Blitzschutz für Photovoltaikanlagen
Vorsicht vor Überspannungen
PV-Anlagen müssen vor den Auswirkungen von Blitzen und Überspannungen geschützt werden. Denn Ausfälle, beispielsweise durch einen Defekt am Wechselrichter, führen schnell zu einem zehn- bis zwanzigprozentigen Verlust der Investitionssumme.
Für den sicheren Betrieb einer PV-Anlage müssen bereits während der Planungsphase Blitz- und Überspannungsschutz-Komponenten berücksichtigt werden. Ein besonderes Augenmerk gilt dabei dem Wechselrichter mit seiner empfindlichen Elektronik. Denn ein Ausfall des Wechselrichters verursacht nicht nur Ertragsausfälle, sondern zieht auch neue Investitionen nach sich.
Anforderungen, Vorschriften, Normen
Wird die PV-Anlage auf einem öffentlichen Gebäude, etwa eine Schule, errichtet, so muss das Gebäude nach VDE 0100-443 und VDE 0185-305 sowie nach den Landesbauverordnungen mit einem äußeren und inneren Blitzschutz versehen werden. Auch nach dem Merkblatt VDS 2010 des Verbands Deutscher Versicherer müssen PV-Anlagen mit einer Leistung von über 10 kW mit Blitz- und Überspannungsschutz ausgerüstet sein.
Um die Verfügbarkeit der PV-Anlage zu erhöhen, empfiehlt es sich generell, jede Anlage gegen Blitz und Überspannungen zu schützen. Dabei sollte bereits bei der Planung der Anlage darauf geachtet werden, dass die Module durch ein äußeres Blitzschutzsystem vor direkten Blitzeinschlägen geschützt werden. Hier kommt es darauf an, den erforderlichen Trennungsabstand s zwischen dem Modulrahmen und der Blitzfangeinrichtung einzuhalten.
In der Praxis kann dieser Abstand bei Aufdachanlagen aufgrund der räumlichen Begrenzung meist nicht eingehalten werden. In diesem Fall wird das äußere Blitzschutzsystem mit dem Modulrahmen über ein 16 mm2 starkes Potentialausgleichs-Kabel verbunden. Dadurch erhöht sich die Gefahr durch Überspannungen im System. Die künftige Anwendungsnorm CLC/TS 50539-12 sieht hier Überspannungsschutz-Geräte für PV-Anlagen auf Gebäuden für verschiedene Fälle vor:
- Fall 1: es liegt kein äußeres Blitzschutzsystem vor
- Fall 2: äußeres Blitzschutzsystem liegt vor, Trennungsabstand s ist eingehalten
- Fall 3: äußeres Blitzschutzsystem liegt vor, Trennungsabstand s ist nicht eingehalten
In allen diesen Konstellationen reicht ein Überspannungsableiter Typ 2, der direkt am DC-Eingang des Wechselrichters installiert wird. Je mehr die Kabel auf der Gleichspannungsseite eine Länge von 10 m überschreiten, desto eher können sich Überspannungen in das System einkoppeln und zu Beschädigungen führen. Daher wird in diesem Fall empfohlen, einen weiteren Überspannungsschutz direkt am Modul zu platzieren.
Für einen wirkungsvollen Schutz müssen neben der Gleich- und Wechselspannungsseite auch die Daten- und Kommunikationsleitungen des Wechselrichters geschützt werden.
- Vorsicht vor Überspannungen
- Schutz der Gleichspannungsseite
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