BLITZ UND ÜBERSPANNUNGSSCHUTZALLG. INSTALLATIONSHINWEISEDie induzierten Spannungen können durch konstruktive Maßnahmen weiterverringet werden:Auf den inneren Aufbau der Module [Ste94] hat der Installateur und <strong>Anlagen</strong>planerkeinen Einfluss.Module mit gut leitendem Metallrahmen verhalten sich günstiger als Moduleohne Rahmen (Erzeugung eines Gegenfeldes), ebenso sind Module mit rückseitigerMetallfolie günstiger.Es ist günstig, wenn durch die galvanische Verbindung der Modulrahmen eingeschlossener leitender Ring entsteht, der die gesamte Generatorflächeumfasst. Wie ein Modulrahmen wirkt dieser „Ersatzrahmen um den Generator“induktionsspannungsmindernd.Ist kein Blitzableiter vorhanden, muss der Generator in Übertragung derVDE0855 Teil 1 Abs. 10 geerdet werden. Das setzt das Vorhandensein einesfunktionsfähigen Erders in der Verbrauchsanlage voraus. Die PV-Anlage ist inden Hauptpotentialausgleich einzubeziehen.Die Erdungsleitung sollte außerhalb des Hauses auf dem kürzesten Weg nachunten geführt werden. Lässt es sich nicht umgehen, sie im Haus zu verlegen,so sind wegen der Überschlags- und Induktionsgefahr auf jeden Fall Näherungenzu anderen Elektroleitungen zu vermeiden (Berechnung der Näherungsiehe VDE0185 Teil 100 (Entwurf)). Für die Bemessung der Leitung ist dieVDE0855 Teil 1 zu beachten. Nach deren Tabelle 1 LfdNr. 1 u. 2 ist z.B. Cu-Leitung mit Querschnitt von min. 16mm² verwendbar.Die Funktionsfähigkeit des Erders, an den die PV-Anlage angeschlossen wird,muss zum Zeitpunkt des <strong>Anlagen</strong>baus nachgewiesen werden (→ 6.1 Inbetriebnahme)Erdungsleitungen, Modulleitungen und die Gleichstromhauptleitung dürfen inÜbertragung von VDE0855 Teil 1 Abs 10 nicht durch Räume geführt werden, diezur Lagerung von leichtentzündlichen Stoffen, wie Heu, Stroh und dergleichendienen oder in denen sich explosionsfähige Atmosphäre bilden kann.Wenn Blitznaheinschläge ausgeschlossen werden können, muss neben derErdung des Generators als Mindestmaßnahme ein Schutz gegen atmosphärischeÜberspannungen (Wirkung des von Gewitterwolken oder Ferneinschlägenaufgebauten elektrischen Feldes) vorgesehen werden. Die eingesetztenÜberspannungsableiter sollten - wenn Naheinschläge ausgeschlossen werdenkönnen - nach [Doh94] ein Ableitvermögen von ca. 1kA pro kW P des Solargenerators(Normimpuls 8/20) aufweisen. Wenn alle eingesetzten Elektronikkomponentenschon vom Hersteller mit einem entsprechend ausgelegtenÜberspannungsschutz versehen sind, kann auf den externen Schutz voratmosph. Überspannungen verzichtet werden.Da die Wechselrichterelektronik weitaus empfindlicher ist, als die Module, wirdin [Doh94] vorgeschlagen, als Schutz vor atmosph. Überspannungen dieAbleiter direkt vor den Wechselrichter und nicht in den Generatoranschlusskästenanzubringen. Es besteht dann zwar kein Schutz für dieModule, der Wechselrichter ist aber um so besser geschützt.SENKEN DERINDUKTIONENATMOSPHÄRISCHEÜBERSPANNUNGENErsatzrahmen durchgalvanische Verbindungder ModulrahmenGENERA-TORH-PotWRNetzSEITE 38 VON 10107.01
BLITZ- UND ÜBERSPANNUNGSSCHUTZALLG. INSTALLATIONSHINWEISEAls Überspannungsableiter sind Typen einzusetzen, die mit einer thermischenAbtrenneinrichtung versehen sind.Der Überspannungsableiter ist im Normalfall reversibel, d.h. nach dem Ableiten einer Überspannungwird er wieder hochohmig. Wird der Ableiter jedoch mit sehr hohen Ableitströmenbetrieben, kann er plötzlich oder langsam „sterben“, d.h. niederohmig werden. In üblichengeerdeten Niederspannungsnetzen fließt über den so geschaffenen Erdschluss ein Stromgegen Erde, der den Ableiter aufheizt. Der Ableiter stellt damit eine Brandgefahr dar. Diethermische Abtrenneinrichtung stellt dieses Aufheizen des Ableiters fest und öffnet rechtzeitigdie elektrische Verbindung. Nicht der Blitzstrom, sondern der durch einen Defekt des Varistorshervorgerufene Generatorfolgestrom löst also im Normalfall die Abtrenneinrichtungaus. Da PV-<strong>Anlagen</strong> aber meist nicht geerdet sind, erdet ein niederohmiger Überspannungsableiterdie PV-Anlage, und verursacht keinen Folgestrom. Die thermische Abtrenneinrichtunglöst nicht aus! Bei einem Austausch eines ausgelösten Ableiters sind deshalb unbedingtauch die anderen im System eingesetzten Ableiter zu überprüfen.Die Überspannungsableiter sind mit Kabelquerschnitten min. 6mm² anzuschließen.Es ist wichtig, dass die Überspannungsableiter des öfteren auf Auslösen derAbtrenneinrichtung überprüft werden. Sind die Ableiter mit Kennmeldern ausgerüstetund der Installationsort gut zugänglich, sollte die Überprüfung durchden <strong>Anlagen</strong>betreiber nach jedem Gewitter, mindestens aber halbjährlicherfolgen. Bei nicht zugänglichen Installationsort hilft eine Fernanzeige. Sindkeine sichtbaren Kennmelder vorhanden, muss die Anlage regelmäßig vomInstallateur überprüft werden, wenn der Überspannungsschutz auch auf langeSicht gesehen erhalten werden soll. Das dies die meist teuerste Variante ist,sollte dem <strong>Anlagen</strong>betreiber deutlich gemacht werden.Genauso wichtig, wie die geschilderten Schutzmaßnahmen ist der Schutz vorden Wirkungen eines Ferneinschlages in das EVU-Netz. Die dadurch über dasNiederspannungsnetz in das Haus getragenen Überspannungen sind oftverantwortlich für bei Gewittern zerstörte Fernseher und Computer. NachAuskunft eines Wechselrichterherstellers sind in etwa 50% der Fälle solcheÜberspannungen für die gewitterbedingte Zerstörung von Wechselrichterelektronikenverantwortlich.Wenn der Wechselrichter nicht vom Hersteller mit entsprechenden Schutzeinrichtungenversehen ist, sollte die Verbraucheranlage mit einem Überspannungsableiter-Satzabgesichert werden.ÜBERSPANNUNGS-ABLEITERWARTUNG[Doh92][Doh93][Doh94][Ste94][Pig94.1][Pig94.2][Pig94.3]K. v. Dohlen (FhG-ISE), „Blitzschutz in <strong>Photovoltaik</strong>anlagen“, TagungsbandRegensburger Solartage 1992, S263-280, OTTI RegensburgK. v. Dohlen (FhG-ISE), „Blitzschutz in <strong>Photovoltaik</strong>anlagen“, Planer- undInstallateurtreffen TÜ Hessen, Darmstadt 1993K. v. Dohlen (FhG-ISE), „Blitzschutz in <strong>Photovoltaik</strong>anlagen“, Symposium <strong>Photovoltaik</strong>in Staffelstein 1994, S283-290, OTTI RegensburgH.-J. Stern (TU Braunschweig), „Über die Beeinflussung von Solarmodulen durchtransiente Magnetfelder“, VDI Fortschrittsbericht Reihe 21 Nr.154, VDI Verlag Düsseldorf1994Dr. F. Pigler, „Blitzschutz von <strong>Photovoltaik</strong>anlagen“, VDB-Info 1, Verband DeutscherBlitzschutzfirmen e.V., Köln 1994Dr. F. Pigler, „Zusätzliche Informationen zum Blitzschutz von <strong>Photovoltaik</strong>anlagen“,VDB-Info1A, Verband Deutscher Blitzschutzfirmen e.V., Köln 1994Dr. F. Pigler, „Anzahl der Ableitungen“, VDB-Info2, Verband Deutscher Blitzschutzfirmene.V., Köln 1994SEITE 39 VON 10107.01