Leistungen
Der Nachweisweg nach VDE-AR-N 4110 ist kein Verwaltungsakt am Ende des Projekts. Er bestimmt die Auslegung — und wer ihn zu spät beginnt, plant zweimal.
Die VDE-AR-N 4110 regelt Planung, Errichtung, Betrieb und Änderung von Kundenanlagen am Mittelspannungsnetz zwischen 1 und 60 kV — einschließlich Speichern. Geltend ist die Fassung 2023-09; eine Novelle befindet sich im Verfahren.1
Sie legt fest, wie sich eine Anlage am Netzverknüpfungspunkt verhalten muss: Wirk- und Blindleistungsverhalten, Verhalten bei Spannungs- und Frequenzabweichungen, Schutzeinstellungen, Kommunikation mit dem Netzbetreiber.
Und sie legt fest, wie das nachzuweisen ist. Dieser Nachweisweg ist der Grund, warum Zertifizierung früh in die Planung gehört.
Die Kette vom Netzverknüpfungspunkt bis zur Zelle, einpolig dargestellt — so steht sie in den Anschlussunterlagen. Jedes Element erklärt sich beim Antippen: was es tut, warum es nötig ist und welche Norm es regelt.
Das Netz des Verteilnetzbetreibers, an das die Anlage angeschlossen wird. Seine Kurzschlussleistung am Anschlusspunkt bestimmt, wie stark die Anlage rückwirkt und wie die Schutzeinrichtungen ausgelegt werden müssen.
Für einen Batteriespeicher ist die Mittelspannungsebene der Regelfall: Auf Niederspannung reicht die Anschlussleistung nicht, auf Hochspannung wird der Anschluss unverhältnismäßig teuer.
Geregelt in VDE-AR-N 4110
Der Punkt, an dem die Kundenanlage an das Netz angeschlossen ist. Er legt fest, welche Leistung angeschlossen werden darf, und er ist der Ort, an dem alle Anforderungen der Anschlussregel gelten — nicht das einzelne Gerät dahinter.
Festgelegt wird er vom Netzbetreiber in der Netzanschlusszusage. Das Verhalten an diesem Punkt regelt die VDE-AR-N 4110.1
Geregelt in DIN EN IEC 62271-200
Das Bauwerk am Netzverknüpfungspunkt, in dem Netz und Kundenanlage aufeinandertreffen. Es enthält die Schaltfelder für das ankommende Netzkabel, das Übergabefeld mit Leistungsschalter und Schutz, die Abrechnungsmessung und die Fernwirktechnik.
Bauform, Zugänglichkeit und Ausstattung gibt der Netzbetreiber vor — er muss die Station jederzeit betreten können. Die Schaltanlage selbst ist eine metallgekapselte Anlage nach DIN EN IEC 62271-200.
Stellt eine sichtbare, gesicherte Trennstelle her, damit an der Anlage gearbeitet werden darf. Er schaltet nicht unter Last: Erst öffnet der Leistungsschalter, dann der Trennschalter.
Zusammen mit dem Erdungsschalter bildet er die Grundlage der fünf Sicherheitsregeln — freischalten, gegen Wiedereinschalten sichern, Spannungsfreiheit feststellen, erden und kurzschließen, benachbarte Teile abdecken.
Geregelt in MsbG
Misst Einspeisung und Bezug getrennt nach Richtung — ein Speicher tut beides, und beides wird unterschiedlich abgerechnet. Auf Mittelspannung wird über Strom- und Spannungswandler gemessen, als registrierende Leistungsmessung mit Viertelstundenwerten.
Zuständig ist der Messstellenbetreiber nach dem Messstellenbetriebsgesetz. Ob mittel- oder niederspannungsseitig gemessen wird, legt der Netzbetreiber fest; bei Messung hinter dem Transformator werden dessen Verluste rechnerisch berücksichtigt.
Geregelt in DIN EN 62271-100
Das einzige Schaltgerät in der Kette, das den Kurzschlussstrom beherrscht und die Anlage im Fehlerfall vom Netz trennt. Wo eine Schutzeinrichtung ein Schaltgerät ansteuert, muss es nach der Anschlussregel ein Leistungsschalter sein — ein Lasttrennschalter genügt dafür nicht.
Angesteuert wird er vom Netz- und Anlagenschutz und vom Kurzschlussschutz. Auslegung und Prüfung nach DIN EN 62271-100.
Geregelt in VDE-AR-N 4110
Überwacht Spannung und Frequenz am Netzverknüpfungspunkt und trennt die Anlage, sobald das Netz die zulässigen Grenzen verlässt. Er verhindert vor allem eines: dass die Anlage ein abgeschaltetes Netz weiter speist und Monteure gefährdet.
Er sitzt nicht in der Leitung, sondern misst über Wandler und wirkt auf den Leistungsschalter — deshalb steht er hier daneben und nicht darin. Welche Schutzfunktionen zu setzen sind, gibt die VDE-AR-N 4110 vor, die konkreten Werte der Netzbetreiber; die Einstellung wird gegen Veränderung gesichert.1
Geregelt in VDE-AR-N 4110
Verbindet die Anlage mit der Leitstelle des Netzbetreibers. Von dort kommen Sollwerte für Wirk- und Blindleistung und im Bedarfsfall die Anweisung, die Einspeisung zu reduzieren; zurück gehen Messwerte, Schalterstellungen und Störmeldungen.
Die VDE-AR-N 4110 verlangt diese Fernsteuerbarkeit als Voraussetzung des Anschlusses.1 Übertragungsweg und Protokoll gibt der Netzbetreiber vor; üblich ist IEC 60870-5-104 über eine eigene, vom Internet getrennte Verbindung.
Ab hier gehört die Anlage dem Anschlussnehmer. Die Grenze bestimmt, wer welchen Teil errichtet, prüft, betreibt und instand hält — und sie liegt nicht zwangsläufig dort, wo die Messung sitzt.
Wo genau sie verläuft, steht im Netzanschlussvertrag. Diese Zeile ist kein Bauteil, sondern eine Zuständigkeitsgrenze.
Geregelt in DIN EN 60076
Setzt die Mittelspannung auf die Spannung der Wechselrichter herunter; bei Batteriespeichern liegt sie meist zwischen 600 und 800 Volt. Seine Bemessungsleistung begrenzt zusammen mit dem Netzanschluss, was die Anlage tatsächlich kann.
Er trennt außerdem galvanisch: Die Schaltgruppe — bei Speichern am Mittelspannungsnetz üblicherweise Dyn — entscheidet mit darüber, wie sich die Anlage bei unsymmetrischen Fehlern verhält und wie der Sternpunkt auf der Unterspannungsseite behandelt wird. Bemessung und Prüfung nach DIN EN 60076.
Geregelt in DIN EN 61439
Die Sammelschiene, an der die Wechselrichter, der Eigenbedarf und die Hilfsanlagen hängen. Sie enthält die Abgangsschalter und den Kurzschlussschutz für jeden Strang, damit ein Fehler in einem Abgang nicht die ganze Anlage abschaltet.
Sie ist eine Schaltgerätekombination und wird als solche nach DIN EN 61439 gebaut, bemessen und nachgewiesen — einschließlich des Nachweises der Störlichtbogenfestigkeit, wenn er gefordert ist.
Geregelt in DIN VDE 0100
Versorgt alles, was die Anlage selbst braucht: Steuerung, Schutzgeräte, Beleuchtung, Kommunikation. Er wird aus der Niederspannungs-Hauptverteilung gespeist und zusätzlich unterbrechungsfrei gestützt, damit Schutz, Meldung und Kommunikation auch bei Netzausfall weiterarbeiten.
Errichtung nach DIN VDE 0100. Sein Verbrauch geht vom Wirkungsgrad der Anlage ab und gehört deshalb in die Ertragsrechnung, nicht nur in die Elektroplanung.
Hält die Zellen in dem Temperaturfenster, in dem sie arbeiten dürfen: Zu warm lässt sie schneller altern, zu kalt begrenzt die verfügbare Leistung. Bei großen Speichern ist die Kühlung meist flüssigkeitsbasiert und Teil des Containers.
Eine eigene Anschlussnorm hat sie nicht. Ihr Leistungsbedarf gehört in die Auslegung des Eigenbedarfs — und in die Wirkungsgradrechnung, weil er im Sommer am größten ist, wenn auch die Erlöse am größten sind.
Geregelt in DIN 14675
Erkennt Gas, Rauch oder Temperaturanstieg im Container und meldet an eine ständig besetzte Stelle. Bei Lithium-Ionen-Zellen kommt es darauf an, ein thermisches Durchgehen früh zu erkennen: Die Zellen setzen Gas frei, bevor Rauch sichtbar wird, deshalb wird auf Gas detektiert.
Aufbau und Betrieb nach DIN 14675, die Anlagentechnik nach DIN VDE 0833-2. Was im Brandfall geschieht, stimmen Betreiber, Versicherer und die örtliche Feuerwehr im Brandschutzkonzept ab.
Geregelt in VDE-AR-N 4110
Setzt die Vorgaben aus der Leitstelle in Sollwerte für die einzelnen Wechselrichter um. Entscheidend ist, dass er am Netzverknüpfungspunkt regelt und nicht am einzelnen Gerät — gefordert ist das Verhalten der Anlage als Ganzes.
Ohne ihn ließen sich Wirkleistungsvorgaben und Blindleistungskennlinien nicht einhalten, sobald mehr als ein Wechselrichter beteiligt ist. Sein Verhalten ist Teil des Anlagenzertifikats nach VDE-AR-N 4110.1
Geregelt in VDE-AR-N 4110
Wandelt zwischen dem Gleichstrom der Batterie und dem Drehstrom des Netzes, und zwar in beide Richtungen — deshalb Power Conversion System und nicht Wechselrichter im engeren Sinn. In einer realen Anlage arbeiten mehrere Einheiten parallel auf dieselbe Sammelschiene.
Er stellt das Netzverhalten her, das die Anschlussregel fordert: Wirkleistungssteuerung, Blindleistungsbereitstellung, Verhalten bei Spannungseinbrüchen. Dass er das kann, weist das Einheitenzertifikat nach — ohne dieses Zertifikat ist die Einheit für einen Anschluss nach VDE-AR-N 4110 nicht verwendbar.1
Verbindet die Batteriestränge mit dem Wechselrichter. Jeder Strang hat eine eigene Trenn- und Schutzeinrichtung, damit einzelne Racks freigeschaltet werden können, ohne die Anlage stillzulegen — das ist im Betrieb der Unterschied zwischen einer Wartung und einem Stillstand.
Eine eigene Norm für die Gleichstromseite eines Batteriespeichers gibt es nicht. Maßgeblich sind die Vorgaben des Zellherstellers und das Sicherheitskonzept der Anlage.
Geregelt in DIN EN IEC 62933-5-2
Enthält die Batterieracks mit den Zellen, das Batteriemanagement, die Kühlung und die Löschanlage. Das Batteriemanagement überwacht Zellspannungen und Temperaturen und trennt die Stränge über die Hauptschütze, sobald Grenzwerte verlassen werden.
Sicherheitsanforderungen an netzgekoppelte Speicher regelt DIN EN IEC 62933-5-2 (VDE 0520-933-5-2). Sie deckt den gesamten Lebenszyklus ab, von der Auslegung bis zur Entsorgung.
Symbole nach IEC 60617 in der in deutschen Netzanschlussunterlagen üblichen Darstellung. Wo ein Symbol nicht eindeutig belegt ist, steht ein beschrifteter Kasten. Durchgezogen: Leistungsweg. Gestrichelt: Mess-, Steuer- und Meldeleitungen.
Drei Nachweise in fester Reihenfolge. Jeder setzt den vorherigen voraus.
Bescheinigt für eine einzelne Erzeugungs- oder Speichereinheit — praktisch den Wechselrichter —, dass sie die Anforderungen erfüllt. Wird vom Hersteller beigebracht und ist ein Auswahlkriterium bei der Beschaffung, kein Nachgang.
Bescheinigt für die gesamte Anlage am konkreten Netzverknüpfungspunkt, dass sie sich normgerecht verhält. Grundlage sind die Einheitenzertifikate, das Anlagenkonzept, Simulationen und die Schutzeinstellungen.
Bestätigt nach Errichtung, dass die Anlage so gebaut wurde, wie sie zertifiziert wurde. Sie ist die Voraussetzung für die Inbetriebsetzung durch den Netzbetreiber.
| Leistung | Inhalt | Wann |
|---|---|---|
| Netzverträglichkeitsprüfung | Abschätzung der anschließbaren Leistung, Netzrückwirkungen, Kurzschlussleistung am geplanten Punkt | vor der Flächensicherung |
| Anschlusskonzept | Netzverknüpfungspunkt, Übergabestation, Transformatorkonzept, Einlinienschema | vor der Netzanschlussanfrage |
| Auslegung | Leistung, Kapazität, C-Rate, Aufstellung, Kühlung, Brandschutzkonzept | nach der Netzanschlusszusage |
| Schutz- und Leittechnik | Schutzkonzept, Einstellwerte, Fernwirkanbindung, Kommunikation mit dem Netzbetreiber | Ausführungsplanung |
| Zertifizierungsbegleitung | Auswahl des akkreditierten Zertifizierers, Zusammenstellung der Unterlagen, Begleitung bis zur Konformitätserklärung | durchgehend ab Auslegung |
| Inbetriebsetzung | Abstimmung mit dem Netzbetreiber, Prüfprotokolle, Übergabe der Dokumentation | COD |
Die Ausführung der Planung erfolgt über Elektroplanungsbüros aus unserem Netzwerk. Wir verantworten Konzept, Koordination und Schnittstellen.
Die Erstellung eines Anlagenzertifikats dauert je nach Auslastung der Zertifizierer und Vollständigkeit der Unterlagen mehrere Monate. Nachforderungen verlängern das erheblich.
Deshalb binden wir den Zertifizierer vor der Ausführungsplanung ein, nicht danach. Die Frage „erfüllt diese Konfiguration die Anforderungen?“ ist vor der Bestellung deutlich billiger zu beantworten als danach.
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