Das Photovoltaik-Projekt des Landkreises Kassel wird durch die kreiseigene Planungs- und Betriebs GmbH abgewickelt. Am Projekt sind u.a. folgende Gesamtschulen beteiligt: – Gesamtschule Fuldatal (Bild 1) – Gesamtschule Vellmar – Erich-Kästner Gesamtschule Baunatal – Wilhelm-Leuschner Gesamtschule Niestetal Alle vier Anlagen zusammen sind in der Lage, 118,65kWp in das öffentliche Netz einzuspeisen. Flachdächer gut geeignet Die großen Flachdächer bieten aufgrund ihrer Beschaffenheit ideale Voraussetzungen zur Errichtung von großen Photovoltaik-Anlagen (Bild 2). Auch hinsichtlich der Wartung sind Flachdächer gut geeignet, da Kontroll- und Reinigungsmaßnahmen der Anlage einfach durchzuführen sind. Bei Baumaßnahmen dieser Größenordnung kommt es auf eine präzise Projektsteuerung an. Für die vier Gesamtschulen obliegt diese Aufgabe der Energieagentur im Landkreis Kassel Energie 2000 e.V.. Die Ausführung des Photovoltaik-Bauvorhabens erfolgte durch das Elektrounternehmen Leifer & Hamann GmbH & Co. KG aus dem ostwestfälischen Bad Driburg (Bild 3). Die Errichtung der Photovoltaik-Anlagen bot sich nicht nur im Rahmen der anstehenden Sanierung an. Dem Schulträger kam es auch darauf an, die Schüler an die Thematik der regenerativen Energieerzeugung heranzuführen. \“Wir haben die Schulen frühzeitig in das Projekt eingebunden\“, erläutert Bernd Neumann von Energie 2000. \“Sie haben jederzeit Zugang zu den Anlagen, und deren Praxisbetrieb wird im Unterricht behandelt.\“ Integration als Herausforderung Bei den vier Anlagen mit jeweils etwa 30kWp kommen Photovoltaik-Module des deutschen Anbieters Heltron GmbH aus Breisach sowie des chinesischen Anbieters Yingli Green Energy zum Einsatz. In den vier Anlagen speisen jeweils drei Wechselrichter der SMA Solar Technology AG (SMA) vom Typ Sunny Mini Central 9000TL in das Drehstromnetz ein. Verbindungstechnik und Überspannungsschutz kommen aus dem Hause Phoenix Contact. Als öffentliche Gebäude sind die Schulen mit einem äußeren Blitzschutzsystem ausgestattet. Neumann erklärt: \“Dieses schützt gemäß der Landesbauordnung Hessen die dem Landkreis anvertrauten Schüler vor den Wirkungen eines direkten und indirekten Blitzeinschlages.\“ Die Integration der Photovoltaik-Anlagen in das bestehende Blitzschutzsystem war eine echte Herausforderung, weil der Trennungsabstand eingehalten werden musste (Bild 4). Er wird für jedes Gebäude individuell berechnet. Nur wenn er eingehalten wird, kann ein ungewollter elektrischer Überschlag zu den Modulen und deren Trägersystemen ausgeschlossen werden. Überspannungsableiter von Phoenix Contact leiten hier die freiwerdende Energie sicher ab. \“Wird der errechnete Abstand nicht eingehalten\“, erklärt Franz-Josef Leifer vom Elektrounternehmen Leifer & Hamann, \“kann es durch den energiereichen Lichtbogen zu Zerstörungen von Modulen und ebenfalls zu mechanischen Schäden an den Anlagen kommen.\“ Ein weiterer wichtiger Punkt bei der Installation der Photovoltaik-Module war auch der Lastabtrag in die jeweiligen Bestandsgebäude. Die gesamte Installation der zusätzlichen Lasten aus Modulen und Unterkonstruktion wurde statisch berechnet. Somit ist die Sicherheit des Gebäudes jederzeit gegeben. Wechselrichter innen- & außen Für die Wechselrichter bei den vier Schulen wurden zwei unterschiedliche Installationsvarianten gewählt. \“Zum einen wurden die Wechselrichter im Außenbereich angebracht\“, so Leifer, \“und zum anderen im Innenbereich auf dem Weg zum Ausstieg zum Dach.\“ In beiden Fällen kommt hier das Photovoltaik-Set 1000 DC von Phoenix Contact zum Einsatz, das sich aufgrund der Schutzart IP65 eignet. Die jeweils drei Wechselrichter wurden mit einem Überspannungsableiter vom Typ Val-CP 3S-350 zusammengefasst. Die platzsparende Baubreite von 48mm vereinfacht auch bei beengten Platzverhältnissen die Installation. Im Außenbereich befinden sich die Wechselrichter in der Blitzschutzzone 0b. Die Einteilung der Blitzschutzzonen (Lightning Protective Zone, LPZ) erfolgte gemäß der DIN VDE0185-305-1. Die Wechselrichter sind hier durch Blitzfangstangen gegen die Folgen eines direkten Blitzeinschlages geschützt. Auch in diesem geschützten Bereich kann es zu induktiven und kapazitiven Beeinflussungen der Geräte kommen, aber die Wirkungen werden mittels Überspannungsableitern auf ein für das Gerät unschädliches Maß reduziert. Alle Leitungen müssen mit entsprechenden Ableitern beschaltet werden. Franz-Josef Leifer vom Elektrounternehmen Leifer & Hamann fügt hinzu: \“Die Überspannungsableiter aus dem PV-Set 1000DC für die Gleichspannungsseite sowie der Ableiter Valvetrab compact für die Wechselspannungsseite ermöglichen hier einen optimalen Schutz\“ (Bild 5). Bei der Innenbereichsvariante befindet sich der Aufstellungsort in der Blitzschutzzone 1 oder höher. Auch hier gibt es Beeinflussungen durch Blitzereignisse. Da der Photovoltaik-Generator im Außenbereich installiert ist, ist er induktiven und kapazitiven Einkopplungen von Überspannungen ausgesetzt. Daher ist auch hier der Wechselrichter gleichspannungsseitig und wechselstromseitig gegen auftretende Überspannungen zu schützen. Das Photovoltaik-Set 1000DC für die Gleichspannungsseite sowie die Überspannungsschutz-Geräte aus der Reihe Valvetrab compact sind hierfür geeignet. Die installationsfreundliche Plug&Play-Lösung des Photovoltaik-Sets erleichtert dem Installateur seine Arbeit und reduziert Fehler bei der Montage (Bild 6). Vorreiter mit Photovoltaik-Anlagen Aufgrund einer durchdachten Planung und Installation sowie einer über alle Gewerke übergreifenden Koordination der Baumaßnahmen können die vier Gesamtschulen im Raum Kassel zeitgemäße Photovoltaik-Anlagen nutzen, die den gängigen Regelwerken und Standards entsprechen. Daran hat auch der Überspannungsschutz einen erheblichen Anteil. Mit den vier Anlagen sind die Gesamtschulen im Kasseler Raum Vorreiter. \“Die Schulen nutzen nicht nur regenerative und zukunftsweisende Technologien\“, sagt Neumann, \“sie vermitteln diese Technologien ihren Schülern und erweitern damit ihren Bildungsauftrag um einen zukunftsweisenden Aspekt.\“
Phoenix Contact Deutschland GmbH
