Teil 1: Schutzmaßnahmen-Prüfungen für Windkraft- und PV-Anlagen
Die neue Beitragsreihe ‚Anlagensicherheit auf dem Prüfstand‘ informiert in vier Beiträgen über Anforderungen an die normgerechte Prüfung der elektrischen Sicherheit. Der erste Teil befasst sich mit der Prüfung der Wirksamkeit von Schutzmaßnahmen für Windkraft- und PV-Anlagen und beschreibt die dafür relevanten Normen und Richtlinien sowie die Prüfabläufe und deren Dokumentation.
Ausfällen wirksam vorbeugen
Regelmäßige Schutzmaßnahmen-Prüfungen gewährleisten die Betriebs- und Ausfallsicherheit von Windenergie- und Photovoltaik-Anlagen (Bild: hpgruesen/Pixabay)
Mit einer Stromerzeugung von gut 187Mrd.kWh haben die erneuerbaren Energien 2015 ihren Vorsprung vor den konventionellen Energieträgern weiter ausgebaut. Insgesamt entfielen 32 Prozent der Energieförderung auf regenerative Energiequellen, wozu maßgeblich der starke Anstieg der Windstromerzeugung beitrug. On- wie Offshore wurden gut 79Mrd.kWh Windstrom produziert und Windenergieanlagen mit einer Gesamtleistung von fast 6.000MW neu ans Netz gebracht. Auch die Solarstromerzeugung aus Photovoltaikanlagen übertraf 2015 – trotz rückläufiger Ausbauquote – mit knapp 39Mrd.kWh den Vorjahreswert.
Anlagen- und Ausfallsicherheit
Windenergie und Photovoltaik werden auch künftig den Löwenanteil zur Energiewende beisteuern. Deshalb kommt der Betriebssicherheit von Windkraft- und PV-Anlagen zentrale Bedeutung zu. Damit sich die hohen Investitionen in den weiteren Ausbau dieser Technologien auszahlen und der Versicherungsschutz gewahrt bleibt, ist professionelle Prüftechnik zur Gefahrenabwehr und Ausfallsicherheit erforderlich. Windparks und netzgekoppelte PV-Systeme sind auf jahrzehntelange Laufzeiten ausgelegt. Längerfristig unentdeckte Schäden können gravierende Auswirkungen bis zum Komplettausfall einer Anlage haben, wenn beispielsweise eine defekte Windkraftturbine in der durchschnittlich über 120m hoch gelegenen Gondel einen Kurzschluss mit Brandfolge auslöst. Schadhafte Solarmodule können sehr große Gleichspannungen und gefährliche Lichtbögen auslösen, weshalb die Funktionstüchtigkeit der zur Absicherung der DC-Installation verbauten Baugruppen (u.a. Überspannungsschutzelemente, Sperrdioden oder Sicherungen) regelmäßig zu prüfen ist.
Bei elektrischen Anlagen und ortsfesten elektrischen Betriebsmitteln, die normalen Beanspruchungen unterliegen, sind nach DGUV spätestens alle vier Jahre Wiederholungsprüfungen anzusetzen (Bild: 99469316/Fotolia)
Erst- und Wiederholungsprüfungen
Laut Betriebssicherheitsverordnung (BetrSichV) sind vom Anlagenbetreiber zu veranlassenden Prüfungen unter Leitung und Aufsicht einer Elektrofachkraft durchzuführen, die vor der Inbetriebnahme sowie nach Änderungen und Instandsetzungen den ordnungsgemäßen Zustand der Anlage bescheinigt. Eine Erstprüfung kann entfallen, wenn der Errichter bestätigt, dass Elektroinstallation und Betriebsmittel den Bestimmungen der gesetzlichen Unfallversicherung (DGUV Vorschrift 3, §5 Abs.4) zur Unfallverhütung entsprechen. In bestimmten, vom Betreiber festzulegenden Intervallen sind Wiederholungsprüfungen vorzunehmen – in der Regel nach spätestens vier Jahren. Als Grundlage der Prüfmaßnahmen gilt das 2005 verabschiedete Gesetz über die Elektrizitäts- und Gasversorgung (EnWG, 2005). Es schreibt in §49 vor, dass Errichtung und Betrieb von Energieanlagen nach den allgemein anerkannten Regeln der Technik erfolgen müssen, die exemplarisch in den VDE-Bestimmungen zur Erzeugung, Fortleitung und Ableitung von Elektrizität ausgeführt sind. Dazu zählen aus der Normenreihe VDE0140 der Schutz gegen elektrischen Schlag und die Wirkung des Stromes auf Menschen und Nutztiere. Hinzu kommen aus der Normenreihe VDE100 die Auswahl und Errichtung elektrischer Betriebsmittel, Schalt- und Steuergeräte sowie von Erdungsanlagen und Schutzleitern und der Schutzvorkehrungen gegen elektrischen Schlag. Weitere Prüfaufgaben betreffen die Erdung von Starkstromanlagen mit Nennwechselspannungen über 1kV, die Maschinensicherheit und den Blitzschutz. Spezielle Prüfvorschriften und Dokumentationspflichten für netzgekoppelte PV-Anlagen sind in der aktuellen DIN EN62446-1 (VDE0126-23-1) niedergelegt. Die im Dezember 2016 veröffentlichte Norm definiert nach Anlagengröße abgestufte Kriterien zur Besichtigung und Erprobung eines netzgekoppelten PV-Systems. Messtechnik-Spezialisten wie Gossen Metrawatt unterstützen Elektrotechniker mit aktuellem Fachwissen und leistungsstarken Prüfgeräten wie dem Profitest Prime. Das Gerät bietet in der Standardausführung mehr als 50 Funktionen. Damit deckt es über 20 verschiedene Prüfaufgaben für Niederspannungsanlagen bis 1.000VAC/1.500VDC ab. Zusätzlich sind zwei Gerätevarianten für die Prüfung mit Hochspannung bis 2.500VAC bzw. 5.000VDC erhältlich.
