Blitzschlag- und Überspannungsschutz für Photovoltaik
Blitzeinschläge und Überspannungen führen häufig zu Schäden an elektrischen Systemen. Ein Überspannungsschutz für Photovoltaik sollte daher bei keiner Solaranlage fehlen.
Inhalt des Blogartikels
Wozu dient ein Überspannungsschutz bei Photovoltaik?
Eine Photovoltaikanlage (PV-Anlage) produziert Strom aus Sonnenlicht und ist meist auf Hausdächern installiert. Photovoltaik-Freiflächenanlagen spielen für die private Nutzung kaum eine Rolle. Doch auch sie sind von dem Problem der Überspannung bei einem Blitzeinschlag betroffen.
Photovoltaikanlagen bestehen aus Solarmodulen, die das Licht in Elektrizität umwandeln und aus der nötigen Infrastruktur, um den Strom in das Hausnetz bzw. das öffentliche Stromnetz einzuspeisen. Hierfür brauchst du einen Wechselrichter und zusätzliche Stromleitungen. Viele neuere Solaranlagen verfügen zusätzlich über Batteriespeicher. In solchen Pufferspeichern kannst du den erzeugten Strom quasi parken, bis du die Energie tatsächlich benötigst.
Wie funktioniert der Überspannungsschutz?
Einen Überspannungsschutz gibt es nicht nur für Photovoltaik, sondern auch für alle elektrischen und elektronischen Systeme. Du kannst ihn entweder direkt mit der zu schützenden Komponente verbinden oder über einen sogenannten inneren Blitzschutz am Zählerschrank, der die gesamte Hausinstallation abdeckt. Es gibt auch individuelle Überspannungsableiter über spezielle Mehrfachsteckdosen für elektronische Haushaltsgeräte. Letztere bieten aber aufgrund der geringeren Spannungstoleranzen oft nur einen begrenzten Schutz.
Der Überspannungsschutz registriert eine Überschreitung der üblichen Spannung und schaltet in Sekundenbruchteilen die Stromversorgung für die nachgeschalteten Geräte ab. Dieser Vorgang sollte idealerweise stattfinden, bevor die Überspannung die empfindlichen Komponenten überhaupt erreichen kann. Die Reaktionszeit eines Überspannungsschutzes ist also entscheidend für seine Wirksamkeit.
Wie entstehen Überspannungen?
Eine Überspannung kann aus verschiedenen Gründen auftreten. Technische Ursachen liegen z. B. in Stromschwankungen im Versorgungsnetz, etwa wenn es Probleme im Umspannwerk gibt. Die häufigste Ursache für Überspannungen sind hierzulande jedoch Blitzeinschläge:
- Direkter Einschlag in die PV-Anlage: Es kommt zwangsläufig zu einer Überspannung der Photovoltaikanlage und häufig zu mechanischen Schäden bis hin zu Bränden.
- Indirekter Einschlag: Auch ein Blitzschlag in der Nähe führt zu Überspannungen, weil Blitzströme über Teile der Installationen und Leitungen in die PV-Anlage fließen können.
- Einschläge in einer Entfernung bis zu 500 Meter: Aufgrund der starken magnetischen Felder (EMP: elektromagnetischer Impuls) kann es zu Schäden durch Überspannung kommen.
- Ferneinschlag: Ein Blitzeinschlag in einer Entfernung von 500 bis 1.500 Metern beeinträchtigt die Anlage eventuell vorübergehend. In der Regel ruft er aber keine dauerhaften Schäden hervor.
Versicherungen bestehen inzwischen fast immer auf eine gesonderte Blitzschlag-Vereinbarung. Es gibt immer mehr empfindliche Geräte im Haushalt, die bei einer Überspannung durch Blitzschlag ansonsten nicht versichert sind.
Wichtig hierbei: Wenn du eine Photovoltaikanlage betreibst, ist in der Regel ein Upgrade deines Versicherungsvertrags bzw. der Abschluss einer gesonderten Photovoltaikversicherung zu empfehlen. Angesichts der Kosten einer Solaranlage ist das finanzielle Risiko im Schadensfall ansonsten sehr hoch.
Blitzschutz und Überspannungsschutz für Photovoltaik sind nicht dasselbe
Oft werden die Begriffe Blitzschutz und Überspannungsschutz synonym verwandt. Das ist jedoch nicht korrekt. Denn eine Überspannung kann – wie bereits erwähnt – auch eintreten, wenn der Blitz nicht in direkter Nähe eintritt oder technische Ursachen infrage kommen.
VDE-Normen für Überspannungsschutzmaßnahmen
Ein Blitzschutzsystem ist in Deutschland für Privatgebäude keine Pflicht, sondern muss nur in öffentlichen Gebäuden (z. B. Schulen, Sporthallen etc.) zwingend vorhanden sein. Der Überspannungsschutz für Photovoltaik ist hingegen für Anlagen seit Ende der Übergangsfrist im Jahr 2018 in den VDE-Normen verbindlich vorgeschrieben. Dazu zählen die VDE-Normen 0100-443 bzw. 0100-534.
Häufig vermuten Hausbesitzer, dass die von außen sichtbaren Blitzschutz-Fangstangen am Haus auch einen Überspannungsschutz darstellen. Dies ist nicht der Fall. Beim Überspannungsschutz für Photovoltaik und andere elektrische Systeme handelt es sich um separate Schutzgeräte, die in der Regel im Zählerschrank oder direkt an der PV-Anlage verbaut werden. Sie schirmen die Leitungen der PV-Verkabelung und ggf. den gesamten Hausanschluss ab.
Wie kann ich ein Blitzschutzsystem für Photovoltaik integrieren?
Prinzipiell wird zwischen dem inneren und äußeren Blitzschutz bzw. Überspannungsschutz unterschieden. Der äußere Blitzschutz ist in der Regel der bekannte Blitzableiter. Wenn dein Haus diesen hat, muss du die Photovoltaikanlage allerdings korrekt in den Blitzschutz integrieren. Das darf den gesamten Blitzschutz des Hauses nicht verschlechtern. Den Blitzschutz kannst du auch nachrüsten. Das ist jedoch oft mit einem größeren Installationsaufwand verbunden.
Hast du aktuell keinen Blitzschutz, kannst du ein getrenntes Blitzschutzsystem für die Photovoltaikanlage installieren lassen. Dies lässt sich auch auf den reinen Schutz der Module begrenzen. Wichtig ist, dass all diese Arbeiten qualifizierte Blitzschutzfachkräfte planen und installieren. Das ist auch entscheidend dafür, dass die Versicherung den Blitzschutz akzeptiert.
Darauf solltest du beim Überspannungsschutz für Photovoltaik achten
Verzichtest du auf einen eigenen Blitzschutz, ist der Überspannungsschutz umso wichtiger. Falls bereits ein Überspannungsschutz im Zählerschrank installiert ist, kannst du die Photovoltaikanlage an diesen anschließen lassen. Bei einem vorhandenen äußeren Blitzschutz ist jedoch unbedingt darauf zu achten, die PV-Anlage in den bestehenden Schutz zu integrieren. Das wirkt sich auch auf den Überspannungsschutz aus. Dann musst du in den Zählerschrank – neben dem üblichen Schutzsystem – zusätzlich ein DC- und AC-Überspannungsschutz einbauen lassen.
Ziehen Photovoltaikanlagen den Blitz an?
Die meisten auf dem Dach installierten Photovoltaikanlagen sind auf Metallständern montiert, die sich etwas vom Dach abheben. Aufgrund der erhöhten Montage und dem Metall befürchten viele Hausbesitzer, dass das Gebäude durch die Solaranlage anfälliger für einen Blitzschlag ist. Hier können wir dich beruhigen, denn die Gefahr eines Blitzeinschlags erhöht sich durch die Photovoltaikanlage in der Regel nicht. Der Blitz schlägt bekanntlich bevorzugt in die höchsten Punkte in der Umgebung ein – und das ändert sich durch eine montierte Solaranlage nur unwesentlich.
Achtung: Bei Flachdächern ist die Wahrscheinlichkeit, dass der Blitz die Photovoltaikmodule trifft tatsächlich erhöht, weil die Metallaufbauten vergleichsweise stark aus der Dachfläche herausragen. Auch bei Freiflächenanlagen, die aus Gründen der Verschattung bevorzugt abseits von erhöhten Punkten in der Umgebung stehen, ist die Wahrscheinlichkeit entsprechend höher.
