Sicherheitstechnik, Erdungsanlage, Potentialausgleich zur - Bayern

Biogas - Fortbildungsseminar 

Thema: Sicherheitstechnik, Erdungsanlage, Potentialausgleich 

zur Vermeidung von Kriechströmen, Notstromaggregate 

und Gewinnoptimierung durch günstigen Bezugsstrom 

08. Februar 2012 

Veranstaltungsort: 

Kloster Banz 

Kutschenhalle 

96231 Bad Staffelstein 

M.Münch Elektrotechnik GmbH & Co. KG Gössersdorf 11 96369 Weißenbrunn Tel.: 09223/1201 info@elektrotechnik-muench.de www.elektrotechnik-muench.de

Inhaltsverzeichnis:: 

1. Das Unternehmen (Produktportfolio und etliche Referenzen) 

2. Besser als Ihre „Lebensversicherung“: 

Umsetzung der Sicherheitstechnik im Bereich Strom 

(Schwerpunkt Erdungsanlagen, Potentialausgleich) 

3. Netzausfall, Notstromaggregate 

4. Gewinnoptimierung durch günstigen Bezugsstrom 

5. Sonstige Fragen 


1. 

Das Unternehmen 


1.1 Produktportfolio (Sparte 1) 

Photovoltaikanlagen 

Photovoltaik-Aufdachanlagen 

Machen Sie Ihr Dach profitabel 

Photovoltaik-Beteiligungsprojekte 

Gemeinsame Realisierung für höhere Erträge 

Photovoltaik-Dachsanierungen 

Aus alt und marode wird High-Tech-Profit 

Photovoltaik-Pachtdachanlagen 

Kein eigenes Dach? Dann pachten Sie! 



Netzanbindungen, Trafostationen und Stromverkauf 

Trassierungen u. Kabeldimensionierung 

Bis hin zur schlüsselfertigen Netzanbindung 

Trafostationen 

Alles aus einer Hand 

Bezugsstrom für Biogasanlagen 

Gewinnoptimierung durch günstigen Bezugsstrom 



Service & Wartung 

TÜV-Zertifizierter PV-Gutachter 

Einen von wenigen in ganz Deutschland 

Photovoltaikanlagen 

Kompetente Anlagenüberwachung 

Trafostationen 

Wir wissen worauf es ankommt 

Biogasanlagen 

Sicherheit durch regelmäßige Prüfungen 


1.2 Etliche Referenzen 

Photovoltaik - Feilandanlagen 

► Bau einer der ersten Freilandanlagen Deutschlands mit 166,32 kWp in Gössersdorf (Firmenstandort) 




► Eine der der damals weltweit größten Dünnschicht-Freiland-Photovoltaikanlagen 

mit insgesamt 1.717,05 kWp in Hummendorf bei Kronach (regional) 




►Photovoltaikanlage mit 2.722,95 kWp in Markranstädt bei Leipzig (deutschlandweit) 



Photovoltaik - Dachsanierungen 

► ca. 70.000 m² Photovoltaik-Dachsanierung in 2011 



Photovoltaik – Aufdachanlagen (Bereich Landwirtschaft) 

► Photovoltaikanlage mit 101,99 kWp in Leimershof (Landwirtschaft) 



Photovoltaik – Aufdachanlagen (Bereich Kommunen) 

► Photovoltaikanlage mit 99,93 kWp auf dem Schulgebäude in Thurnau (Kommunen) 



Photovoltaik – Aufdachanlagen (Bereich Industrie) 

► Photovoltaikanlage mit 442,98 kWp Firma Dennree in Töpen/Hof (Industrie) 


2. 

Erdungsanlagen, Potentialausgleich 


2.1 Besser als Ihre „Lebensversicherung“ 

Umsetzung der Sicherheitstechnik im Bereich Strom 


2.2 Grundlegende Fehler vor dem Erstellen einer Erdungsanlage 

mangelhafte o. komplett fehlende Planung 

falsches Zeitmanagement 


2.3 Schematische Darstellung einer Erdungsanalge, bzw. eines 

Potentialausgleiches 

Fermenter 

Vorgrube 

Endlager 

Technik- 

Container 

BHKW – 

Gebäude 

Im normalen Betrieb der Anlage, so gut wie nutzlos. 

Im Fehlerfall Ihre „Lebensversicherung“ ! 


2.4 Was geschieht im Fehlerfall 

Körperschluss Generator auf Erde 

Potential: 

0 Volt 

230 Volt, 30 Ampere 

Fermenter 

Vorgrube 

Endlager 

Information: (Richtwerte je nach Einwirkdauer) 

RCD (FJ- Schutzschalter) im Haus = 30mA = keine gefährliche Wirkung 

Herzkammerflimmern = ab 50mA = kann bereits tödlich sein 

Beispiel: Körperschluss = 30000mA = sicherlich tödlich 

Technik- 

Container 

BHKW – 

Gebäude 

Meistens sind BHKW`s mit NH-Sicherungen abgesichert. 

Eine 200 A Sicherung löst z.B. normalerweise nur bei 

einem direkten Kurzschluss aus, nicht jedoch bei einem 

Körperschluss. 

Beim Kurzschluss fließt ein Strom von ca. 1.200.000mA 

M.Münch Elektrotechnik GmbH & Co. KG Gössersdorf 11 96369 Weißenbrunn Tel.: 09223/1201 info@elektrotechnik-muench.de www.elektrotechnik-muench.de 

G 

z.B. 230 Volt, 50 Hz, 

30 Ampere

2.5 Grundlagen der Elektrotechnik 

0 V 

Was ist eigentlich elektrischer Strom? Bildliche Erklärung eines Potentialausgleiches 

Zink-Kohle-Batteriespannung 

ca. 1,5 V 

Kohlenstoff + 0,75 V 

Zink – 0,76 V 

Was ist elektrischer Strom: 

Die gerichtete Bewegung freier Elektronen 

( wird erst ermöglicht durch einen Potentialunterschied) 

bildliche Erklärung: 

am Beispiel einer Batterie 


2.5 Grundlagen der Elektrotechnik 

Was ist eigentlich elektrischer Strom? Bildliche Erklärung eines Potentialausgleiches 

110.000 Volt 

bildliche Erklärung: 

am Beispiel einer 

Hochspannungsleitung 


0 Volt 

Blauer 

Vogel

2.6 Was geschieht im Fehlerfall (Körperschluss Generator auf Erde) 

Wenn der Potentialausgleich richtig ausgeführt wurde 

vollständiger 

Potentialausgleich 

230 Volt, 30 Ampere 

Fermenter 

Vorgrube 

Endlager 

Technik- 

Container 

BHKW – 

Gebäude 


Fazit: 

G 

z.B. 230 Volt, 50 Hz, 

30 Ampere 

Der Mensch, kann keine gefährliche Spannung mehr 

überbrücken, alles ist auch im Fehlerfall potentialgleich. 

Es verhält sich (nun wie beim Vogel auf der 

Hochspannungsleitung).

2.7 Zusätzlicher Vorteil – Kombination Potentialausgleich und TN-S 

System (Vermeidung von Vagabundierenden Strömen) 


2.8 Grundlegende Fehler beim Erstellen einer Erdungsanlage 


Tips: 

1. Feuerverzinktes Bandeisen nur im 

Erdreich und im Beton benutzen. 

2. Feuerverzinktes Bandeisen niemals 

ohne Schutz (Isolierung) aus 

Bodenplatten oder dem Erdreich 

herausführen. 

3. Generell alle elektrisch leitfähigen Teile 

(Bewährung, Rohre, 

Metallkonstruktionen von Hallen, 

Fütterungen usw.) miteinander in 

einem Potentialausgleich 

zusammenfassen. 

4. Fordern Sie einen Erdungsplan und ein 

Erdungsprotokoll (mit Unterschrift) von 

Ihrem eingetragenen 

Elektroinstallateur. 

5. Erkennen Sie die Relevanz der 

Erdungsanlage nicht zu spät. Im 

Fehlerfall könnte Ihr Leben davon 

abhängen.

2.9 Fachgerechte Ausführungen von Erdungsanlagen 






3. 

Netzausfall, Notstromaggregate 


3.1 Versorgung einer Biogasanlage mit Notstrom 

Verschiedene Möglichkeiten 

Inselbetrieb (mit eigenem 

BHKW) 

Vorteil: 

- Es wird kein zusätzlicher 

Verbrennungsmotor benötigt 

Nachteil: 

- Sehr, sehr hoher 

Kostenaufwand um die 

Umschaltung beim 

Stromausfall zu realisieren. 

- Teilweise keine Zustimmung 

des EVU`s 

eigenständiger stationärer 

oder mobiler Stromerzeuger 

Vorteil: 

-hohe Betriebssicherheit 

- Umschaltung in kürzester Zeit 

Nachteil: 

- Da bei Biogasanlagen sehr 

große Leistungen benötigt 

werden, ist der Kostenaufwand. 

für die normale 

Notstromversorgung nicht 

vertretbar. 

Vorteil: 

Zapfwellengenerator 

- einfach zu transportieren 

- vergleichsweise geringer Kostenaufwand 

- Wartungsarm 

- flexibel einsetzbar (z.B. im Wald) 

- hohe Leistungen realisierbar 

Nachteil: 

- Bei Stromausfall, wird immer ein 

ausreichend großer Traktor, mit 

Zapfwellenanschluss benötigt 


3.2 Wichtige Informationen für die Auswahl eines Stromaggregates 

Bitte beachten Sie: 

- Beim Einsatz eines Stromerzeugers gibt es verschiedene wichtige Faktoren , die für 

die Auswahl der oder des geeigneten Stromerzeugers sehr wichtig sind, um eine 

einwandfreie sichere Versorgung der technischen Anlagen und Geräte zu 

gewährleisten. 

Eine falsche Dimensionierung des Generators kann Beschädigungen oder auch eine 

komplette Zerstörung bei Verbrauchern wie auch beim Generator verursachen. 

Wichtige Informationen für die Auswahl eines Stromaggregates: 

- Art der Verbraucher eher induktiv- o. ohmsche Last (Motoren o. z.B. Heizungen) 

- Cos phi der angeschlossenen Verbraucher ( oder Motorleistung in kVA) 

- Entstehen hohe Einschaltströme? (z.B. durch große Motoren) 


- Haben diese Motoren spezielle Anlaufverfahren? (Sanftanlauf, Frequenzumrichter, Stern-Dreieck-Anlauf) 

- Höhe der ungleichen Belastung der 3 Phasen 

- Beschaffenheit des Aufstellungsortes ( Schutz vor Feuchtigkeit notwendig) ? 

- Betriebsdauer des Aggregates 

- Gesamtlast in Ampere 

- Spannungsniveau 230V /400V 

- Frequenz (50/60 Hz)? 


3.3 Wieviel Generator- bzw. Traktorleistung benötige ich nun? 

Zur Ermittlung der Generatorleistung: (überschlagsweise) 

Werden von allen Verbrauchern, die im Notstrombetrieb betrieben werden, die 

Leistungen in kW zusammengezählt. Dazu zählt man noch ca. 1/3 des errechneten 

Wertes als Reserve bzw. für Beleuchtung und andere Kleinverbraucher. Diesen Wert 

dividiert man bei in erster Linie motorischen Verbrauchern mit 0,8 bzw. wenn eine 

hohe Heizleistung enthalten ist mit 0,9. Man erhält dann die kleinste erforderliche 

Generatorleistung. Um auch für die Zukunft gewappnet zu sein, empfiehlt es sich 

dann aber vielleicht doch den nächst größeren Generator zu kaufen. 

Rechenbeispiel Zapfwellengenerator: 

Melkmaschine 1,50 kW 

Waschautomat 12,00 kW 

Wasserpumpe 1 kW 

Entmistungsanlage kW 

Gesamt = 13,50 kW + 1/3 = 18 kW / 0,9 => 24 kVA gewählter Zapfwellengenerator 

Faustformel aus der Praxis: (z.B. Direktanlauf – Rührwerksmotor Biogas) 

18 kVA x 1,36 = 24,48 x 2 => 50 kVA gewählter Zapfwellengenerator 

Rechenbeispiel Traktor: 

50 kVA x 2,5 = 125 PS Zapfwellenleistung !!! 



3.4 Einbindung in die bestehende Biogasanlage 

EVU -Netz 

Zu den Verbrauchern 

Zuleitung Notstrom 

Bitte beachten Sie: 

-Der Notstromschalter muss eine Zulassung besitzen. 

-Er muss 4-polig trennen und darf erst nach Überquerung 

der Null-Stellung auf Notstrombetrieb umstellen. 

-Bei Missachtung gewisser Vorschriften und falscher 

Montage, ist Leib und Leben der am Netz arbeitenden 

Monteure in Gefahr. 

-Bei Fehlfunktion bzw. der Montage von nicht 

zugelassenen Schaltern, ist eine „Rückwärtsspeisung“ ins 

Netz des EVU`s nicht ausgeschlossen. 


3.5 Einbindung in die bestehende Biogasanlage 

Die Auswahl des richtigen Schalters: 

- ist von der Größe der Biogasanlage bzw. der 

angeschlossenen Verbraucher abhängig. 

- hier im Bild ist der (optimal Fall) zu sehen. Schalter aus 

der Serienproduktion bei einer „kleineren“ Biogasanlage. 

- Je größer die Leistung der Biogasanlage, umso größer 

wird auch die Leistung der angeschlossenen Verbraucher. 

Da täglich der gesamte ( nicht nur der Notstrom) über 

diese Schalter fließt, muss der Schalter für die 

höchstmögliche Strombelastung ausgelegt sein. 


4. 

Günstiger Bezugsstrom für den 

Erzeugungsprozess 


4.1 Bezug von günstigem Prozessstrom 

Überschusseinspeisung E.ON Bayern AG (direkter Verbrauch des produzierten Strom) 

MS Mast des Energieversorgers 

=> 93,5 % a 0,24 € 

Trafostation 

MS – Messung Überschusseinspeisung 

[ 100% ] 

0,24 € 

[ 6,5% ] 

0,24 € 

Produziertender 

Generator 

(Biogasanlage) 

Bezugsstrom 

Eigenverbrauch 

z.B. für 

Rührwerk, usw. 

gewünscht => 100% a 0,24 € 

abzüglich Eigenverbrauch => 6,5 % a 0,24 € 

verbleibende Energiemenge durch Überschusseinspeisung => 93,5 % a 0,24 € 


4.2 Bezug von günstigem Prozessstrom 

Optimiertes Bezugskonzept mit separater Generatormessung 

MS Mast des Energieversorgers 

=> 93,5 % 

Trafostation 

Umbau auf separate Generatormessung 

0,24 € 

[ 100% ] 

�� 100% 

MS – Messung erfasst auch jetzt nur den Wert von => 93,5 % 

dient aber nun lediglich zur Berechnung des 

verbrauchten Bezugsstromes 

[ 6,5% ] 

0,168 € 

Produziertender 

Generator 

(Biogasanlage) 

Bezugsstrom 

für z.B. 

Rührwerk, usw. 


4.3 Zusammensetzung des Strompreises 

Angebotspreis 01.04.2012 - 31.12.2014 

8,066 ct/KWh Energiepreis, garantiert bis 31. Dezember 2014 bei ca. 100.000 kWh 

Entgelte des Netzbetreibers 

0,550 ct/KWh Netzentgelt Arbeitspreis (e.on) 

0,110 ct/KWh Konzessionsabgabe 

0,002 ct/KWh KWK-Abgabe 

0,151 ct/KWh Sonderkundenaufschlag § 19 Abs.2 StromNEV 

8,879 ct/KWh Summe aus Arbeitspreisen zzgl. ca 

3,250 ct/kWh ct / kWh aus jährlichem Netzentgelten 

2,050 ct/KWh Stromsteuer 

3,592 ct/KWh EEG 

Steuern und EEG-Umlage 

17,771 ct/KWh gemittelter Strompreis vor Stromsteuerrückerstattung 

0,971 ct/KWh - Rückerstattung Stromsteuer 

16,80 ct/KWh = Tatsächlicher Strompreis 

Entgelte des Netzbetreibers, Steuern und Abgaben werden unverändert weiterberechnet. 

Alle Preise zuzüglich gesetzlicher MwSt. 

123,12 rot gedruckte Preise sind feste Preisbestandteile 

123,12 grün/kursiv gedruckte Preise sind abhängig von tatsächlichen Verbrauchsdaten 

Netzentgelt Leistungspreis (e.on) 71,02 €/KW/a x 35 KW 2.485,70 €p.Jahr 

Netzentgelt Messen / Abrechnung 764,40 €p.Jahr 

entspricht bei 100.000 kWh ca. 3,25 ct/KWh 3.250,10 €p.Jahr 


4.5 Ermittlung der Bezugshöhe 

Netzanalyse 


4.6 Ermittlung der Bezugshöhe 

Lastgangmessung 

35 KW 

12 KW 

sogar die Reduzierung von 35 kW 

Lastspitzen auf 12 kW Dauerlast - 

würde immer noch ca. 60% des 

Jahresstromverbrauches beeinflussen 

und eine zus. Einsparung von weiteren 

ca. 1,5 ct/kWh am Strombezugspreis 

hervorrufen . 


4.7 Gegenüberstellung Musteranlage 150 KW und 250 KW 

Hochgerechnete Einsparungen 

Einspeisevergütung-Biogasanlagen 

2009 2010 

Inbetriebnahmejahr bis 150kW Anz. bis 150kW Anz. 

von 150 bis 

500kW Anz. 

Grundvergütung 0,1167 € 1 0,1155 € 1,00 0,0909 € 1,00 

Luftreinhaltungsbonus 0,0100 € 0,0099 € 0,0099 € 

KWK Bonus* EEG 2004 0,0200 € 0,0200 € 0,0200 € 

EEG 2009 0,0300 € 0,7 0,0297 € 0,50 0,0297 € 0,50 

NawaRo-Bonus 0,0700 € 1 0,0693 € 1,00 0,0693 € 1,00 

Gülle Bonus 0,0400 € 1 0,0396 € 1,00 0,0099 € 1,00 

Rohstoffvergütungsklasse I 

Rohstoffvergütungsklasse II 

Vergütung für Bioabfall (k. Grundv.) 

bis 75 kW mind. 80% Gülle (k. Grundv.) 

Landschaftspl. Bonus 0,0200 € 0,0198 € 0,0198 € 

Technologie-Bonus- 

Gasaufbereitung 

350 Nm 0,0200 € 0,0198 € 0,0198 € 

700 Nm 0,0100 € 0,0099 € 0,0099 € 

1000 Nm 

Innovative Anlagentechnik 0,0200 € 0,0198 € 0,0198 € 

Summe: 0,2477 € 0,2393 € 0,1850 € 


4.8 Gegenüberstellung Musteranlage 150 KW und 250 KW 

Hochgerechnete Einsparungen 

2009 2010 

bis 150kW Anz. bis 150kW Anz. 

von 150 bis 

500kW Anz. 

Summe: 0,2477 € 0,2309 € 0,1850 € 

Bezugsstrom - Fa. Münch: 0,1680 € 0,1680 € 0,1680 € 

Differenz: 0,0797 € 0,0629 € 0,0170 € 

Differenz bei 100.000 KWh (jährlich): 7.970,00 € 6.290,00 € 1.700,00 € 

Differenz bei 100.000 KWh 

bei einer Vertragslaufzeit von 3 Jahren: 23.910,00 € 18.870,00 € 5.100,00 € 


4.9 Broschüre „Gewinnoptimierung durch günstigen Bezugsstrom“ 

Nähere Informationen auf de Homepage: 

http://www.elektrotechnikmuench.de/main/index.php?webcode=biogas_bezugsstrom&PHPSESSID=e7b090239at3ma5hulbo5rr7j43bqsqt 


5. 

Sonstige Fragen

Sicherheitstechnik, Erdungsanlage, Potentialausgleich zur - Bayern

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