Kleinsolaranlage selber bauen

Eine kleine Photovoltaik (PV) Solaranlage kann man mit etwas technischem Geschick,dem nötigen Know How und Beizug von Fachkräften durchaus selber bauen. Anbei ein paar Bilder zur Illustration. 

Planung

Das Beispiel ist ein kleines Gartenhaus, welches Frühling 2013 gebaut wurde. Die kleine Dachfläche wurde ursprünglich für die Montage von 8 Panasonic Hochleistungsmodulen vorgesehen. Die Leistung der Module hätte 1.92kWp entsprochen.  Wegen der 2014 neu eingeführten EIV musste die Anlagenplanung aber nochmals überarbeitet werden, damit die Leistung mindestens 2kW entspricht. Damit qualifiziert sich die Anlage für die Förderung. Für die Realisierung wurde deshalb von einer vertikalen auf eine auf eine horizonale Montage gewechselt, um möglichst die ganze Dachfläche ausnutzen zu können. Es wurden hierzu 8 REC Solarmodule ausgesucht, welche die Dachfläche fast 100% abdecken.

Da es sich um eine Ost-West Dach handelt mit jeweils nur 4 Solarmodulen wurde für eine Lösung mit Micro Invertern entschieden. Die Wechselrichter werden jeweils unter dem Solarmodul angebracht. Da das Gartenhaus keinen Internetanschluss hat, wurde eine ABB Wechselrichterlösung mit WIFI zum Monitoring der Solaranlage gewählt.

Papierarbeit

Die Anlage wurde beim lokalen Elektrizitätswerk mittels einfachem Formular in welchem die Leistung der Module und Wechselrichter eingetragen werden muss, angemeldet (Anschlussgesuch). Zusätzlich wurde bei swissgrid für die EIV angemeldet. Ein Baugesuch war nicht nötig.

Für das Montagesystem wurde ein Formular mit den Koordinaten (Wind und Schneelast), Dachneigung, Dachausrichtung, Dachmassen, Sparrenmassen, und Ziegelmassen ausgefüllt. 

Dachhaken und Montageschienen

Das Prinzip zur Montage der Panels ist einfach. Die Ziegel auf dem Dach sind jeweils in die horizontalen Dachlatten, welche auf den vertikalen Sparren befestigt, sind eingehakt. Die Dachhaken werden auf diese Sparren verschraubt. Jeweils in der Ziegelmitte werden die Ziegel in der Breite des Dachhakens mit einer Trennscheibe bearbeitet, damit der Dachhacken zwischen zwei Ziegels herausgeführt werden kann. 

Für die optimale Zentrierung bei der Montage stehen mehrere Löcher im Dachhaken zur Verfügung. Die Dachhaken werden jeweils mit zwei Schrauben in den Sparren verschraubt. Die Montageschienen werden dann mit dem Dachhaken verschraubt.

Durch das Anbringen von jeweils einem Dachhaken pro Sparren und Montageschiene ist es somit innert weniger Stunden möglich das Montagesystem auf den Dachschienen zu montieren. Bei einer vertikalen Montage der Solarmodule könnte nun bereits die Montage der Wechselrichter erfolgen.

Für die vertikale Montage müssen in einem 2. Schritt zusätzliche Montageschienen parallel angebracht werden. 

Die Schienen werden mittels Kreuzverbinder miteinander verschraubt.

Wechselrichter Montage

Nun werden die Wechselrichter auf die Montageschienen geschraubt und mit dem AC Trunc Cable untereinander verbunden. Zusätzlich wird ein Potentialausgleich auf den Montageschienen angebracht und die Wechselrichter geerdet. Der korrekte Anschluss ist vom Elektriker vor der Panelmontage zu prüfen.

Die Fixierung erfolgt über Kabelbinder. Drauf achten, dass die Kabelbinder nicht über die Montageschienen rausstehen und die Modulrückfolie verletzen können. Die Kabel werden später vom Elektriker geprüft und angeschlossen. Die Position der Wechselrichter wird durch die Kabellänge der Solarmodule und dem Trunc Cable bestimmt. 

 Das Trunc Cable wird ebenfalls zwischen den Ziegelen durchgeführt und mittels Installation Kit erfolgt der eigentliche AC Anschluss an 230V.

Drauf achten, dass das Kabel nicht vom Ziegel gequetsch wird.

Panel Montage

Nun werden die Solarmodule montiert. Hierzu sind 3 Personen notwendig sowie eine Leiter. Die Module werden mittels Modulklemmen auf den Montageschienen befestigt. Die beiden DC Kabel werden im Wechselrichter eingesteckt.

Zwischen den Panels etwas Abstand lassen.

Abbildung der Modulklemmen mit Erdungszubehör. Montage der Erdungsklemme erfolgt nach unten nicht oben, ist nur zur Illustration gedreht. Die Klemme wird unter der Modulklemme befestigt. Hierzu die quadratische Öffnung in der Mitte. Bei Mittelklemmen werden damit gleich beide Module geerdet. Bei 4 Modulklemmen, sind die Module damit an vier Punkten auf die Montageschienen geerdet. Jede Montageschiene wird zusätzlich mit einer Erdungsklemme geerdet.

Stromanschluss

Der AC Anschluss und die Absicherung der Wechselrichter, sowie der Potentialausgleich erfolgt durch den Elektriker. Der Elektriker meldet seine Arbeit dem Elektrizitätswerk und bestellt, falls gewünscht, einen 2. Stromzähler.

Konfiguration

Mittels CDD erfolgt die Konfiguration der Wechselrichter. Die Konfiguration erfolgt über den Browser und ist einfach durchzuführen. Das CDD kann in Funkreichweite zu den Wechselrichtern und mit WIFI installiert werden. Wir haben es im Gartenhaus installiert, da die Reichweite zu den Wechselrichtern im Vergleich zum WIFI weniger gross ist. Da das CDD ständig Messdaten ins Portal sendet, ist eine fixe Internetanbindung mittels Ethernet wohl die bessere Lösung. Schlussendlich haben wir deshalb das CDD nun ins Haus genommen und am Ethernet angeschlossen.

Die Koordinaten sind wichtig für die Installation. Diese muss von Hand eingetippt werden, aber ist gibt Hilfe im Internet um diese zu erfahren. 

Als Country Standard bei der Konfiguration kann noch die VDE0126 eingestellt werden (Plant Configuration), die Einstellung wurde vom ABB Support empfohlen, zumal die VDE-AR-N-4105 noch nicht Pflicht ist. Die VDE-AR-N-4105 schaltet die Solaranlage bei erhöhter Netzfrequenz ab. 

Die VDE0126 gibt eine Abschaltspannung von 10% an (253 Volt). Also unter "Country Standard Parameters Editor" für "Uov" den Default Wert belassen (253.0). Im Menü "Date/Time Configuration" nicht vergessen "DST" und "Automatic set time" auszuwählen, hiermit wird die Uhrzeit über das Internet nachgestellt.

Die Empfangsqualität hängt vom Material ab, welches auf der Funkstrecke zwischen Wechselrichter und CDD steht. 

Bei einem freier Funkraum beträgt die Reichweite gemäss Herstellerangaben 50m. Folgende Materialien führen zu abschwächungen der Signalstärke:

• Holz und Glas 0-10%
• Stein und Presspappe 10-40%
• Stahlbeton 60-90%
• Metall bis zu 100%

In unserem Fall beträgt die Signalstärke zwischen 52-83% (Ziegel, Holz, Isolation, Presspappe). Tip aus der Installationsanleitung: Erst einmal die Signalqualität zu messen, bevor das CDD fix installiert wird.

Sobald der CDD sich registriert bei Auroravision, können die Daten auch im Webportal angeschaut werden.

Anmeldung

Der Elektriker kontrolliert die Installation und meldet den Anschluss dem Elektrizitätswerk. Zusätzlich muss der Bauherr die Installation swissgrid melden für die EIV. Ausserdem muss im Kanton Aargau die PV Solaranlage dem Kanton gemeldet werden.

Erweiterung

Bei dem Power One / ABB System werden die Wechselrichter mittels Trunc Cable verbunden. Jeweils 4 Wechselrichter werden an ein gemeinsames Trunc Cable  gehängt. Soll die Anlage nun erweitert werden, können einfach zusätzlich Trunc Cable angehängt werden und mit Wechselrichtern erweitert werden. Bitte beachten Sie, dass in der Schweiz Solaranlagen nur bis zu  3kW einphasig betreiben werden dürfen. Möchten Sie die Anlage über 3kW betreiben, dann müssen Sie die Trunc Cable entsprechend aufteilen und gleichmässig den 3 Phasen zuordnen. Grundsätzlich ist dies technisch nicht viel aufwändiger, doch in der Regel hat man im Haus nur wenige dreiphasige Anschlüsse verlegt (meist nur Kochherd und Waschmaschine), was zu höheren Installationskosten führen kann.

Das Interessante an dieser Lösung ist auch, dass die Anlage mit unterschiedlichen Modultypen erweitert werden kann, so könnte die Anlage mit REC Modulen z.B. mittels Axitec erweitert werden.

Partner

Unter der Seite Partner finden Sie mögliche Unterstützung für Ihre Pläne. Gerne unterstützen wir Sie auch, wenn Sie mit Ihrem lokalen Partnern zusammen arbeiten wollen.

Hinweis

Diese PV-Anlage unterliegt aufgrund der abgegebenen Leistung der Installationspflicht gemäss der Verordnung über elektrische Niederspannungsinstallationen (NIV) und darf nur durch Personen respektive Betriebe installiert werden, welche im Besitz einer lnstallationsbewilligung nach Art. 9 oder 14 NIV sind.

Für die Montagearbeiten auf dem Dach müssen die Arbeiten entsprechend abgesichert sein.