Black-Out-Vorsorge: elektrotechnische Voraussetzungen für die Notstromversorgung
Die Aufrechterhaltung der Stromversorgung ist von entscheidender Bedeutung. Welche elektrotechnischen Voraussetzungen erfüllt sein müssen, um Notstrom in Krisensituationen zu gewährleisten, zeigt dieser Beitrag.
Viele Menschen befürchten derzeit aufgrund unterschiedlicher Faktoren ein Blackout, also einen Zusammenbruch bzw Ausfall der Stromversorgung für längere Zeit. Für kritische Infrastrukturen wie Pflegeheime, Feuerwehren, Kasernen uä gibt es Vorsorgepläne und teilweise gesetzliche Forderungen. Diese zu erfüllen ist die eine Seite, diese aber auch für längere Zeit zu warten, wiederkehrend zu prüfen und für den Tag X einsatz- und funktionsbereit zu halten, ist eine Betreiberpflicht mit gewissem Aufwand, diese mittels Wartungsvertrag an einen Anbieter abzutreten, meist eine kostspielige Angelegenheit. Beispielsweise sei hier ein Stromaggregat genannt, welches in vom Hersteller angegebenen Intervall wiederkehrend zu testen ist und für das auch ausreichend Treibstoff in guter Qualität vor Ort vorrätig gehalten werden muss. Für private Haushalte gibt es Broschüren und Informationen seitens der Kommunen und der Zivilschutzverbände. Der folgende Beitrag beleuchtet die Black-Out-Vorsorge aus elektrotechnischer Sicht, und zwar durch 3 mögliche Ersatzstromversorgungsanlagen:
- Inselfähige Photovoltaikanlage mit Speicher und Netzumschalteinrichtung
- Bidirektionales Laden eines Elektroautos
- Notstromaggregat
Allen gemeinsam ist, dass es eine klare Umschaltung von Netz auf Notversorgunggeben muss, also einen Netz-NULL-Not-Umschalter. Dieser kann manuell oder auch automatisch umschalten. Die Schutzmaßnahmen müssen in beiden Schalterstellungen (Netz und Not) benannt, überprüft und dokumentiert werden. Im Verteilerkasten sind 30 % Platzreserven einzuplanen, dies auch nach Einbau eines Umschalters und zB zweiten FI-Schutzschalters zur Aufrechterhaltung der Fehlerschutzmaßnahme bei Notversorgung. Je nach Bundesland und Netzbetreiber sind die Netzbetreiber über den Einbau einer Notstromversorgung nachweislich zu informieren, dies empfiehlt sich stets, ebenso das Melden und Miteinbinden von solchen Anlagen in die Haushaltsversicherung.
Photovoltaikanlage
Eine Standard–Photovoltaikanlage ist keine Black-Out-Vorsorge. Eine solche Anlage arbeitet im Netzparallelbetrieb, fällt die Versorgungsspannung aus (Black-Out), so schaltet sich der Wechselrichter ab und die Anlage hört auf Spannung zu produzieren. Um mit einer Photovoltaikanlage im Black-Out-Fall eine Anlagenversorgung sicherzustellen, bedarf es 3 Komponenten: einen inselfähigen Wechselrichter (Herstellerinfo), einen Speicher und einen Netz-Null-Notumschalter (oft als Umschaltbox bezeichnet). Hier ist wiederum anzumerken, dass die Versorgung im Notfall von der Leistung der PV-Anlage und des Speichers abhängig ist. Der Betrieb von größeren Verbrauchern, vor allem mit hohen Einschaltströmen, kann oft zur Abschaltung führen. Auch eine solche Anlage ist mehrmals jährlich im Notbetrieb für einen längeren Zeitraum zu betreiben.
Bidirektionales Laden mittels Elektrofahrzeugs
Hier dient das Elektrofahrzeug (E.V. steht für electrical vehicle) als Speicher. Es bedarf einer speziellen Lade- und Entladeinfrastruktur und das Elektroauto muss vom Hersteller aus dafür gebaut und zugelassen sein. Neben den einschlägigen OVE Vorschriften, Richtlinien, TAEV-Vorgaben und Herstellerangaben sind auch die Vorgaben seitens des Netzbetreibers zu berücksichtigen.
Notstromaggregat
Hier wird zwischen Versorgung von einzelnen Betriebsmitteln und dem Einspeisen unterschieden.
Beiden gemeinsam ist, dass die Herstellerangaben genauestens zu beachten sind (so sind nicht alle Aggregate zum Einspeisen freigegeben und es kann bei Geräten ohne AVR – was automatic voltage regulation bedeutet und eine Spannungsregelung darstellt – zur Zerstörung sensibler Elektronik und hohen Schäden kommen). Eine große Gefahr geht von Kohlenmonoxidvergiftungen aus. Aggregate dürfen keinesfalls in Innenräumen betrieben werden. Leider gibt und gab es hier bereits zahlreiche, vor allem tödliche, Unfälle aufgrund von Kohlenmonoxidvergiftungen. Im Fachhandel erhältliche CO-Melder werden oft nicht bzw falsch verwendet, diese dürfen nicht auf der Decke, sondern in ca 50-70 cm Höhen (zB unter einer Tischplatte) montiert werden, da Kohlenmonoxid schwerer als Luft ist und sich in Bodennähe aufhält. Die Herstellerangeben bezüglicher der Montagehöhe und wiederkehrender Prüfung sind genauestens zu beachten.
Aggregate zur Versorgung einzelner Betriebsmittel
OVE E 8101 fordert, dass Laien nur ein Betriebsmittel betreiben dürfen. Sollen mehrere Geräte betrieben werden, muss es sich um eine Elektrofachkraft oder eine unterwiesene Person handeln. Hier bestehen Gefahren im Falle eines Doppelkörperschlusses, da die Schutzmaßnahme meist die Schutztrennung ist und ein Erdschluss auf der schutzgetrennten Seite, gepaart mit einem Körperschluss des Betriebsmittels, die Schutzmaßnahme unwirksam macht.
Aggregate zum Einspeisebetrieb
Neben Netzumschaltung ist meist ein zweiter FI-Schutzschalter erforderlich. Die für die Fehlerschutzmaßnahme Nullung nötigen Abschaltströme sind meist durch Aggregate nicht erreichbar, daher sind 2 FI-Schutzschalter (wie bei der Fehlerstromschutzschaltung) in Reihe zu schalten. Hier dürfen nur Aggregate verwendet werden, die vom Hersteller schriftlich zum Einspeisen in eine Anlage (unsymmetrische Belastung) geeignet sind. Diese Geräte haben eine Elektronik (AVR; Inverter), welche die Spannung L-N auch bei ungleicher Außenleiterbelastung ausregelt und nicht unzulässig hoch ansteigen lässt. Die Aggregate sind regelmäßig zu prüfen und längerfristige Probebetriebe sind, um den Einsatz im Notfall ebenso wie die Bevorratung mit ausreichend Treibstoff sicherzustellen, unerlässlich.
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