Photovoltaikanlagen sind eine lohnende Investition, die über viele Jahre hinweg zuverlässig Strom liefern soll. Doch viele Anlagenbesitzer unterschätzen die Gefahr von Überspannungen. Diese können durch verschiedene Faktoren wie Blitzeinschläge, Netzschwankungen oder Schaltvorgänge entstehen und erhebliche Schäden an deiner Anlage verursachen. Besonders betroffen sind empfindliche Bauteile wie der Wechselrichter. Ein defekter Wechselrichter kann hohe Reparaturkosten verursachen oder im schlimmsten Fall die gesamte Anlage lahmlegen. Deshalb ist es enorm wichtig, sich mit dem Thema PV-Anlage Überspannungsschutz auseinanderzusetzen und geeignete Schutzmaßnahmen zu ergreifen.
Was genau ist eine Überspannung und wodurch entsteht sie?
In einem normalen Hausstromnetz beträgt die Spannung 230 Volt. Wenn diese Spannung kurzfristig stark ansteigt, spricht man von einer Überspannung. Solche Spannungsspitzen können aus verschiedenen Gründen auftreten. Ein sehr häufiger Grund sind Blitzeinschläge, die direkt in das Stromnetz oder in die Nähe eines Hauses einschlagen und Spannungsstöße verursachen. Aber auch Netzschwankungen durch hohe Stromnachfrage oder plötzliche Abschaltungen von großen Verbrauchern können unerwartete Spannungsspitzen verursachen. Ebenso können Schaltvorgänge im Stromnetz dafür sorgen, dass kurzzeitig Spannungen entstehen, die elektronische Geräte beschädigen können.
Erhöht eine PV-Anlage das Risiko eines Blitzeinschlags?
Viele Menschen gehen davon aus, dass eine Photovoltaikanlage auf dem Dach die Wahrscheinlichkeit eines Blitzeinschlags erhöht. Doch das ist ein weitverbreiteter Irrglaube. Laut Experten und dem Verband der Elektrotechnik (VDE) erhöht eine PV-Anlage nicht das Risiko, dass dein Haus von einem Blitz getroffen wird. Das Risiko bleibt also unverändert. Trotzdem sollte man die möglichen Folgen eines Blitzeinschlags nicht unterschätzen, geeignete Schutzmaßnahmen für die Photovoltaikanlage ergreifen und seine Anlage mit einem PV-Anlagen Blitzschutz ausstatten.
Die verschiedenen Arten des PV-Anlagen Überspannungsschutzes
Ein wirksames Schutzkonzept gegen Überspannungen setzt sich aus mehreren Schutzstufen zusammen. Diese verschiedenen Schutzmechanismen sorgen gemeinsam dafür, dass Überspannungen entweder vollständig vermieden oder zumindest soweit abgeschwächt werden, dass sie keine Schäden anrichten können.
1. Äußerer Blitzschutz
Der äußere Blitzschutz besteht in der Regel aus einer Blitzableiter-Anlage, die auf dem Dach des Hauses montiert wird. Ein Blitzableiter hat die Aufgabe, einen direkten Blitzeinschlag kontrolliert in die Erde abzuleiten, sodass keine Schäden am Gebäude oder an der Photovoltaikanlage entstehen. Wichtig ist hierbei, dass der Blitzableiter fachgerecht installiert wird, damit er den Blitz effektiv ableiten kann.
2. Überspannungsschutz Typ 1 – Grobschutz
Der Typ 1 Überspannungsschutz wird oft als innerer Blitzschutz oder Blitzstromableiter bezeichnet. Dieser Schutzmechanismus fängt besonders starke Spannungsstöße ab, die durch einen direkten oder sehr nahen Blitzeinschlag entstehen können. Der Überspannungsschutz Typ 1 stellt einen Potentialausgleich her, indem er überschüssige Spannung sicher in die Erde ableitet.
3. Überspannungsschutz Typ 2 – Mittelschutz
Während Typ 1 als Grobschutz dient, übernimmt Typ 2 den Mittelschutz. Somit stellt der Überspannungsschutz Typ 2 weitere Schutzmaßnahmen bei indirekten Blitzschlägen, wie bspw. Blitzeinschläge in umliegende Häuser, dar. Diese könnten über das Stromnetz Einfluss auf die eigene Elektroinstallation nehmen und technische Geräte zerstören. Der Überspannungsschutz Typ 2 reduziert die verbleibende Spannung weiter und schützt die Elektroinstallation des Hauses.
4. Überspannungsschutz Typ 3 – Feinschutz
Der Feinschutz wird direkt an besonders empfindlichen Endgeräten angebracht, beispielsweise am Wechselrichter. Dieser Schutzmechanismus sorgt dafür, dass auch geringe Spannungsspitzen keinen Schaden anrichten können. Gerade in Kombination mit den vorherigen Schutzstufen sorgt der Typ 3 Schutz für eine zuverlässige Absicherung.
Warum reicht der Überspannungsschutz im Zählerschrank nicht aus?
Der Wechselrichter einer PV-Anlage sitzt in der Regel vor dem Zählerschrank. Das bedeutet, dass die dort installierten Schutzvorrichtungen ihn nicht ausreichend schützen. Sollte eine starke Überspannung auftreten, kann sie ungehindert den Wechselrichter erreichen und diesen beschädigen. Daher sollte ein zusätzlicher PV-Anlagen-Überspannungsschutz direkt am Einspeisepunkt der Photovoltaikanlage installiert werden.
Wie schützt du deine Photovoltaikanlage am besten?
1. Montagegestell erden
Die Metallrahmen der Solarmodule müssen mit einem Erdungskabel und einer Erdungsschiene verbunden werden. Diese Maßnahme kann helfen, Überspannungen sicher abzuleiten und so die gesamte Anlage zusätzlich abzusichern.
2. Generatoranschlusskasten mit Kombiüberspannungsschutz nutzen
Ein Generatoranschlusskasten mit einem Kombiüberspannungsschutz (Typ 1 & 2) sollte möglichst nahe am Gebäude installiert werden. Dieser Kasten sorgt dafür, dass hohe Spannungsspitzen gar nicht erst ins Hausnetz eindringen.
3. Schutz für lange Kabelwege
Falls die DC-Kabelstrecke zwischen Generatoranschlusskasten und Wechselrichter mehr als 10 Meter beträgt, sollte ein zusätzlicher DC-Überspannungsschutz Typ 1 & 2 installiert werden. Auch bei AC-Kabeln zwischen Wechselrichter und Hauptverteilung gilt diese Regel.
4. Wechselrichter mit eingebautem PV-Anlagen Überspannungsschutz wählen
Einige Wechselrichter-Hersteller wie Fronius oder Kostal bieten austauschbare DC-Überspannungsschutzmodule an. Diese können bei Bedarf einfach ersetzt werden. Andere Hersteller wie Sungrow, Goodwe oder Huawei verbauen den Überspannungsschutz fest – sollte dieser ausgelöst werden, kann er nicht separat getauscht werden.
5. Sicherheitsabstand zum Blitzschutzsystem einhalten
Falls dein Gebäude über ein Blitzschutzsystem verfügt, muss ein Mindestabstand von 50 cm bis 1 Meter zwischen der PV-Anlage und den Blitzableitern eingehalten werden. Sollte der Abstand zwischen den Fangstangen der Blitzableiter und der PV-Anlage nicht eingehalten werden, kann der Blitz von den Fangstangen auf die PV-Anlage überspringen und darüber in das eigene Hausnetz gelangen. Ist die Einhaltung des Sicherheitsabstandes nicht möglich, ist der zusätzliche Überspannungsschutz (Typ 1 & 2) erforderlich.
Fazit: PV-Anlagen Überspannungsschutz zahlt sich aus!
Der richtige PV-Anlagen Überspannungsschutz kann dich vor teuren Schäden an deiner PV-Anlage bewahren. Die meisten Anlagenbesitzer setzen auf einen Generatoranschlusskasten mit Überspannungsschutz Typ 1 & 2. Falls du lange Kabelwege hast oder dein Wechselrichter keinen austauschbaren Schutz besitzt, kann ein weiterer Schutz nach 10 Metern sinnvoll sein. Investiere in einen durchdachten Überspannungsschutz – so bleibt deine Photovoltaikanlage zuverlässig und sicher in Betrieb!