VDE-AR-N 4105 - Erzeugungsanlagen am Niederspannungsnetz VDE-AR-N 4105
Übersicht Die VDE-AR-N 4105 regelt die technischen Anforderungen für den Anschluss und Betrieb von Erzeugungsanlagen am Niederspannungsnetz. Sie ergänzt die VDE-AR-N 4100 (TAR NS) und definiert spezifische Anforderungen für dezentrale Erzeugung.
Gültig seit: 01.11.2018 (aktuelle Fassung 2024)
Anwendungsbereich
Erzeugungsanlagen am Niederspannungsnetz (≤ 1 kV)
PV-Anlagen, BHKW, Kleinwindkraft, Brennstoffzellen
Batteriespeicher (als Erzeugungsanlage behandelt)
Stecker-Solargeräte (Balkonkraftwerke)
Leistungsgrenzen
Kategorie Leistung Besonderheit Stecker-Solar ≤ 800 W Vereinfachte Anmeldung Kleinanlage ≤ 4,6 kVA Einphasig erlaubt Standardanlage ≤ 30 kVA Ohne Netzstudie Große Anlage 30-135 kVA Mit Netzstudie Sehr große Anlage > 135 kVA Anlagenzertifikat erforderlich
Zertifikatsanforderungen Einheitenzertifikat Jeder Wechselrichter benötigt ein Einheitenzertifikat:
Prüfung Beschreibung Netzstützung Statische Spannungshaltung Q(U) NA-Schutz Integrierter Netz- und Anlagenschutz Wirkleistungsreduktion P(U), P(f), Fernsteuerung Oberschwingungen Nach EN 61000-3-2/12 Fehlerfahrten FRT (Fault Ride Through)
Anlagenzertifikat Ab 135 kW Summenleistung erforderlich:
Inhalt Beschreibung Simulationsnachweis Statische/dynamische Netzberechnung Konformitätserklärung Übereinstimmung mit Zertifikat Typprüfung Alle verbauten Komponenten
Netzstützende Funktionen Statische Spannungshaltung Q(U)
Q/Pn
│
+0,4├────────────────┐ kapazitiv (übererregt)
│ │
0├────────┬───────┼───────┬────────► U/Un
│ │ │ │
-0,4├────────┘ │ └──────── induktiv (untererregt)
│ 1,0
│ 0,92 1,08
Spannungsbereich Blindleistung Q/Pn U < 0,92 Un +0,4 (kapazitiv max) 0,92 ≤ U ≤ 1,0 Un Linear 0 bis +0,4 1,0 ≤ U ≤ 1,08 Un Linear 0 bis -0,4 U > 1,08 Un -0,4 (induktiv max)
Wirkleistungsreduktion P(U) Bei Überspannung am Netzanschlusspunkt:
Spannung U Wirkleistung P U ≤ 1,08 Un 100% (keine Reduktion) 1,08 < U < 1,10 Un Linear 100% → 0% U ≥ 1,10 Un 0% (Abregelung)
Frequenzabhängige Wirkleistung P(f)
Frequenzbereich Verhalten f < 47,5 Hz Abschaltung 47,5 ≤ f < 50,2 Hz 100% Wirkleistung 50,2 ≤ f < 51,5 Hz Linear reduzieren (40%/Hz) f ≥ 51,5 Hz Abschaltung
Gradient: ΔP = 40% × Pm × (f - 50,2 Hz) / (51,5 - 50,2)
NA-Schutz (Netz- und Anlagenschutz) Einstellwerte
Schutzfunktion Auslösewert Auslösezeit Überspannung U>> 1,15 Un (264,5 V) ≤ 100 ms Überspannung U> 1,10 Un (253 V) 3 s Unterspannung U< 0,80 Un (184 V) ≤ 2 s Überfrequenz f>> 52,0 Hz ≤ 100 ms Überfrequenz f> 51,5 Hz ≤ 100 ms Unterfrequenz f< 47,5 Hz ≤ 100 ms
Zuschaltbedingungen Nach Netzwiederherstellung:
Parameter Anforderung Spannungsbereich 0,85 - 1,10 Un Frequenzbereich 47,5 - 50,2 Hz Wartezeit ≥ 60 s (einstellbar bis 300 s) Leistungsgradient ≤ 10% Pn pro Minute
Fault Ride Through (FRT) Unterspannungsfahrt (LVRT) Verhalten bei Spannungseinbrüchen:
U/Un │
1,0 ├─────────────┬─────────────────────────
│ │ Normalbetrieb
0,9 ├─────────────┤
│ Must │
0,7 ├────Stay─────┤ Muss am Netz bleiben
│ Connected │
0,3 ├─────────────┤
│ May │ Trennung erlaubt
0,0 ├─────────────┴─────────────────────────
0 150ms t
Spannungsbereich Anforderung U ≥ 0,9 Un Normalbetrieb 0,3 ≤ U < 0,9 Un Am Netz bleiben (150 ms) U < 0,3 Un Trennung erlaubt
Blindstromeinspeisung bei LVRT
Spannungseinbruch Zusätzlicher Blindstrom ΔIq ΔU = 0-10% 0 ΔU = 10-50% 2% × In pro % Spannungseinbruch ΔU > 50% 100% In (kapazitiv)
Oberschwingungen Stromgrenzwerte
Ordnung n Max. Strom In/I1 3 21,6% 5 10,7% 7 7,2% 9 3,8% 11 3,1% 13 2,0%
THDi (Total Harmonic Distortion Strom)
Anlagengröße THDi Grenzwert ≤ 16 A Nach EN 61000-3-2 > 16 A Nach EN 61000-3-12
Einspeisemanagement Fernsteuerbare Wirkleistungsreduktion
Stufe Wirkleistung Signal 0 100% - 1 60% Rundsteuerempfänger 2 30% oder iMSys 3 0% (Abregelung) Ferngesteuert
Smart Meter (iMSys) Ab 2025 vorrangige Steuerung über intelligentes Messsystem:
Funktion Beschreibung Abruf 15-Minuten-Leistungswerte Steuerung Sollwert-Vorgabe P, Q Monitoring Echtzeit-Überwachung
Inbetriebnahme Erforderliche Dokumente 1. Anmeldung beim Netzbetreiber (vor Installation)
2. Datenblatt der Erzeugungsanlage (E.2)
3. Einheitenzertifikat des Wechselrichters
4. Anlagenzertifikat (ab 135 kW)
5. Inbetriebsetzungsprotokoll (E.8)
6. Konformitätserklärung des Installateurs
Prüfungen bei Inbetriebnahme
Prüfung Inhalt Sichtprüfung Aufbau, Beschriftung, Zugänglichkeit NA-Schutz Einstellungen verifizieren Q(U)-Kennlinie Konfiguration prüfen Einspeisemanagement Rundsteuerempfänger testen Leistungsmessung Pmax, cos φ dokumentieren
Inbetriebsetzungsprotokoll (Auszug)
Parameter Messwert Sollwert Pmax AC ___ kW ___ kW cos φ bei Pmax ___ 0,90-1,00 U> Einstellung ___ V 253 V U< Einstellung ___ V 184 V f> Einstellung ___ Hz 51,5 Hz f< Einstellung ___ Hz 47,5 Hz
Balkonkraftwerke (Stecker-PV) Vereinfachte Anforderungen (bis 800 W)
Anforderung Details Anmeldung Über Marktstammdatenregister Zähler Zweirichtungszähler (kein Rücklauf) NA-Schutz Im Wechselrichter integriert Elektriker Nicht erforderlich
Technische Anforderungen
Parameter Anforderung Max. Modulleistung 2000 Wp Max. Wechselrichterleistung 800 W Anschluss Schuko oder Wieland Einspeisestrom ≤ 3,5 A
Batteriespeicher Zusätzliche Anforderungen
Parameter Anforderung Behandlung Wie Erzeugungsanlage Leistungsaddition Mit PV-Anlage addieren Schwarzstartsperre Zuschaltung nur bei Netz Inselbetrieb Nur mit Trenneinrichtung
Koppelarten
Typ Beschreibung Zählung DC-gekoppelt Speicher vor Wechselrichter Nur WR-Leistung relevant AC-gekoppelt Speicher nach Wechselrichter Beide Leistungen addieren Hybrid Integriertes System Nach Herstellerangabe
Praktische Anwendung Stromfee Wechselrichter-Checkliste Vor Planung prüfen:
[ ] Einheitenzertifikat vorhanden?
[ ] Q(U)-Kennlinie parametrierbar?
[ ] Einspeisemanagement-Schnittstelle?
[ ] NA-Schutz integriert?
[ ] FRT-fähig (bei > 4,6 kVA)?
Typische Konfiguration PV-Anlage
Parameter Einstellung Q(U) aktiv Ja P(f) aktiv Ja, 40%/Hz P(U) aktiv Ja cos φ Bereich 0,90 ind. - 0,90 kap. Zuschaltzeit 60 s
Fehlervermeidung
Fehler Lösung Kein Einheitenzertifikat Nur zertifizierte WR verwenden Q(U) nicht aktiv Werkseinstellung prüfen Falsche NA-Schutz-Werte Protokoll mit Soll vergleichen Keine Anmeldung VOR Inbetriebnahme melden
Referenzen
VDE-AR-N 4105:2018-11 (aktuelle Fassung)
VDE-AR-N 4100:2019-04 (TAR Niederspannung)
EN 50549-1 (Erzeugungsanlagen NS)
EN 61000-3-2/12 (Oberschwingungen)
Marktstammdatenregisterverordnung (MaStRV)
Tags: #VDE #Photovoltaik #Balkonkraftwerk #Erzeugungsanlage #FRT #NASchutz #Wechselrichter #EEG #Einspeisevergütung #Stromfee
Generiert mit Stromfee Academy | Bild: Leonardo AI Flux
