Überspannungsschutz für PV-Anlagen in Wohngebäuden
Der Überspannungsschutz ist ein essentieller Teil bei der Installation von Photovoltaikanlagen in Wohngebäuden. Ein passendes Schutzkonzept vermeidet Ausfälle und Reparaturkosten – kurzum: Es sorgt dafür, dass die PV-Anlage zuverlässig läuft.
Anforderungen an den Überspannungsschutz
Bei der Installation einer neuen PV-Anlage oder der Erweiterung einer vorhandenen Anlage wird in die bestehende Elektroinstallation eingegriffen. Der elektrische Anschluss erfolgt über einen eigenen oder neuen Stromkreis, der nach den aktuell gültigen Normen zu errichten ist. Für diesen Fall ergibt sich aus den Normen die Notwendigkeit zum Überspannungsschutz auf der AC-Seite (DIN VDE 0100-443) und zum besonderen Schutz des Wechselrichters auf der DC-Seite (DIN VDE 0100-712 und DIN VDE 0185-305-3 Beiblatt 5).
Generell sollten die Schutzkomponenten so nah wie möglich am Gerät platziert werden.
Mögliche Einbauorte sind:
- zum Schutz der AC-Seite: im Zählerschrank oder direkt am AC-Ausgang des Wechselrichters.
- zum Schutz der DC-Seite: im Generator-Anschlusskasten direkt vor dem Wechselrichter.
Beträgt die Leitungslänge zwischen Wechselrichter und Überspannungs-Ableiter mehr als 10 m, empfiehlt sich ein weiteres Überspannungsschutzgerät Typ 2. Ein zusätzlicher Überspannungsschutz für den Batteriespeicher ist in der Regel nur dann nötig, wenn er nicht innerhalb von 10 Metern zum Wechselrichter platziert ist.
FAQs
Nein, durch die Errichtung einer üblichen PV-Anlage an oder auf einem Gebäude wird das Risiko eines Blitzeinschlages nicht erhöht.
Der Überspannungsschutz in Photovoltaikanlagen ist entscheidend, um die Anlage vor Schäden durch unerwartete Spannungsspitzen zu schützen, die durch externe Ereignisse wie direkte Blitzeinschläge, indirekte Blitzeinschläge in der Umgebung oder durch Schalthandlungen verursacht werden können.
Hier ist eine vereinfachte Erklärung der Funktionsweise:
- Erkennung von Überspannungen: Überspannungsschutzgeräte (engl.: SPD = Surge Protective Devices) sind so konzipiert, dass sie kontinuierlich die Spannung überwachen und auf ungewöhnliche Spitzen reagieren.
- Ableitung der Überspannung: Im Falle einer Überspannung leiten die SPDs die überschüssige Energie sicher zur Erde ab, bevor sie die empfindlichen Teile der Photovoltaikanlage erreichen kann.
- Schutz der Anlagenkomponenten: Durch die Ableitung der Überspannung schützen die SPDs die Solarmodule, den Wechselrichter und andere elektronische Geräte vor Schäden.
Es gibt zwei Hauptarten von Überspannungsschutz:
- AC-SPD: Schützt die Wechselstromseite der Anlage.
- DC-SPD: Schützt die Gleichstromseite, insbesondere die Solarmodule und den Wechselrichter.
Ohne Überspannungsschutz können die Folgen für eine Photovoltaikanlage bei einem Blitzeinschlag schwerwiegend sein. Hier sind einige mögliche Szenarien:
- Totalschaden: Ein direkter Blitzeinschlag in die Anlage kann zu einem Totalschaden führen, wobei die Solarmodule, der Wechselrichter und andere elektronische Komponenten irreparabel beschädigt werden können.
- Indirekte Schäden: Auch indirekte Blitzeinschläge, die andere Teile des Gebäudes oder Leitungen treffen, können Überspannungen verursachen, die zu Schäden an der Photovoltaikanlage führen.
- Ausfall technischer Geräte: Überspannungen können den Ausfall von technischen Geräten verursachen, was zu kostenintensiven Reparaturarbeiten führen kann.
- Brandgefahr: Es besteht auch die Gefahr, dass durch die Überspannung Brände entstehen. Das gefährdet nicht nur die Anlage, sondern auch das Gebäude.
Daher ist es wichtig, einen geeigneten Überspannungsschutz zu installieren, um diese Risiken zu minimieren und die Sicherheit sowie die Langlebigkeit der Photovoltaikanlage sicher zu stellen.
Überspannungs-Ableiter werden in drei Klassen eingeteilt: Typ 1, 2 oder 3. Die Ableiter unterscheiden sich in ihrem Ableitvermögen sowie im Schutzpegel. Der Schutzpegel bezeichnet die maximal auftretende Spannung im Falle eines Ableitvorgangs.
Klasse 1 = Grobschutz
Die Ableiter haben die größte Stoßstromfähigkeit und sind für die Belastung eines direkten Blitzeinschlages ausgelegt. Ist der Schutzpegel vom Typ 1-Ableiter höher als die Spannungsfestigkeit der nachgelagerten zu schützenden Geräte, muss ein Typ 2-Ableiter nachgeschaltet werden
Klasse 2 = Mittelschutz
Die Ableiter sind für Stoßströme ausgelegt, die bei indirekten Blitzeinschlägen zu erwarten sind.
Klasse 3 = Feinschutz
Diese Ableiter haben die geringste Stoßstromtragfähigkeit und schützen empfindliche Geräte wie PC, TV usw.
Dies ist abgängig davon, ob ein äußeres Blitzschutzsystem vorhanden ist und wenn Ja, ob der Trennungsabstand zwischen dem Blitzschutzsystem und den PV-Komponenten eingehalten wurde oder nicht. Siehe hierzu die Schutzvorschläge in WPX029.
DEHN unterscheidet bei den Ableitern neben den Typen auch in Red/Line und Yellow/Line.
- Red/Line Ableiter beschreiben alle Typen für den Energieteil einer Photovoltaikanlage.
- Yellow/Line Ableiter sind für den Einsatz im Bereich der Signal- und Kommunikationsleitungen vorgesehen.
Nein. Überspannungs-Ableiter von DEHN können Blitzströme mehrere Male ableiten. Dies wurde durch diverse Labortests nachgewiesen und auch durch unsere langjährige Felderfahrung bestätigt.
Es sollte jedoch regelmäßig geprüft werden, ob die Ableiter noch funktionsfähig sind. Die Funktion oder ein Defekt kann durch die grün-rote Markierung im Sichtfenster ermittelt werden.
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Im Mittelpunkt steht die Erstellung und die Erläuterung des äußeren Blitzschutzes und des Blitz- und Überspannungsschutzes nach DIN EN 62305-X (VDE 0185-305-X):2011-10 für Photovoltaikanlagen.
Im Fokus stehen Ursachen und Auswirkungen von Überspannungen sowie relevante Normen wie DIN VDE 0100-534, DIN VDE 0100-443 und DIN VDE 0100-712.
