PV Anlagen sind eine großartige Möglichkeit, um erneuerbare Energie zu erzeugen. Doch damit sie langfristig effizient und sicher funktionieren, ist ein zuverlässiger Blitz- und Überspannungsschutz unerlässlich. In diesem Artikel werde ich dir erklären, wie Überspannungen entstehen und welche Schutzmaßnahmen erforderlich sind, um deine PV Anlage vor Schäden zu bewahren.
Wie entstehen Überspannungen?
Überspannungen können verschiedene Ursachen haben, aber meistens sind sie auf Netzinstabilität und Blitzschlag zurückzuführen.
Netzinstabilität tritt auf, wenn das Verbraucherverhalten im Stromnetz nicht optimal geregelt ist. Das Ziel des Stromnetzes ist es, die benötigte Leistung zur Verfügung zu stellen, um den stabilen Betrieb der Verbraucher zu gewährleisten. Die Nachfrage nach Strom variiert jedoch im Laufe des Tages. Unternehmen benötigen während der Arbeitszeiten mehr Leistung als nachts oder am Wochenende, wenn der Betrieb ruht. Wenn das Angebot plötzlich größer ist als die Nachfrage, können Überspannungen auftreten. Netzschwankungen können durch flächendeckende Stromausfälle oder einen plötzlichen Rückgang des Stromverbrauchs verursacht werden. Glücklicherweise haben wir in Deutschland ein sehr stabiles Netz, aber Überspannungen sind trotzdem eine potenzielle Gefahr in unserem Verteilernetz.
Blitzschlag ist eine weitere Ursache für Überspannungen. Es gibt zwei Arten von Blitzschlag: direkten und indirekten. Beim direkten Blitzschlag trifft der Blitz das Gebäude direkt und erzeugt hohe Spannungen, die die Elektroinstallation und elektrische Geräte beschädigen können. Es besteht auch eine erhöhte Brandgefahr. Beim indirekten Blitzschlag trifft der Blitz in der Nähe des Gebäudes auf, z.B. auf benachbarte Gebäude oder den Boden in unmittelbarer Nähe des Gebäudes. Die erzeugten hohen Spannungen können über Stromleitungen auf andere Gebäude überspringen und dort Schaden anrichten. Beide Arten von Blitzschlag können ernsthafte Schäden verursachen.
Schutzmaßnahmen vor Überspannung
Eine gute PV Anlage sollte mit Überspannungsableitern ausgestattet sein, um einen effektiven Überspannungsschutz zu gewährleisten. Überspannungsableiter sind in der Hausinstallation integriert und leiten gefährliche Überspannungen gegen Erde, noch bevor sie die elektrischen Geräte erreichen und diese zerstören können.
Es gibt drei Arten von Überspannungsableitern:
- SPD Typ1: Dieser Grobschutz fängt den direkten Blitzstrom ab und wird eingesetzt, um vor direktem Blitzschlag zu schützen. Eine Restspannung kann jedoch bleiben.
- SPD Typ2: Dieser Mittelschutz reduziert die hohen Spannungen weiter, sodass der verbleibende Strom für die meisten Geräte nicht mehr gefährlich ist. Oft werden Typ 1-2 Kombi-Ableiter verwendet.
- SPD Typ3: Dieser Feinschutz ist für anfällige elektronische Geräte gedacht, um die Spannung auf ein ungefährliches Maß zu reduzieren.
Um eine PV Anlage umfassend zu schützen, sind Überspannungsableiter sowohl auf der Wechselstromseite (AC) als auch auf der Gleichstromseite (DC) erforderlich.
Auf der AC-Seite sollte ein zentraler Überspannungsschutz im Vorzählerbereich installiert werden, um vor Überspannungen zu schützen, die über den Hausanschluss in die Hausinstallation eindringen können. Wenn die Entfernung zwischen diesem Überspannungsableiter und dem Wechselrichter größer als 10m ist, sollte auch unmittelbar vor dem Wechselrichter ein zweiter Überspannungsableiter (SPD Typ2) installiert werden. Zusätzlich können andere Verbraucher und elektronische Geräte bei Bedarf mit einem SPD Typ3 geschützt werden.
Auf der DC-Seite hängt die Platzierung des Überspannungsableiters von der Anwesenheit einer äußeren Blitzschutzanlage ab. Wenn ein direkter Blitzschlag möglich ist und das Gebäude über eine äußere Blitzschutzanlage verfügt, sollte ein DC SPD Typ1 unmittelbar vor dem Wechselrichter installiert werden. Wenn die Entfernung zwischen dem Hauseintritt und dem Wechselrichter mehr als 10m beträgt, ist auch am Hauseintrittspunkt ein SPD Typ1 erforderlich. Wenn das Gebäude keinen direkten Blitzschlag erwartet und keine äußere Blitzschutzanlage hat, sollte der Wechselrichter auf der DC-Seite mit einem SPD Typ2 geschützt werden. Bei einer Entfernung von mehr als 10m zwischen dem Hauseintritt und dem Wechselrichter ist auch am Hauseintrittspunkt ein SPD Typ2 erforderlich.
Es ist wichtig zu beachten, dass selbst bei Einhaltung der Vorschriften Überspannungsschäden auftreten können. Besonders anfällige elektronische Geräte, die oft mit dem Wechselrichter verbunden sind, können von Überspannungen betroffen sein. Um auch diese optimal zu schützen, ist es ratsam, einen Blitzschutzexperten hinzuzuziehen und zusätzliche Schutzmaßnahmen für die jeweilige Anlage zu wählen.
Mit den richtigen Schutzmaßnahmen ist deine PV Anlage gut geschützt und kann effizient und sicher betrieben werden.
