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PV-Anlage mit Feuerwehrschalter modernisiert

Bild 1. Vattenfall hat seine 1999 in Betrieb genommene Anlage mit neuen Wechselrichtern modernisiert und mit Feuerwehrschaltern ausgestattet

Bild 2. Der Feuerwehrschalter ermöglicht durch das sichere Abschalten der im Gebäude befindlichen DC-Leitungen unterstützende Maßnahmen bei einer Brandbekämpfung

Bild 3. Der am Eingang des Gebäudes installierte Not-Aus-Taster verhindert ein Wiedereinschalten des Feuerwehrschalters

Bei den Spekulationen über die Energiewende treten die erreichten Fortschritte und stetigen Verbesserungen in den regenerativen Energieformen bisweilen fast schon in den Hintergrund. Interessant sind dabei auch die Innovationszyklen. So hat der Energieversorger Vattenfall in Berlin eine 1999 in Betrieb genommene Anlage, bereits knapp 12 Jahre danach einer deutlichen Modernisierung unterzogen. Nicht zuletzt, um auch die Sicherheitskomponenten sowie das gesamte Sicherheitskonzept auf ein neues und zeitgemäßes Niveau zu heben. Wichtige Komponenten waren in diesem Zusammenhang die Feuerwehrschalter vom Typ PV SEC aus dem Hause E-T-A .

„Studiere Zukunft“ lautet das Motto der Beuth Hochschule für Technik Berlin. Die Traditionshochschule mit dem größten ingenieurwissenschaftlichen Studienangebot in Berlin und Brandenburg zählt nach Studierendenzahlen zu den zehn größten Fachhochschulen Deutschlands. Das Spektrum der acht Fachbereiche reicht von den klassischen Ingenieurdisziplinen Maschinenbau, Elektrotechnik, Wirtschaftsingenieurwesen, Bauingenieurwesen sowie Architektur bis hin zu innovativen Studiengängen wie Medieninformatik, Biotechnologie und Medizinphysik. Die Dachfläche der Beuth Hochschule, gemietet von der Stadt Berlin, beherbergt ein Photovoltaik-Großprojekt der Firma Vattenfall. Die modernisierte Anlage umfasst 250 Module mit je 120 W, ca. 17 V und rund 7 A, die in 17 einzelnen Strings mit 17 Wechselrichtern vom Typ Sunny Boy 2100 tl von SMA zusammengefasst sind (Bild 1). Die Wechselrichter haben einen Wirkungsgrad von ca. 96 %.

Neue Erkenntnisse in Sachen Sicherheit
Als die Anlage installiert wurde, gab es noch keine Forderung nach einer modulnahen Trennung im Schadens- bzw. im Brandfall. Erst im Lauf der Jahre entwickelte sich ein erhöhtes Sicherheitsbewusstsein und damit die entsprechende Notwendigkeit der Nachrüstung. Dafür waren einzelne Schadensfälle ebenso verantwortlich wie die Tatsache, dass überhaupt erst nach und nach Geräte auf den Markt kamen, um diese neuen Probleme zu lösen.
So entschloss sich Vattenfall Ende 2011, die komplette Anlage zu modernisieren. Dabei war der Energieversorger von Beginn an entschlossen, keine Kompromisse in Sachen Sicherheit zu machen. Dementsprechend wurden nicht nur die Wechselrichter ausgetauscht, sondern auch 18 Feuerwehrschalter vom Typ PV SEC von E-T-A installiert (Bild 2). Mit ihnen kann Vattenfall jeden String einzeln abschalten. Die gesamte Projektierung und Installation dieser Anlagenmodernisierung erfolgte über die Firma Schoenau. Der Systemanbieter für Solarzubehör kümmert sich bei den betreuten Projekten um die gesamte Abwicklung von der Konzeptphase über die Projektierung bis hin zur Realisierung.
Die gesamte Anlage auf dem Dach der Beuth Hoch­schule ist so aufgebaut, dass der Feuerwehrschalter gegenüber dem Not-Aus-Taster (Bild 3) als Slave funktioniert. Ziel ist es, dass die PV-Anlage nach Betätigung des Not-Aus-Tasters nicht unbeabsichtigt durch den Feuerwehrschalter wieder in Betrieb genommen werden kann, bevor der Not-Aus-Taster deaktiviert ist. Der Not-Aus-Taster ist Teil der Gesamtinstallation der Anlage und im Gegensatz zum Feuerwehrschalter nicht im direkten Umfeld der Photovoltaik-Anlage positioniert, sondern in der Regel im Eingangsbereich des Gebäudes. Jede Photovoltaik-Anlage wird durch die Feuerwehr abgenommen und auch zugelassen. So ist auch gewährleistet, dass die zuständige Feuerwehr detaillierte Kenntnisse über die jeweilige Anlage besitzt.

Feuerwehrschalter sorgen für Sicherheit
Hauptaufgabe der Feuerwehrschalter ist es, der Feuerwehr bei einem Brand zu ermöglichen, die Solarpanels über Not-Aus-Taster von der DC-Spannungsseite vom Gebäude zu trennen. So werden sämtliche spannungsführenden Leitungen im Gebäude spanungsfrei geschaltet. Erst dann kann die Feuerwehr die Brandbekämpfung starten.
Diese DC-Trenner vom Typ PV SEC sind eigens für den Photovoltaik-Bereich konzipiert. Grundsätzlich ist es mit ihnen auch möglich, mehrere Strings gemeinsam abzu­sichern, individuell abhängig von den Anforderungen des Betreibers. Zudem steht ein optionales Modul zur Lichtbogenerkennung kurz vor der Markteinführung. In bestimmten Auslandsmärkten, wie den USA, ist dies ein zentrales Markteintrittskriterium.

Verschiedene Schaltfunktionalitäten
Ein wichtiges Argument für den Feuerwehrschalter ist zudem die Tatsache, dass man die Anlage damit bei kurzzeitigen Spannungsausfällen versorgerseitig von der Gebäudeversorgung trennen kann, die PV-Module aber nach Wiederkehr der Spannung durch den Feuerwehrschalter wieder zugeschaltet werden. Dafür ist die im Modul integrierte Unterspannungsüberwachung zuständig. So speist die Anlage auch bei Abwesenheit des Betreibers nach kurzzeitigen Spannungsausfällen automatisch schnell wieder ein und bleibt dadurch rentabel. Ein wichtiges Argument nicht nur für öffentliche, sondern erst recht auch für private Betreiber von Photovoltaik-Anlagen.
Ein weiterer wichtiger Baustein in dem beschriebenen System ist die Fernsteuerung: So kann der Feuerwehrschalter von einer Fernwarte aus getrennt, aber durch Fernsteuerung auch wieder in Betrieb genommen werden. Das ist beispielsweise für messtechnische Zwecke oder den Wartungsfall wie beim Austausch von Wechselrichtern eine sehr interessante Option.
Außerdem besteht die Möglichkeit die PV-Strings direkt am Feuerwehrschalter manuelle Abzuschalten, was beispielsweise bei selektiven Wartungsarbeiten nötig sein kann. Dabei besteht auch die Möglichkeit, dass der Monteur den Feuerwehrschalter durch ein handelsübliches Sicherheitsschloss gegen Wiedereinschalten mechanisch sichert. Der im Gerät integrierte Schiebeschalter bietet eine entsprechende Vorrichtung zum Anbringen des Schlosses. (no)

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Autor: Thomas Weimann ist Leiter Unternehmenskommunika­tion bei der E-T-A Elektrotechnische Apparate GmbH in Altdorf.