Überspannungsschutz für PV Anlage: So bleibt ein Blitzeinschlag in die Solaranlage ohne Folgen

Auch wenn eine Photovoltaikanlage auf einem Gebäudedach nicht unbedingt das Risiko für einen Blitzschlag erhöht, kann ein Blitzschlag hier doch erhebliche (finanzielle) Schäden verursachen. Denn wenn ein Blitz auf ein Gebäude mit einer Photovoltaikanlage trifft, kann das unter anderem zu Überspannungen in der PV-Anlage und dem Ausfall technischer Geräte führen. Hierbei handelt es sich um kurzzeitige Spannungserhöhungen, die um ein Vielfaches über der für das System zulässigen Spannung liegen und massive Schäden verursachen können.

Um diese sehr kostspieligen Schäden zu verhindern, ist es notwendig, einen Überspannungsschutz an der PV-Anlage zu installieren. Dieser spezielle PV-Überspannungsschutz ist seit 2018 für neu geplante Gebäude gesetzlich vorgeschrieben. Das gilt für private Gebäude ebenso wie für gewerblich genutzte Immobilien. Unabhängig von der gesetzlichen Regelung ist auch bei vielen Versicherungen ein PV-Überspannungsschutz Pflicht, bevor sie die Photovoltaikanlage versichern.

Risiken ohne Überspannungsschutz an der PV-Anlage

Ohne Überspannungsschutz besteht die Gefahr, dass ein Blitz an den elektrischen Geräten eines Hauses großen Schaden anrichtet. Trifft der Blitz die Photovoltaikanlage direkt, kommt es zu einem Totalschaden der Anlage. Ein direkter Blitzeinschlag in die PV-Anlage ist jedoch eher selten. Häufiger kommt es zu sogenannten indirekten Einschlägen, bei denen andere Gebäudeteile (z. B. Dach, Leitungen) vom Blitz getroffen werden und dabei Schäden an den Solarmodulen, Wechselrichtern und anderen elektronischen Komponenten der Photovoltaik-Anlage verursachen. Diese Schäden beeinträchtigen nicht nur die Funktion, sondern auch die Sicherheit der Solaranlage. Die Kosten für Reparaturen und der Austausch defekter Teile sind nicht unerheblich, vor allem wenn Sie diese aus eigener Tasche bezahlen müssen und die Versicherung die Kosten mangels Überspannungsschutz an der Photovoltaik-Anlage nicht übernimmt.

Verschiedene Arten von Überspannungen

Grundsätzlich lassen sich verschiedene Arten von Überspannungen unterscheiden, die eine Gefahr für Photovoltaikanlagen darstellen. Die wichtigsten davon sind Überspannungen durch

  • Blitzeinschläge: Trifft ein Blitz auf ein Gebäude oder eine Stromleitung, kommt es zu einem plötzlichen massiven Anstieg der elektrischen Energie, die die Spannung um ein Vielfaches erhöht. Eine Blitzüberspannung kann auf der Gleichstromseite (DC) und auf der Wechselstromseite (AC) der Anlage auftreten.
  • Netzschwankungen: PV-Anlagen, die mit dem öffentlichen Stromnetz verbunden sind, können durch starke Schwankungen im Netz (z. B. durch erneutes Einschalten nach einer Unterbrechung) beeinträchtigt werden.
  • Fehlfunktionen im System: Besitzt die PV-Anlage keinen Überspannungsschutz, können fehlerhafte Komponenten oder Defekte eine interne Überspannung verursachen.

 

All diese Arten der Überspannung können die oben genannten Schäden an Photovoltaikanlagen hervorrufen. Indem Sie einen Überspannungsschutz an Ihrer PV-Anlage anschließen, können Sie die meisten davon verhindern.

PV-Anlage: Überspannungsschutz-Lösungen im Überblick

Zum Schutz der PV-Anlage vor Überspannungen stehen verschiedene Lösungen und Technologien zur Verfügung. Dazu gehören beispielsweise die sogenannten Überspannungsableiter (Surge Protection Devices, kurz: SPDs). Sie werden an verschiedenen Stellen der Anlage (zum Beispiel direkt an den Modulen, am Wechselrichter oder in der Unter- bzw. Hauptverteilung) zum PV-Überspannungsschutz installiert. Der Vorteile von SPDs sind, dass sie recht einfach zu installieren sind und einen wirksamen Schutz vor Überspannungen bieten. Sie erfordern allerdings auch eine regelmäßige Wartung und müssen nach einem Überspannungsereignis ausgetauscht werden.

Eine weitere Möglichkeit, die PV-Anlage mit einem Überspannungsschutz auszurüsten, bieten isolierte Systeme. Bei dieser Variante ist der Wechselrichter so konzipiert, dass er von der PV-Anlage getrennt ist. Ein solches System bietet sich vor allem für Regionen an, in denen die Gefahr für einen Blitzeinschlag in die Solaranlage sehr groß ist. Isolierte Systeme haben jedoch auch Nachteile. So sind die Lösungen zum Überspannungsschutz in der PV-Anlage relativ teuer, benötigen viel Platz und sind aufwendiger zu installieren.

Neben SPDs und isolierten Systemen gibt es eine ganze Reihe spezieller Schutzeinrichtungen, mit der Sie sich vor Blitzschäden schützen und der Überspannungsschutz-Pflicht an Ihrer PV-Anlage nachkommen können. Oft handelt es sich dabei um kombinierte und speziell auf die jeweilige Anlage zugeschnittene Systeme zum Überspannungsschutz.

Best Practices für Überspannungsschutz

  • Richtigen Überspannungsschutz wählen: Wenn Sie Ihre Solaranlage mit SPDs schützen möchten, sollten Sie darauf achten, den zu Ihrer Anlage passenden SPD-Typ zu verwenden. Die Wahl hängt vor allem davon ab, wie sehr Ihre Anlage durch Blitze gefährdet ist. In der Regel kommen SPDs vom Typ 2 zum Einsatz. Lassen Sie sich hierzu am besten von einem Fachbetrieb beraten.
  • Wechselrichter schützen: Der Wechselrichter zählt zu den teuersten Komponenten einer Photovoltaik-Anlage. Er sollte deshalb besonders gut vor Überspannungen durch einen Blitzeinschlag in die PV-Anlage oder anderen Ereignissen geschützt werden. Die optimale Lösung ist, einen Überspannungsschutz sowohl auf der Gleich- als auch auf der Wechselspannungsseite, direkt an den Eingängen sowie am Ausgang zu installieren.
  • Richtiger Einbau: Die Geräte zum Überspannungsschutz der PV-Anlage sollten so nah wie möglich an den zu schützenden Geräten wie dem Wechselrichter installiert werden. Zu lange Leitungen können die Schutzwirkung beeinträchtigen. Achten Sie deshalb darauf, die Leitungen so kurz wie möglich zu halten. So ist ein optimaler Überspannungsschutz für Ihre Photovoltaik-Anlage gewährleistet.
  • Regelmäßige Überprüfung: Geräte können aus unterschiedlichen Gründen nicht funktionieren. Bei dem Überspannungsschutz der PV-Anlage wäre das jedoch fatal. Prüfen Sie die Geräte deshalb regelmäßig auf ihre einwandfreie Funktion. Die meisten Geräte sind zu diesem Zweck mit Anzeigen oder Displays ausgestattet, die einen schnellen Check ermöglichen.
  • Fragen Sie einen Profi: Der Überspannungsschutz ist eines der wichtigsten Elemente Ihrer PV-Anlage und kann Sie vor kostspieligen Schäden schützen. Vorausgesetzt, er ist richtig dimensioniert und installiert. Holen Sie sich deshalb am besten Unterstützung von einem Solaranlagen-Profi. Dieser kann Sie zu den Möglichkeiten und der richtigen Dimensionierung des Überspannungsschutzes beraten.

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