss für die im Notfall zu versorgenden Verbraucher, sind für gewöhnlich einphasig und nur für begrenzte Ströme ausgelegt, z. B. für 16 A. Somit ist nur die Versorgung wichtiger Verbraucher im Backup-Fall möglich. Für die Installation bedeutet das, die im Notfall zu versorgenden Verbraucher auf diesen Anschluss zu separieren. Das heißt, die entsprechenden Stromkreise müssen bis zum Speichersystem durchgängig verkabelt werden. Ebenso muss der Neutralleiter bis zum Anschluss verlegt werden. Es darf dann keine Verbindung mehr zu den restlichen Verbrauchern bestehen. Die maximale Anschlussleistung der Verbraucher ist daher genau zu planen und entsprechend der zur Verfügung stehenden Grenzwerte des Systems auszulegen. Eine Umschaltung auf Notstromversorgung findet für gewöhnlich mit einer kurzen Unterbrechungszeit von wenigen Sekunden automatisch statt. Notstromsysteme für die gesamte Versorgungsanlage Systeme, die eine komplette Versorgung der Verbrauchsanlage ermöglichen sollen, erfordern einen entsprechend höheren Installationsaufwand. Sie müssen in der Lage sein, Leistungen von mehreren kW zu liefern. Daher sind sie in der Hauptverteilung, also meist direkt nach dem Zweirichtungszähler des Energieversorgungsunternehmens, einzubinden. Außerdem müssen sie mit entsprechenden Leitungsquerschnitten und Leistungsschutzschaltern ausgelegt werden. Eigenverbrauchssysteme haben für gewöhnlich geringere Leistungen im Bereich von 1,5 bis 4,6 kW. Systeme zur Notstromversorgung können zur Bereitstellung von erforderlichen Kurzschlussströmen temporär teilweise das Doppelte ihrer Nennleistung liefern. Dies erhöht die Anforderungen an jegliche Dimensionierungen rapide. Zu berücksichtigen ist hier, dass natürlich auch die Batterie in der Lage sein muss, solch hohe Ströme liefern zu können. Ein Umschaltpunkt auf Notstrom wird meist direkt nach dem Zähler des Energieversorgers platziert. Dies macht einen doppelten Leitungsweg der Hauptleitung zwischen Zählerplatz und dem Speichersystem/der Backup-Umschalteinrichtung erforderlich. Sind beispielsweise in einem Neubau alle Komponenten übersichtlich und zentral im Keller erreichbar, so ist dies einfach zu realisieren. Handelt es sich jedoch um eine ältere Zählerverteilung, z. B. im Obergeschoss, wie es früher bei Dachständereinspeisungen üblich war, ist die Montage eines neuen Zählerschrankes häufig unumgänglich. Die Leitungsdimensionierung ist so vorzunehmen, dass sie die gesamte Backup-Leistung aufnehmen kann. Ob die Notstromversorgung dann für die gesamte Verbrauchsanlage oder nur für einen Teilbereich, z. B. den Bürotrakt eines Gewerbebetriebes, gewünscht ist, kann beliebig gewählt werden. Als Entscheidungshilfen, wo die Backup-Funktion eingebunden werden soll, können der zur Verfügung stehende Leitungsweg und die erforderliche Leistung dienen. Solche Notstromsysteme haben eine automatische Umschalteinrichtung gemäß VDE- AR-E 2510-2 [5]. Wie diese umzusetzen ist, wird dort ab Kapitel 6.536 erläutert. Belegt werden muss dies in einer Herstellererklärung. Manche Hersteller lassen dies zusätzlich von einer neutralen Organisation zertifizieren, z. B. der BG-ETEM (Prüfstelle Elektrotechnik). Ein Netzausfall wird automatisch erkannt und das Umschalten auf Notstrombetrieb findet binnen Sekunden statt. Ob dies dann dreimal einphasig (gekoppelte Außenleiter, Bild 3) oder 3-phasig mit Drehstrom erfolgt, liegt an der Wahl des Systems. Müssen mit dem System sensible Verbraucher, wie z. B. EDV oder eine Serveranlage, betrieben werden, ist es zu empfehlen, für die kurze Unterbrechungszeit der Umschaltung eine USV-Anlage mit einzubinden. Bei allen Varianten der Notstromversorgung ist ein besonderes Augenmerk auf die erforderlichen Leitungswege zu legen: ❙❙ Sind diese sinnvoll umzusetzen? ❙❙ Können die nötigen Querschnitte realisiert werden? ❙❙ Gibt es genügend Platz zum An- und Umklemmen? ❙❙ Gibt es Platz für zusätzliche Klemmsteine? Hinweis auf die EEG-Umlage Abschließend zu diesem Kapitel noch ein aktueller Hinweis zur Novellierung des Erneuerbare-Energien-Gesetzes zum 1.1.2017. Wenn Speichersysteme eine Leistung größer 10 kW aufweisen, werden auf Grundlage des aktuellen EEG 2017 Zweirichtungszähler für das System gefordert. Diese Zähler werden vom zuständigen Messstellenbetreiber montiert und müssen in einem TAB-Zählerschrank platziert werden. Sie dienen zur Messung der eingespeicherten und abgegebenen Energie und somit zur Ermittlung des Wirkungsgrades und zur Erfassung der Energiemenge, die eigenverbraucht wurde. Werden jährlich mehr als 10 000 kWh selbst verbraucht oder dritte Endverbraucher beliefert, wird eine entsprechende EEG-Umlage fällig. Die Zählerwerte sind monatlich zu dokumentieren und einmal jährlich dem Netzbetreiber mitzuteilen. Fazit und Ausblick Bevor mit der Installation eines Batteriespeichersystems begonnen wird, sollte man sich einen umfassenden Überblick über die zur Verfügung stehenden Montageanleitungen verschaffen. Das kostet zwar auf den ersten Blick Zeit, macht die Installation im Nachhinein aber schneller und schützt zudem vor Fehlern. Bei der eigentlichen Montage unterscheiden sich die Anforderungen je nach Verwendungszweck des Speichersystems sehr stark. Hier ist eine reine Anlage zur Eigenverbrauchsoptimierung relativ unkompliziert in das Gesamtsystem einzubinden, während ein System mit Notstromversorgung um einiges anspruchsvoller in der Installation ist. Zusammenfassend sollten bei allen Speichersystemen folgende Punkte bei der Installation betrachtet werden: ❙❙ Zählerplätze, ❙❙ Kabelwege, ❙❙ verschiedene Gebäudeteile, ❙❙ Leitungsquerschnitte, ❙❙ Absicherung, ❙❙ Funktionalität. Literatur [1] Florschütz, F.: Beurteilung der Lichtbogengefahr in Batterieanlagen. Notwendige Schutzmaßnahmen und persönliche Schutzausrüstung. Elektropraktiker, Berlin 70 (2016) 9, S. 743 –746. [2] DIN VDE 0100-430 (VDE 0100-430):2010-10: Errichten von Niederspannungsanlagen – Teil 4-43: Schutzmaßnahmen – Schutz bei Überstrom. [3] Kurzlink: www.vde.com/fnn-speicher. [4] www.sma.de/partner/energiemanagement/grundlegende-praxisfragen/ac-oder-dc-kopplung-systemtopologien-fuer-speicher-im-vergleich.html. [5] VDE-AR-E 2510-2:2015-09: Stationäre elektrische Energiespeichersysteme vorgesehen zum Anschluss an das Niederspannungsnetz. n Fortsetzung Im nächsten Teil werden die Themen Service und Wartung von Batteriespeichersystemen sowie spezielle Dokumentationspflichten näher betrachtet. 14 www.elektropraktiker.de | Elektropraktiker, Berlin 71 (2017)

Energietechnik Elektropraxis Energiespeicher in der Praxis Teil 3: Inbetriebnahmedokumentation und Wartung Dank staatlicher Förderprogramme und Preissenkungen werden Energiespeichersysteme zunehmend integraler Bestandteil vieler PV-Systeme und intelligenter Energiemanagementsysteme in Haushalten und Unternehmen. Leider werden Grundlagen der Planung, Installation und Wartung von Speichersystemen zu wenig beachtet. In diesem Beitrag sollen Betreibern und Installateuren Fakten und Empfehlungen vermittelt werden, die auf Erfahrungen aus der Praxis basieren. Nachdem es im ersten und zweiten Teil dieser Serie um Bedarfsanalyse, Planung, Auswahl der richtigen Speichergröße und -art sowie um die Installation und praktische Tipps dazu ging, behandelt dieser abschließende Beitrag Fragen der richtigen Dokumentation, der Inbetriebnahme (Bild 1) und das Thema Wartung. Inbetriebnahme und Dokumentation Mit zunehmender Verbreitung von Speichersystemen werden auch immer detailliertere Forderungen bezüglich der Anmeldung beim zuständigen Energieversorger gestellt. In diesem Zusammenhang geht es auch um die notwendige Dokumentation der Anlage, ihre Inbetriebnahme und Wartung. Grundsätzlich sind die Anforderungen der VDE-AR-N 4105 [1], der VDE-AR-E 2510-2 [2] und der technische Hinweis „Anschluss und Betrieb von Speichern am Niederspannungsnetz“ [3] des VDE/FNN einzuhalten. Die Zusammenstellung der in diesem Artikel genannten Normen erhebt keinen Anspruch auf Vollständigkeit. Die sorgfältige Prüfung der für ein konkretes Installationsvorhaben zu beachtenden Umstände und Regelungen bleibt unverzichtbar. Die Installation eines Speichersystems muss grundsätzlich dem Netzbetreiber mitgeteilt werden. Bei der Anmeldung gelten dieselben Regeln wie auch beim Anschluss einer Erzeugungsanlage – was ein Speicher letztlich auch ist (Stichwort Ausspeichern, also Energie zur Verfügung stellen). Die Anmeldung beim Netzbetreiber muss eine eingetragene Fachkraft unter Angabe der Ausweisnummer vornehmen. Entsprechende Anmeldeformulare stellen die Netzbetreiber/Energieversorger zur Verfügung. Anmeldung bei der Bundesnetzagentur Nach der Anlagenregisterverordnung (AnlRegV, [4]) sind die Betreiber von Anlagen zur Erzeugung von Strom aus Erneuerbaren Energien verpflichtet, ab dem 1. August 2014 neu in Betrieb genommene Anlagen bei der Bundesnetzagentur zu melden. Informationen dazu finden sich auf der Webseite der Bundesnetzagentur (www.bundesnetzagentur.de) unter dem Stichwort Anlagenregister. Anmeldung beim Speichermonitoring Möchte der Anlagenbetreiber eine staatliche Förderung für sein Photovoltaik-Batteriespeichersystem in Anspruch nehmen, kann eine zusätzliche Meldung beim sogenannten Speichermonitoring – ein in diesem Zusammenhang dann obligatorisches Monitoringprogramm – erforderlich sein. Ausführliche Informationen dazu sind unter www.speichermonitoring.de zu finden. Hier geht es um das von der Bundesregierung zusammen mit der KfW-Bank aufgelegte Förderprogramm für Batteriespeicher in netzgekoppelten PV-Anlagen, das seit dem 1. März 2016 in Kraft ist (KfW-Programmnummer 275). Neben diesem Programm gewähren auch einige Bundesländer, vor allem Nordrhein- Westfalen und Thüringen, unterschiedliche Förderungen für Batteriespeichersysteme. Informationen dazu gibt es auf den jeweiligen Webseiten der Bundesländer, für Nordrhein- Westfalen unter www.umwelt.nrw.de, Stichwort Förderprogramm Erneuerbare Energien, für Thüringen unter www.thueringen.de, Programm Solarinvest. Auch Bayern gewährt seit kurzem einen Batteriespeicher-Bonus, zu finden unter www.energieatlas.bayern.de, 10 000-Häuser-Programm. FNN-Hinweis Speicher am Niederspannungsnetz Hier findet sich in Kapitel 4.11 „Nachweis der Erfüllung der technischen Anforderungen“ die Forderung nach einem Konformitätsnachweis. Ist dieser durch fehlende Zertifizierung des Systems noch nicht verfügbar, ist eine entsprechende Herstellererklärung nötig. Zusätzlich zu den in der VDE-AR-N 4105 unter Kapitel 9 geforderten Nachweisen muss bei Speichersystemen ein ordnungsgemäß funktionierender EnFluRi (siehe dazu auch Teil 2 dieser Serie in ep 05-2017) nachgewiesen werden. Die Hersteller müssen für den Sensor Meldung beim zuständigen Energieversorger Autor Andreas Lipphardt, Meister im Elektrotechnikerhandwerk sowie TÜV-Gutachter PV, ist als Technischer Referent im After-Sales-Bereich bei der IBC Solar AG, Bad Staffelstein, tätig. Quelle: IBC Solar AG 1 Bei der Inbetriebnahme der neuen Anlage gemeinsam mit dem Kunden sollten diesem u. a. die wesentlichen Funktionen und die Betriebsweise sowie seine zukünftigen Pflichten als Betreiber erläutert werden Elektropraktiker, Berlin 71 (2017) | www.elektropraktiker.de 15

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