VDE-AR-N 4110 regelt den Anschluss von Erzeugungsanlagen an das deutsche Mittelspannungsnetz. Wer gewerbliche Solarprojekte ab 135 kW plant, kommt an dieser Norm nicht vorbei. Sie schreibt ein Anlagenzertifikat, erweiterte Schutztechnik und komplexe Prufprotokolle vor. Dieser Guide erklart die Anforderungen praxisnah fur Planer, Installateure und Betreiber.
VDE-AR-N 4110 erfordert ein Anlagenzertifikat
Anders als bei VDE-AR-N 4105 genugt hier kein Wechselrichter-Zertifikat. Fur jede Anlage am Mittelspannungsnetz ist ein individuelles Anlagenzertifikat erforderlich. Der Prozess dauert 4–8 Wochen und kostet 3.000–10.000 Euro. Planen Sie diesen Schritt fruh ein.
Was ist VDE-AR-N 4110?
VDE-AR-N 4110 ist die technische Anschlussregel fur Erzeugungsanlagen am Mittelspannungsnetz in Deutschland. Sie erganzt die VDE-AR-N 4105, die nur fur Niederspannungsanschlusse gilt. Die Norm wurde 2018 veroffentlicht und trat schrittweise in Kraft.
Geltungsbereich
Die Norm gilt fur alle Erzeugungsanlagen, die in das Mittelspannungsnetz einspeisen. Das betrifft:
- Photovoltaikanlagen ab 135 kW, die uber Mittelspannung einspeisen
- Windenergieanlagen im MW-Bereich
- Biogasanlagen mit Mittelspannungsanschluss
- Kraft-Warme-Kopplungsanlagen uber 1 MW
- Batteriespeicher, die uber Mittelspannung ins Netz einspeisen
Die Spannungsebene umfasst 1 kV bis 60 kV. In der Praxis sind das vor allem 10-kV- und 20-kV-Netze der regionalen Verteilnetzbetreiber.
Zweck der Norm
VDE-AR-N 4110 hat drei Hauptziele:
- Netzstabilitat: Gro?e Erzeugungsanlagen mussen das Netz stabilisieren, nicht destabilisieren. Das bedeutet: Blindleistungsbereitstellung, Spannungshaltung und Frequenzregelung.
- Netzschutz: Bei Storungen muss die Anlage das Netz nicht gefahrden. Das erfordert schnelle Abschaltung, Fehlerdurchfahrtsverhalten und Schutzkoordination.
- Fernsteuerbarkeit: Der Netzbetreiber muss die Anlage bei Engpassen fernsteuern konnen. Das geschieht uber die RSE-Schnittstelle.
Historie
| Jahr | Meilenstein |
|---|---|
| 2011 | Erste Fassung der VDE-AR-N 4110 veroffentlicht |
| 2018 | Uberarbeitete Fassung 2018-11 tritt in Kraft |
| 2019 | Ubergangsfrist fur Bestandsanlagen endet |
| 2021 | Anpassung an die EU-Netzkodex-Anforderungen |
| 2026 | Aktueller Stand: VDE-AR-N 4110:2018-11 mit Anpassungen |
Wann gilt VDE-AR-N 4110?
Die Entscheidung zwischen VDE-AR-N 4105 (Niederspannung) und 4110 (Mittelspannung) hangt vom Anschlusspunkt ab — nicht von der reinen Anlagenleistung.
Spannungsebenen in Deutschland
| Spannungsebene | Bereich | Regelnde Norm |
|---|---|---|
| Niederspannung | Bis 1 kV | VDE-AR-N 4105 |
| Mittelspannung | 1–60 kV | VDE-AR-N 4110 |
| Hochspannung | Uber 60 kV | Netzbetreiberindividuelle TAB |
Praktische Grenze: Ab 135 kW
In der Praxis gilt: Anlagen ab 135 kW werden meist uber Mittelspannung eingespeist. Das liegt an der Stromstarke im Niederspannungsnetz:
- 100 kW bei 400 V: 144 A pro Phase — grenzwertig fur das Ortsnetz
- 135 kW bei 400 V: 195 A pro Phase — uberlastet typische Hausanschlusse
- 500 kW bei 20 kV: 14 A — problemlos fur das Mittelspannungsnetz
Die genaue Grenze legt der Netzbetreiber in den Technischen Anschlussbedingungen (TAB) fest. Einige Betreiber erlauben auch gro?ere Anlagen am Niederspannungsnetz, wenn das lokale Netz dies zulasst.
Tipp: Fruh mit dem Netzbetreiber sprechen
Die Entscheidung Niederspannung vs. Mittelspannung fallt der Betreiber. Bei einer 150-kW-Anlage auf einem landwirtschaftlichen Betrieb kann der Betreiber eine Mittelspannungseinspeisung fordern, auch wenn technisch eine Niederspannung moglich ware. Klaren Sie dies vor der Planung.
VDE-AR-N 4110 vs 4105: Die wichtigsten Unterschiede
Die beiden Normen unterscheiden sich grundlegend in Umfang, Komplexitat und Kosten.
| Aspekt | VDE-AR-N 4105 | VDE-AR-N 4110 |
|---|---|---|
| Spannungsebene | Niederspannung (weniger als 1 kV) | Mittelspannung (1–60 kV) |
| Max. Anlagenleistung | Bis 135 kW | Bis 50 MW |
| Zertifikat | Wechselrichter-Zertifikat (Teil 1) | Anlagenzertifikat (individuell) |
| Blindleistung | cos-phi 0,95 bis 0,95 ab 10,5 kW | cos-phi 0,925 ubererregt bis 0,95 untererregt |
| Fehlerdurchfahrtsverhalten | Nicht erforderlich | Pflicht (FRT) |
| RSE-Schnittstelle | Ab 7 kW | Immer Pflicht |
| Schutztechnik | Standard (RCD, Uberspannung) | Erweitert (Distanzschutz, Leitungsuberwachung) |
| Prufprotokoll | Konformitatserklarung (Teil 2) | Anlagenzertifikat + Inbetriebnahmeprotokoll |
| Kosten Zertifizierung | 0–500 Euro (Hersteller) | 3.000–10.000 Euro (Zertifizierungsstelle) |
| Planungsaufwand | Gering | Hoch |
Was das in der Praxis bedeutet
Eine 200-kW-PV-Anlage auf einem Gewerbedach erfordert nach VDE-AR-N 4110:
- Einen Mittelspannungstransformator (0,4/20 kV)
- Ein komplettes Schutz- und Messkonzept
- Ein individuelles Anlagenzertifikat
- Eine Netzvertraglichkeitsprufung durch den Betreiber
- Eine RSE-Schnittstelle mit verschlusselter Kommunikation
Die Kosten fur diese Zusatzkomponenten liegen bei 15.000–40.000 Euro. Das muss im Projektbudget eingeplant werden.
Technische Anforderungen
VDE-AR-N 4110 schreibt funf technische Bereiche vor, die uber die Anforderungen der 4105 hinausgehen.
1. Blindleistungsregelung
Die Blindleistungsanforderungen sind bei 4110 strenger als bei 4105:
| Parameter | VDE-AR-N 4105 | VDE-AR-N 4110 |
|---|---|---|
| Bereich | 0,95 ubererregt bis 0,95 untererregt | 0,925 ubererregt bis 0,95 untererregt |
| Einspeisepunkt | Am Anschlusspunkt | Am Netzanschlusspunkt (Mittelspannung) |
| Regelung | Statisch oder Q(U) | Q(U) oder Q(P) mit dynamischer Anpassung |
Die Blindleistung wird am Mittelspannungsanschlusspunkt gemessen. Das bedeutet: Der Transformator muss in die Berechnung einbezogen werden. Ein Transformator mit 4% Kurzschlussspannung verbraucht selbst Blindleistung, die die Anlage zusatzlich bereitstellen muss.
2. Fehlerdurchfahrtsverhalten (FRT)
FRT (Fault Ride Through) ist bei 4110 Pflicht, bei 4105 nicht. Die Anlage muss bei einem Kurzschluss im Netz kurzzeitig am Netz bleiben und die Spannung stutzen.
| Storung | Anforderung |
|---|---|
| Spannungseinbruch auf 15% | Mindestens 150 ms am Netz bleiben |
| Spannungseinbruch auf 85% | Mindestens 3.000 ms am Netz bleiben |
| Spannungsanstieg auf 110% | Mindestens 10 s am Netz bleiben |
| Spannungsanstieg auf 120% | Sofortige Trennung |
Dieses Verhalten verhindert, dass gro?e Anlagen bei jedem Netzfehler sofort abschalten und das Netz weiter destabilisieren.
3. Wirkleistungsreduktion bei Uberfrequenz
Bei steigender Netzfrequenz muss die Anlage ihre Leistung reduzieren:
| Frequenz | Reaktion |
|---|---|
| 50,0–50,2 Hz | Volle Leistung |
| 50,2–51,5 Hz | Proportionale Reduzierung (40%/Hz) |
| > 51,5 Hz | Sofortige Trennung |
Bei 50,5 Hz muss die Anlage also auf 80% ihrer Nennleistung reduziert haben. Diese Regelung ist identisch mit der 4105, wird aber bei 4110 strenger uberwacht.
4. RSE-Schnittstelle
Die Regel- und Steuerungseinheit (RSE) ist bei 4110 immer Pflicht — unabhangig von der Anlagenleistung. Sie ermoglicht dem Netzbetreiber:
- Wirkleistungsbegrenzung: Reduzierung auf 0–100% der Nennleistung
- Wirkleistungsrampen: Begrenzte Leistungsanderungsgeschwindigkeit
- Blindleistungsvorgabe: Setzen eines cos-phi-Sollwerts
- Sofortabschaltung: Trennung bei Netznotfall
Die Kommunikation erfolgt uber ein gesichertes Protokoll (typischerweise IEC 61850 oder SunSpec Modbus TCP mit TLS). Die RSE muss redundant ausgelegt sein — bei Ausfall der Primarverbindung muss eine Sekundarverbindung greifen.
5. Erweiterte Messtechnik
VDE-AR-N 4110 verlangt eine umfassendere Messtechnik als 4105:
| Messgro?e | 4105 | 4110 |
|---|---|---|
| Wirkleistung | Am Wechselrichter | Am Netzanschlusspunkt |
| Blindleistung | Am Wechselrichter | Am Netzanschlusspunkt |
| Spannung | Am Wechselrichter | Mittelspannung (primarseitig) |
| Frequenz | Ja | Ja, mit hoherer Genauigkeit |
| Harmonische | Optional | Pflicht (bis 50. Ordnung) |
| Flicker | Optional | Pflicht |
Die Messwerte mussen in Echtzeit an den Netzbetreiber ubermittelt werden. Die meisten modernen Wechselrichter ab 100 kW haben diese Messtechnik integriert.
Anlagenzertifikat: Prozess und Kosten
Das Anlagenzertifikat ist das Herzstuck der VDE-AR-N 4110. Ohne Zertifikat gibt es keine Betriebserlaubnis.
Wann ist ein Zertifikat erforderlich?
Ein Anlagenzertifikat ist bei allen Anlagen am Mittelspannungsnetz Pflicht. Das betrifft:
- Neue Anlagen bei Erstinbetriebnahme
- Bestandsanlagen bei wesentlicher Anderung (Leistungserhohung um >10%)
- Bestandsanlagen bei Komponententausch, der die Netzvertraglichkeit beeinflusst
Der Zertifizierungsprozess Schritt fur Schritt
Schritt 1: Zertifizierungsstelle auswahlen (4 Wochen vor Inbetriebnahme)
Wahlen Sie eine nach DIN EN ISO/IEC 17065 akkreditierte Stelle. In Deutschland sind das unter anderem:
- TUV Rheinland
- TUV SUD
- DEKRA
- VDE Pruf- und Zertifizierungsinstitut
- DNV
Schritt 2: Unterlagen zusammenstellen
Die Zertifizierungsstelle benotigt:
- Einliniendiagramm der kompletten Anlage
- Schutzkonzept mit Einstellwerten
- Herstellerdatenblatter aller Komponenten (Wechselrichter, Transformator, Schutzgerate)
- Berechnung der Kurzschlussstrome
- Berechnung der Blindleistungsfahigkeit
- Angaben zum Netzanschlusspunkt (Spannung, Kurzschlussleistung)
Schritt 3: Prufung durch die Zertifizierungsstelle (2–4 Wochen)
Die Stelle pruft:
- Einhaltung aller technischen Anforderungen
- Korrekte Dimensionierung der Schutztechnik
- Netzvertraglichkeit der Anlage
- Vollstandigkeit der Unterlagen
Schritt 4: Zertifikat ausgestellt
Das Zertifikat bestatigt, dass die Anlage die VDE-AR-N 4110 erfullt. Es enthalt:
- Zertifikatsnummer und Gultigkeitsdauer
- Beschreibung der Anlage (Standort, Leistung, Komponenten)
- Liste der gepruften Anforderungen
- Einschrankungen oder Auflagen (falls vorhanden)
Schritt 5: Einreichung beim Netzbetreiber
Reichen Sie das Zertifikat zusammen mit dem Inbetriebnahmeprotokoll beim Netzbetreiber ein. Der Betreiber fuhrt eine eigene Netzvertraglichkeitsprufung durch und erteilt die Betriebserlaubnis.
Kosten
| Position | Kosten |
|---|---|
| Anlagenzertifikat (einfach) | 3.000–5.000 Euro |
| Anlagenzertifikat (komplex) | 5.000–10.000 Euro |
| Inbetriebnahmeprotokoll | 1.000–2.500 Euro |
| Netzvertraglichkeitsprufung (Betreiber) | 500–2.000 Euro |
| Gesamt | 4.500–14.500 Euro |
Die Kosten hangen von der Anlagenkomplexitat ab. Eine einfache 200-kW-Anlage mit einem Wechselrichter und Standardtransformator liegt im unteren Bereich. Eine 5-MW-Freiflachenanlage mit mehreren Transformatoren und komplexem Schutzkonzept liegt im oberen Bereich.
Schutztechnik und Komponenten
Die Schutztechnik nach VDE-AR-N 4110 geht deutlich uber die Anforderungen der 4105 hinaus.
Mittelspannungstransformator
Jede Anlage am Mittelspannungsnetz braucht einen Transformator. Typische Ausfuhrungen:
| Parameter | Typischer Wert |
|---|---|
| Leistung | 250 kVA bis 5 MVA |
| Spannung | 0,4/20 kV oder 0,4/10 kV |
| Schaltgruppe | Dyn5 oder Dyn11 |
| Kurzschlussspannung | 4–6% |
| Verluste | 0,5–1,0% der Nennleistung |
Der Transformator muss in die Blindleistungsberechnung einbezogen werden. Er verbraucht selbst Blindleistung, die die PV-Anlage zusatzlich bereitstellen muss.
Schutzgerate
| Schutzfunktion | Gerat | Anforderung |
|---|---|---|
| Uberstrom | Leistungsschalter | Auslosung bei Kurzschluss |
| Erdfehler | Erdschlussschutz | Sensitiv (10% des Nennstroms) |
| Distanzschutz | Distanzrelais | Bei Leitungen uber 5 km |
| Spannung | Spannungsrelais | Uber- und Unterspannung |
| Frequenz | Frequenzrelais | Uber- und Unterfrequenz |
| Leistung | Leistungsrelais | Wirk- und Blindleistung |
Die Schutzkoordination ist kritisch. Die Schutzgerate mussen so eingestellt sein, dass sie bei einem Fehler in der Anlage auslosen, aber nicht bei einem Fehler im ubergeordneten Netz.
Uberspannungsschutz
Der Uberspannungsschutz in Mittelspannungsanlagen ist komplexer als in Niederspannungsanlagen:
- Mittelspannungsseite: Uberspannungsableiter Typ 1 (Ableitvermogen >= 10 kA)
- Niederspannungsseite: Uberspannungsableiter Typ 1+2 (Ableitvermogen >= 12,5 kA)
- DC-Seite: Uberspannungsableiter Typ 2 je String
Der Uberspannungsschutz muss in das Schutzkonzept integriert werden. Die Ableiter mussen so dimensioniert sein, dass sie bei einem Blitzeinschlag den Strom ableiten konnen, ohne beschadigt zu werden.
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Haufige Fehler bei 4110-Projekten
Die folgenden Fehler fuhren regelma?ig zu Verzogerungen und Mehrkosten.
Fehler 1: Zertifikat zu spat beantragt
Viele Planer unterschatzen die Dauer des Zertifizierungsprozesses. Das Zertifikat braucht 4–8 Wochen. Wer es erst nach Fertigstellung der Anlage beantragt, verliert wertvolle Zeit.
Losung: Engagieren Sie die Zertifizierungsstelle, sobald das Schutzkonzept steht. Reichen Sie die Unterlagen ein, bevor die Anlage gebaut wird.
Fehler 2: Transformator nicht in Blindleistungsberechnung einbezogen
Der Transformator verbraucht Blindleistung. Wer das vergisst, unterschatzt die erforderliche Blindleistungsfahigkeit der Anlage um 10–20%.
Losung: Berechnen Sie die Blindleistung des Transformators (Q = S^2 * uk / Sn) und addieren Sie sie zur Anlagenblindleistung.
Fehler 3: Falsche Schutzkoordination
Die Schutzgerate mussen aufeinander abgestimmt sein. Wenn der Leistungsschalter der Anlage langsamer auslost als der Schalter des Betreibers, kann es zu ungewollten Netztrennungen kommen.
Losung: Fordern Sie die Schutzparameter des Betreibers an und stimmen Sie Ihre Schutzgerate darauf ab.
Fehler 4: RSE-Schnittstelle nicht redundant
VDE-AR-N 4110 verlangt eine redundante RSE-Verbindung. Viele Planer installieren nur eine Kommunikationsverbindung (z.B. nur Ethernet).
Losung: Planen Sie zwei unabhangige Kommunikationswege (z.B. Ethernet + Mobilfunk). Die Sekundarverbindung muss automatisch greifen, wenn die Primarverbindung ausfallt.
Fehler 5: Unvollstandiges Inbetriebnahmeprotokoll
Das Inbetriebnahmeprotokoll muss alle geforderten Messwerte enthalten. Fehlende Werte fuhren zur Zuruckweisung durch den Betreiber.
Losung: Verwenden Sie eine Checkliste mit allen geforderten Messwerten. Lassen Sie das Protokoll vor der Einreichung von einem erfahrenen Elektrofachbetrieb prufen.
Fazit
VDE-AR-N 4110 ist die zentrale Norm fur gewerbliche und industrielle Solaranlagen in Deutschland. Sie erfordert mehr Planung, hohere Kosten und umfangreichere Prufungen als die 4105 — aber sie ist unvermeidbar fur Anlagen am Mittelspannungsnetz.
Die wichtigsten Erkenntnisse:
- Früh planen: Das Anlagenzertifikat braucht 4–8 Wochen. Beantragen Sie es, bevor die Anlage gebaut wird.
- Budget einplanen: Rechnen Sie mit 4.500–14.500 Euro fur Zertifizierung und Prufung.
- Schutztechnik nicht unterschatzen: Die erweiterte Schutztechnik ist komplex. Arbeiten Sie mit einem erfahrenen Elektrofachbetrieb zusammen.
- Netzbetreiber früh einbeziehen: Die technischen Anschlussbedingungen des Betreibers sind entscheidend. Klaren Sie offene Punkte vor der Planung.
- RSE redundant auslegen: Eine einzelne Kommunikationsverbindung reicht nicht. Planen Sie zwei unabhangige Wege.
Was Sie als Nachstes tun sollten:
- Prufen Sie, ob Ihr geplantes Projekt uber Mittelspannung eingespeist wird
- Kontaktieren Sie den Netzbetreiber fur die technischen Anschlussbedingungen
- Engagieren Sie eine akkreditierte Zertifizierungsstelle fruhzeitig
- Planen Sie das Budget fur Zertifizierung und erweiterte Schutztechnik
- Erstellen Sie ein vollstandiges Schutzkonzept vor dem Baubeginn
