Home Licht+Energie Licht+Energie Neue Regeln zum Anschluss und Betrieb von Erzeugungsanlagen

überarbeitete Fassung der VDE-AR-N 4105

Neue Regeln zum Anschluss und Betrieb von Erzeugungsanlagen

Auf einen Blick Die neue Ausgabe der VDE-AR-N 4105 wurde u.a. um den ­Anwendungsbereich der Energiespeicher ergänzt und auch der Netzanschluss wurde neu definiert

Für den Netzansschluss wichtig sind neben der Einführung einer Einspeisebegrenzung u.a. die dynamische Netzunterstützung und neue Anforderungen an den NA-Schutz
Mit zahlreichen Änderungen und Ergänzungen wird in diesem Jahr die überarbeitete Fassung der VDE-AR-N 4105 (Erzeugungsanlagen am Niederspannungsnetz) veröffentlicht. Dies ist notwendig geworden, da es gegenüber der Ausgabe von 2011 technologische Veränderungen und Fortschritte gegeben hat, die in der aktuellen Ausgabe Berücksichtigung finden. Darüber hinaus muss jedes EU-Mitgliedsland die Network-Codes des RfG (Requirements for Generators) umsetzen.

In Deutschland erfolgt die Umsetzung dieser Netzanschlussbestimmungen für Stromerzeuger im Niederspannungsnetz mit der überarbeiteten Ausgabe der VDE-AR-N 4105 sowie einer neuen VDE-AR-N 4100. Die neue VDE-AR-N 4100 löst u.a. die VDE-AR-N 4101 und 4102 ab und vereint alle weiteren Anforderungen für den Anschluss und Betrieb von Kundenanlagen an das Niederspannungsnetz in einem Dokument. Die bislang bekannten Regeln sind überarbeitet in das neue Dokument eingeflossen (mit Ausnahme der VDE-AR-N 4105) und an den Stand der Technik angepasst. Auch sind die technischen Anforderungen an Speicher aus dem FNN-Hinweis »Anschluss und Betrieb von Speichern am Niederspannungsnetz« in die VDE-AR-N 4100 eingeflossen und damit normativ anzuwenden. Die VDE-AR-N 4100 gilt im Zusammenhang mit der VDE-AR-N 4105 auch für Erzeugungsanlagen die neu errichtet werden. Für bestehende Anlagen gibt es keine Anpassungspflicht sofern ein störungsfreier und sicherer Betrieb möglich ist.

Laut der Vorgabe des Network-Codes sind die neuen Anwendungsregeln ab dem ­27.4.2019 anzuwenden. Bis zu diesem Datum besteht eine Übergangs- bzw. Einführungsfrist und es darf auch noch nach dem bisherigen Regelwerk gebaut werden. Die wichtigsten Neuerungen und Änderungen der VDE-AR-N 4105 im Überblick:
  • Ergänzung des Anwendungsbereichs um Speicher
  • Zuordnung Leistungsklassen nach RfG;
  • Anforderungen an den Nachweis der elektrischen Eigenschaften;
  • Einführung einer PAV, E-Überwachung;
  • Steckerfertige Erzeugungsanlagen
  • Q(U)-Kennlinien-Regelung;
  • Dynamische Netzstützung;
  • Anforderungen NA-Schutz und Kuppelschalter;
  • Überarbeitung der Bilder in den Anhängen
  • Aufnahme eines Übersichtsschaltplan.

Neue Zertifikate gefordert

Für die Umsetzung der Zuordnung der Leistungsklassen nach RfG sind in Deutschland Erzeugungseinheiten, die eine Erzeugungsanlage mit einem PAmax < 135 kW bilden, – unabhängig von der Spannungsebene, an die die Erzeugungsanlage angeschlossen wird – nach der VDE AR-N 4105 auszuführen. Für diese Erzeugungseinheiten und für Speicher sind jetzt Einheitenzertifikate erforderlich. Bisher wurden für jede Erzeugungseinheit ein Konformitätsnachweis sowie der zugehörige Prüfbericht gefordert, die die elektrischen Eigenschaften der Erzeugungseinheit ausweisen und deren Konformität mit den Anforderungen der Anwendungsregel bestätigt.

In der neuen Ausgabe der VDE-AR-N 4105 sind für jede Erzeugungseinheit und für jeden Speicher Einheitenzertifikate und - bei Erzeugungseinheiten mit einem Eingangsstrom > 75 A - den Auszug »Netzrückwirkungen« aus dem Prüfbericht erforderlich. Im Unterschied zum Konformitätsnachweis sind Einheitenzertifikate von einer unabhängigen und zertifizirter Zertifizierungsstelle auszustellen. Eine Hersteller-Selbsterklärung ist nicht mehr möglich.

Einführung der Einspeise­begrenzung

Bild 1: Wirkleistungs-Grenzkurve für Erzeugungsanlagen
Bild 1: Wirkleistungs-Grenzkurve für Erzeugungsanlagen
Ein neuer Begriff zum Anschlusses von Erzeugungsanlagen im Niederspannungsnetz ist die PAV,E-Überwachung. Dieses als Einspeisebegrenzung fungierendes Betriebsmittel ermöglicht es, eine von der installierten Leistung abweichende Anschlussleistung (PAV,E) mit dem Netzbetreiber zu vereinbaren und einzustellen. Dabei muss die mit dem Netzbetreiber vereinbarte Anschlusswirkleistung PAV,E mindestens 60 % der installierten Wirkleistung Pinst aller in der Kundenanlage betriebenen Erzeugungsanlagen und aller in das Netz des Netzbetreibers zeitgleich einspeisenden Speicher betragen. Speicher, die ausschließlich in die Kundenanlage einspeisen, müssen bei der Ermittlung der maximalen Anschlussleistung nicht berücksichtigt werden.

Die PAV,E-Überwachung kann als eigenständiges Betriebsmittel am zentralen Zählerplatz nach VDE AR N 4100 oder in einem dafür geeigneten Stromkreisverteiler untergebracht werden oder auch Bestandteil einer Erzeugungseinheit oder eines Speichers oder einer Ladeeinrichtung für Elektrofahrzeuge sein. Die Messung der Einspeisebegrenzung muss am zentralen Zählerplatz erfolgen und alle Außenleiter überwachen. Überschreitet der Effektivwert der am zentralen Zählerplatz gemessenen Wirkleistung die Wirkleistung PAV,E, so ist die von der Erzeugungsanlage und/oder vom Speicher eingespeiste Wirkleistung nach der in Bild 1 dargestellte Wirkleistungs-Grenzkurve zu reduzieren.

Bei Überschreitung der Wirkleistungs-Grenzkurve sind die in der Kundenanlage betriebenen Erzeugungsanlagen und/oder Speicher automatisch innerhalb von 200 ms abzuschalten.

Balkonkraftwerke normativ  geregelt

Ein weiterer Abschnitt beschreibt die steckerfertigen Erzeugungsanlagen und umfasst auch die sogenannten Balkon-PV-Module mit Stecker. Die VDE-AR-N 4105 verweist hier auf die DIN VDE 0100-551-1, da in dieser VDE-Norm die Anforderungen beschrieben sind, unter welchen Bedingungen der Anschluss und Betrieb von diesen Erzeugungsanlagen möglich ist. Die Anforderungen aus den Anwendungsregeln 4105 und 4100 gelten zusätzlich, also auch die Anmelde- und Zustimmungspflicht des Netzbetreibers. Allerdings gibt es bei der Unterschrift auf dem Inbetriebsetzungsprotokoll eine Ausnahme: Wird eine steckerfertige Erzeugungsanlage über eine vorhandene, spezielle Energiesteckdose nach VDE V 0628-1 angeschlossen und ist ein Zweirichtungszähler auf dem zentralen Zählerplatz bereits vorhanden, darf im Inbetriebsetzungsprotokoll die Unterschrift des Anlagenerrichters entfallen. Dies gilt aber nur bis zu einer Leistung von 600 VA je Anschlussnutzeranlage.

Regeln für Netzanschluss modifziert

Bei der Anmelde- und Zustimmungspflicht lohnt sich auch der Blick in die VDE-AR-N 4100: Es wird unterschieden zwischen einer Information an den Netzbetreiber (Anmeldepflicht) und einer Anmelde – und Zustimmungspflicht, bei welcher der Netzbetreiber ­eine Genehmigung für den Anschluss erteilt. Erzeugungsanalagen sind immer Anmelde- und Zustimmungspflichtig. Dies betrifft auch Speicher wenn an einem Übergabepunkt in Summe mehr als 12 kVA angeschlossen werden sollen. Unterhalb des Grenzwertes von 12 kVA besteht für Speicher nur eine Anmeldepflicht.

Die Anforderung an den symmetrischen Anschluss, mit der Unsymmetriegrenze von 4,6 kVA, ist in der VDE-AR-N 4100 ergänzt um einen Abschnitt »Symmetrischer Betrieb«. Es besteht die Möglichkeit bei dem Betrieb von Geräten die 4,6 kVA-Grenze zu überschreiten, wenn eine Symmetrieeinrichtung zum Einsatz kommt, die am Übergabepunkt die maximale Unsymmetrie von 4,6 kVA sicherstellt.

Beim Verfahren der Blindleistungsbereitstellung ist nun auch die Q (U)-Regelung möglich und ist aufgrund Ihrer lastfallabhängigen Blindleistungsbereitstellung und der daraus resultierenden Effizienz als Vorzugslösung für dreiphasige, im Drehstromsystem angeschlossene Erzeugungseinheiten, zu wählen. Die Umsetzung der Blindleistungs-Anforderungen erfolgt an den Generatorklemmen der Erzeugungseinheiten.

Dynamische Netzstützung verlangt

Eine weitere neue Anforderung an Erzeugungsanlagen und Speicher ist die dynamische Netzstützung. Ziel der dynamischen Netzstützung ist es, bei kurzzeitigen Spannungseinbrüchen oder -erhöhungen eine ungewollte Abschaltung von Erzeugungsleistung und damit eine Gefährdung der Netzstabilität zu verhindern. Mussten sich Erzeugungseinheiten und Speicher bisher bei Über- und Unterspannungsereignissen sofort vom Netz trennen, dürfen sich neue Erzeugungsanlagen innerhalb der vorgegebenen Grenzen nicht mehr vom Netz trennen.

Einsatz von Kuppelschaltern neu definiert

Die Anforderungen an den Netz- und Anlagenschutz sowie den Kuppelschalter sind neu definiert. Waren bisher immer zwei in Reihe geschaltete Kuppelschalter gefordert, um durch die Redundanz eine erhöhte Sicherheit zu erreichen, ist diese Forderung abgelöst worden von nur noch einem Kuppelschalter, der dann allerdings überwacht werden muss. Damit wird ein höheres Sicherheitsniveau erreicht, da bei den bisher geforderten zwei Kuppelschaltern keinerlei Überwachung gefordert war. Sollten beide Kuppelschalter ihre Funktion nicht mehr erfüllen (z.B. bei der Verwendung von Schützen könnten diese »verkleben«) ist der NA-Schutz wirkungslos.

Die Funktionskontrolle des jetzt geforderten einen Kuppelschalters kann durch eine der drei aufgeführten Möglichkeiten realisiert sein:
  • Verwendung eines Kuppelschalters, bei dem im eingeschalteten Zustand ständig eine Steuerspannung anliegen muss und der selbsttätig abschaltet, wenn diese Spannung nicht anliegt. Die betriebsmäßigen Ein- oder Ausschaltvorgänge sind zu überwachen oder
  • eine mindestens einmal tägliche Ein- oder Ausschaltung des Kuppelschalters durch den NA-Schutz und Überwachung der ordnungsgemäßen Funktion des Kuppelschalters (z. B. Öffner eines Rückmeldekontaktes) oder
  • Verwendung des integrierten Kuppelschalters und des integrierten NA-Schutzes bei PV- und Batterieumrichtern nach DIN EN 62109 (VDE 0126-14).
Die Grenze bis zu welcher Leistung Schütze als Kuppelschalter möglich sind, ist aus der neuen VDE-AR-N 4105 herausgenommen. Eine Trennfunktion ist nach wie vor nicht gefordert. Auch neu ist, dass der Kuppelschalter nur noch die drei Außenleiter schalten muss. Die zusätzliche Abschaltung des ­Neutralleiters ist nur noch im TT-System gefordert, da hier immer eine allpolige Abschaltung sichergestellt sein muss. Falls der Kuppelschalter bei inselnetzbildenden Systemen zusätzlich die Funktion des Netztrennschalters übernehmen soll, sind auch in diesem Fall alle aktiven Leiter (inkl. Neutralleiter) zu berücksichtigen.
Bild 2: Beispielschaltplan in einpoliger ­Darstellung für Anmelde- und Dokumen­tationszwecke
Bild 2: Beispielschaltplan in einpoliger ­Darstellung für Anmelde- und Dokumen­tationszwecke

Überarbeitete Anschlussbeispiele und Messkonzepte

In den Anhängen der VDE-AR-N 4105 sind die Anschlussbeispiele und Messkonzepte komplett überarbeitet und an den aktuellen Stand der Technik angepasst. Dabei ist vor allem die Volleinspeisung auf die Überschusseinspeisung geändert. Neu aufgenommen ist ein Beispielschaltplan (Bild 2) mit einer PV-Anlage und einem Speicher. Hier sind ­alle notwendigen Komponenten und Beschriftungen für einen normativ vollständigen Schaltplan abgebildet. Der Schaltplan ist eine Anforderung für die Anmeldung der Erzeugungsanlage und ist beim Netzbetreiber einzureichen (Bild 2).

Fazit

Die im Beitrag angeführten Beispiele stellen einen für das Elektrohandwerk relevanten Teil der neuen Anforderungen für den Anschluss von Erzeugungsanlagen im Niederspannungsnetz dar. Weitere Anforderungen sind in der VDE-AR-N 4105 und die Anforderungen zum Anschluss von Kundenanlagen in der Anwendungsregel VDE-AR-N 4100 nachzulesen.
Artikel als PDF herunterladen

Sollte es Probleme mit dem Download geben oder sollten Links nicht funktionieren, wenden Sie sich bitte an kontakt@elektro.net

Über den Autor
Autorenbild
Dipl. Ing. Andreas Habermehl

Referatsleiter Innovation und Normung bei der WFE – Wirtschaftsförderungsgesellschaft der Elektrohandwerke mbH, Frankfurt/Main

Newsletter

Das Neueste von
elektro.net direkt in Ihren Posteingang!