Das Wichtigste vorab: Eine Photovoltaikanlage (PV-Anlage) auf dem Dach eines Gebäudes erhöht die Wahrscheinlichkeit eines Blitzeinschlags nicht! Durch die Solaranlage wird die Höhe des Gebäudes nicht oder nur unwesentlich verändert. Ein Blitzeinschlag wird deshalb nicht wahrscheinlicher.
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Wenn es jedoch zu einem Blitzeinschlag kommt, werden in der Regel die Photovoltaik-Module getroffen, da Blitze in metallene Dachaufbauten einschlagen, die aus der Dachfläche herausragen. Bei Direkteinschlägen kommt es häufig nicht nur zu mechanischen Zerstörungen oder Bränden. Es fließen auch sehr hohe Blitzströme über die PV-Anlage, die dabei häufig zerstört werden.
Bei Blitzeinschlägen in der Nähe der Solaranlage fließen Blitzteilströme über die Elektroinstallation in PV-Anlage und können ebenfalls große Schäden hervorrufen. Selbst bei einer Entfernung bis zu 500 Metern erzeugen die hohen magnetischen Felder eines Blitzes schädliche Überspannungen.
Blitzschutz wird dringend empfohlen
Die beschriebenen möglichen Schäden an der PV-Anlage und der dazugehörenden Elektroinstallation durch Blitzeinschläge sprechen eindeutig für die Errichtung eines Blitzschutzes. Dennoch: Eine generelle Pflicht zur Errichtung einer Blitzschutzanlage gibt es für private Bauherren nicht. In der Musterbauordnung heißt es in § 46: „Bauliche Anlagen, bei denen nach Lage, Bauart oder Nutzung Blitzschlag leicht eintreten oder zu schweren Folgen führen kann, sind mit dauernd wirksamen Blitzschutzanlagen zu versehen.“ Dies bedeutet, besonders hoch und exponiert gelegene Häuser müssen vom Eigentümer mit Blitzschutz ausgerüstet werden. Wer sich genau informieren will, wendet sich am besten an das zuständige Bauamt seiner Kommune.
Blitzschutzanlagen sind sehr komplexe Elektroinstallationen, die teilweise gewerkübergreifend sind und nur von Fachbetrieben ausgeführt werden dürfen. Für den Blitzschutz gelten nämlich zahlreiche Normen, die erfüllt werden müssen, wie die DIN VDE 1000-10, DIN 18014, DIN EN 62305-3, VDE 0100-443, -534 und -712 sowie VDE 0100-443/-534. Für den Blitzschutz von Photovoltaikanlagen enthält die Blitzschutz-Norm DIN EN 62305-3 (VDE 0185-305-3) das Beiblatt 5 „Blitz- und Überspannungsschutz für PV-Stromversorgungssysteme.“
Dieser Grundsatz sagt, dass sich die PV-Anlage in das Blitzschutzsystem des Gebäudes „anpassen“ muss. Wenn das Gebäude keinen äußeren Blitzschutz verfügt, entscheidet der Eigentümer der Photovoltaik-Anlage über die anzuwendende Schutzmaßnahme.
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Getrennte Blitzschutzsysteme
Einen umfassenden Blitzschutz für PV-Anlagen bietet ein sogenanntes getrenntes Blitzschutzsystem. Dabei wird die Fangeinrichtung des Blitzschutzsystems so installiert, dass die Photovoltaikmodule, das Montagegestell sowie die Verkabelung im Blitzschutzbereich der Fangeinrichtung liegen, die einen direkten Blitzeinschlag in die Photovoltaikanlage verhindert und den Blitzstrom in den Erder ableitet. Wichtig: Die Leitungen des Blitzschutzsystems müssen von allen Komponenten der PV-Anlage in einem Abstand von etwa 0,5 bis zu einem Meter verlegt werden. Der genaue erforderliche Abstand wird durch das Installationsunternehmen genau berechnet.
Das metallene Montagegestell der PV-Anlage wird separat geerdet und erhält damit einen direkten Zugang zur Potentialausgleichsschiene der Elektroinstallation des Gebäudes. Wichtig hier: Eine direkte Verbindung des Montagegestells mit Leitungen des Blitzschutzsystems ist unbedingt zu vermeiden!
Die Gleichspannungskabel der PV-Anlage sollten vor dem Wechselrichter mit einem Überspannungsschutzschalter Typ 2 verbunden werden. Auch hinter dem Wechselrichter sollte ein solcher Überspannungsschutzschalter installiert werden. Überspannungsschutz Typ 2 ist die zweite Stufe im Schutzkonzept der Elektroinstallation und dient der Ableitung von Überspannungen durch Blitzeinschläge. Manche Wechselrichter haben bereits einen solchen Überspannungsschutz integriert.
Blitzschutzsystem mit Schirmung
Bietet die Dachfläche nicht den ausreichenden Raum, um die notwendigen Abstände eines getrennten Blitzschutzsystems zu gewährleisten, kann ein Blitzschutzsystem zumindest einen Schutz der Module vor direkten Blitzeinschlägen bieten. Dazu werden die normalerweise getrennten Solarmodule miteinander verbunden. Dies führt bei einem Blitzeinschlag zu Blitzteilströmen in der Photovoltaikanlage. Um die geringstmögliche Auswirkung auf die PV-Anlage zu erreichen, werden die Gleichspannungskabel abgeschirmt und an der Hauswand bis auf Erdniveau und dann ins Haus geführt. Damit die Blitzteilströme in den Modulrahmen, im Montagegestell, in der Leitungsabschirmung und den Anschluss- sowie Verteilerkästen in die Erdungsanlage abgeleitet werden können, sollten sämtliche Anschluss- und Verteilerkästen ein Metallgehäuse besitzen.
Die Querschnitte der Kabelschirme müssen für die Weiterleitung von Blitzteilströmen geeignet sein. Sie werden am höchsten Punkt mit der Fangeinrichtung und unmittelbar vor Eintritt ins Haus mit der Erdungsanlage des Gebäudes verbunden.
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Blitzschutzsystem ohne Schirmung
Wer auf die Abschirmung der Gleichspannungskabel verzichtet, sollte die Solarmodule und auch das Montagegestell mehrfach mit der Fangeinrichtung des Blitzschutzsystems verbinden. Diese Verbindungen müssen unbedingt für die Blitzteilströme ausgelegt sein und die Modulrahmen auf dem Montagegestell eine Weiterleitung der Blitzteilströme garantieren.
Die Gleichspannungskabel der PV-Anlage sollten vor dem Wechselrichter mit einem Überspannungsschutzschalter Typ 1 verbunden werden. Auch hinter dem Wechselrichter sollte ein solcher Überspannungsschutzschalter installiert sein. Überspannungsschutz Typ 1 ist die erste Stufe im Schutzkonzept der Elektroinstallation und dient der Ableitung von Blitzströmen. Die Aufgabe besteht darin, bei Auftreten von hohen Überspannungen infolge von direkten oder nahen Blitzeinschlägen einen Potentialausgleich zwischen den aktiven Leitern und Erde herzustellen. Manche Wechselrichter haben bereits einen solchen Schutzschalter integriert.
Photovoltaikanlagen ohne Blitzschutz unterliegen durch die Verwendung von Stahl- oder Aluminiumkonstruktionen der DIN VDE 0100 Teil 540 („Erdung, Schutzleiter, Potentialausgleichsleiter“) zum Schutz vor Stromschlägen. Dazu gehören auch metallene Kabeltrassen, metallene Leitungsschutzrohre und das Wechselrichtergehäuse. Sie alle müssen als Teil der Gebäudestruktur ordnungsgemäß geerdet sein.
Wenn die Leitungen zwischen Wechselrichter und Hauptverteilung geringer als 10 Meter sind, kann zum Schutz ein Überspannungsschutzschalter Typ 2 auf der Gleichspannungsseite des Wechselrichters installiert werden. Bei längeren Leitungen ist ein Überspannungsschutzschalter Typ 2 auf beiden Seiten des Wechselrichters vorzusehen. Auch hier gilt: In manchen Wechselrichtern ist ein Überspannungsschutz bereits integriert.
Erdung von Photovoltaikanlagen
Die Erdung oder der Potentialausgleich von Photovoltaikanlagen Während der äußere Blitzschutz einer Photovoltaikanlage mehr eine freiwillige Sache ist, ist die… weiterlesen
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