Leitfaden zur Anwendung von Photovoltaik-Sicherungen

Die sich ständig verändernde Normenlage habe die Veröffentlichung eines aktualisierten Handbuches für Solartechniker und -installateure erforderlich gemacht, so Dipl.-Ing. Volker Seefeld, Vorstandsvorsitzender des NH/HH-Recyclingvereins. Weiter führt er aus, dass das mehr für die Praxis geeignete Lehrbuch das Resultat eines Forschungsprojektes sei. Der interessierte Nutzer erhielte genau die Informationen, die er für die Auslegung der Sicherungen in Solaranlagen benötige. Das Buch helfe den bestimmungsgemäßen Einsatz von Sicherungen nach dem aktuellen Stand der Technik bei der Planung und Errichtung von Photovoltaikanlagen sicherzustellen. Alle verwendeten Formeln seien Rechenanleitungen und dienen der Dimensionierung der Anlagenkomponenten ohne den Anwender mit komplizierten Herleitungen zu überlasten. Datenblätter, Grafiken und Planungshilfen in übersichtlicher Form ergänzen den Leitfaden. In der Broschüre beschreibt der Autor zunächst die Funktion und den Anwendungsbereich von Sicherungen in PV-Anlagen. Eine vollständige Liste aller aktuell gültigen Normen für PV-Module, PV-Stromversorgungssysteme, Wechselrichter und Sicherungseinsätze für den Schutz der Anlagen sowie Kabel und Leitungen ist im zweiten Kapitel aufgeführt. Diese Liste erleichtert dem Entwickler und Installateur die zeitaufwendige Suche nach relevanten Normen. Im darauffolgenden Kapitel werden Fehler bei der Planung oder Installation und Schäden, die zu unzulässig hohen Rückströmen führen können, behandelt. Wenn die Anlage in einwandfreiem Zustand ist, können in PV-Systemen ohne Speicher nur im Fehlerfall Überlastungen auftreten. Es werden die wichtigsten Fehlerquellen und Defekte beschrieben, die zur Überschreitung der Rückstromtragfähigkeit des einzelnen Moduls führen. Diese potentiellen Fehler und Schäden machen den Einsatz von Sicherungen unverzichtbar. Die Auswahl, Platzierung und Dimensionierung der Sicherungseinsätze sowie die notwendigen Planungsdaten werden im Anschluss detailliert beschrieben. Im Einzelnen sind das unter anderem die folgenden Angaben des Modulherstellers:

• die Leerlaufspannung unter Standard-Testbedingungen (STC)
• der Kurzschlussstrom bei STC
• der technologieabhängige Temperaturkoeffizient bei Leerlaufspannung
• der technologieabhängige Temperaturkoeffizient bei Kurzschlussstrom
• die Rückstrombelastbarkeit

Seefeld erläutert weiter: „Ebenfalls ist die Eingangsspannung des Wechselrichters zu beachten, die zu keinem Zeitpunkt überschritten werden darf. Für die Spannungsdimensionierung ist nicht die Bemessungsspannung entscheidend, sondern die maximal zu erwartende Leerlaufspannung des Solargenerators. Weiterhin muss der Bemessungsstrom des Sicherungseinsatzes immer höher sein als der Kurzschlussstrom des Moduls oder des Stranges. Zu berücksichtigen ist ebenfalls die Temperaturdifferenz zwischen Modul und einer Temperatur von 25 °C sowie weitere Korrekturwerte und Faktoren, wie Bestrahlungsstärke und Einbausituation.“ Der Autor erörtert in den folgenden Kapiteln wie für die rechtzeitige und sichere Abschaltung der Sicherungen durch Ermittlung der Abschaltzeiten gesorgt wird. Außerdem werden Planungs- und Dimensionierungshilfen für PV-Sicherungseinsätze in verschiedenen Schaltungen, Anlagetypen und Generatoranschlüssen angeboten, zum Beispiel für Strangsicherungen und den Generatorverbund, sowie für geerdete und nicht geerdete Anlagen. Die Auslegung von Sicherungen muss vom Projektierer, anlagenbezogen, selbst vorgenommen werden.