Blitzschutz für die PV-Anlage: Alles, was Sie wissen müssen 

Damit eine Solaranlage so viel Strom wie möglich liefert, muss sie auch möglichst viel Sonnenlicht abbekommen. Verschattung ist nach Möglichkeit zu vermeiden. Das heißt, die Anlage befindet sich im Grunde immer in einer sehr exponierten Position. Sie ist den Elementen quasi schutzlos ausgeliefert. Die Hersteller wissen das natürlich und stellen sicher, dass die Schadenswahrscheinlichkeit im Normalfall verschwindend gering ist. Technische Verbesserungen sorgen zudem für eine stetig steigende Widerstandsfähigkeit. Wie gut kommen Solaranlagen aber mit Blitzschlag zurecht? Gibt es Möglichkeiten, die Paneele und all die andere Technik vor einem Einschlag zu schützen? Die Antworten auf diese Fragen liefert Ihnen der folgende Artikel. 

> Zieht Photovoltaik Blitze an? 
> Welche Gefahren gehen für die Photovoltaikanlage von einem Blitzschlag aus? 
> Welche Arten von Blitzschutz für die Photovoltaikanlage gibt es? 

Zieht Photovoltaik  Blitze an? 

Machen wir es kurz: Nein, die Montage einer Photovoltaikanlage auf dem Dach erhöht die Wahrscheinlichkeit eines Blitzeinschlags nicht! Zwar wird das Gebäude durch die Anbringung der Paneele tatsächlich etwas höher, allerdings spielt sich die Veränderung in einem derart kleinen Rahmen ab, dass sie in Sachen Blitzgefahr nicht ins Gewicht fällt. 

Das heißt allerdings nicht, dass sich nicht doch hin und wieder ein Blitz verirren und in die Photovoltaikanlage einschlagen kann. Üblicherweise sind dabei die metallenen Dachaufbauten das Ziel. 

Welche Gefahren gehen für die Photovoltaikanlage von einem Blitzschlag aus? 

Ein Blitzeinschlag ist im Grunde nichts anderes als eine massive elektrische Entladung. Dass eine derartige Entladung Schaden an elektronischen Geräten hervorrufen kann, liegt auf der Hand. Aber: Blitzeinschlag ist nicht gleich Blitzeinschlag. Die drohenden Schäden unterscheiden sich je nach Art bzw. Entfernung des Einschlags. 

• Direkteinschlag: Trifft ein Blitz direkt die Photovoltaikanlage, bekommt diese die komplette Ladung ab. Ein derartiger Vorfall ruft in der Regel große Schäden hervor, darunter mechanische Zerstörungen und Brände. Die Anlage ist üblicherweise nicht mehr zu retten.
  
• Indirekter Einschlag: Hier fließen lediglich Blitzteilströme über die Elektro-Installationen und durch die Versorgungsleitungen. Auch indirekte Treffer sorgen für große Schäden an der Anlage.
  
• Einschlag in einer Entfernung von bis zu 500 m: In diesem Fall sind nicht die Blitzströme das Problem, sondern die entstehenden starken elektromagnetischen Felder. Die lassen Überspannungen in den elektrischen Installationsschleifen der PV-Anlage entstehen, die ihrerseits wieder starke Schäden verursachen können.
  
• Blitzeinschläge in größerer Entfernung: In der Regel treten in so einem Fall keine relevanten Schäden auf, da diese Art von Einschlägen maximal eine kapazitive Einwirkung mit sich bringt.
  

Welche Arten von Blitzschutz für die Photovoltaikanlage gibt es? 

Als Besitzer einer Photovoltaikanlage können Sie aus mehreren Optionen zum Schutz vor Blitzeinschlag die für Sie passende wählen. Tatsächlich haben Sie auch die Möglichkeit, keine gesonderte Anlage zu errichten. Bevor wir loslegen, noch ein wichtiger Hinweis. Verfügt ein Gebäude vor der Montage einer PV-Anlage bereits über einen Blitzschutz, darf dieser durch die neuen Geräte nicht verschlechtert werden. Das heißt, die PV-Anlage muss sich auf jeden Fall an das bestehende System anpassen und entsprechend geplant werden. Besonders bei öffentlichen Gebäuden spielt dieser Umstand häufig eine Rolle, da diese von Gesetzes wegen ein Blitzschutzsystem aufweisen müssen. 

PV-Anlage mit getrenntem Blitzschutzsystem 

Die Trennung von Photovoltaikanlage und Blitzschutzsystem ist die empfohlene Vorgehensweise. Sollten Sie auf Ihrem Dach also genug Platz dafür vorfinden, ist diese Variante vorzuziehen. 

• Die Blitzfangeinrichtungen werden so montiert, dass sowohl die PV-Module als auch das Montagegestell und die Verkabelung in ihrem Schutzbereich liegen. Die Leitungen des Schutzsystems müssen dabei so weit von allen Anlagenkomponenten verlegt werden, dass ein Überschlag der elektrischen Ladung unmöglich ist (Trennungsabstand: ca. 0,5 bis 1 m). 
• Das Montagegestell selbst ist bei dieser Variante mit der Haupterdungsschiene verbunden. Auf keinen Fall soll eine direkte Verbindung zwischen dem Montagegestell und den Leitungen des Blitzschutzsystems hergestellt werden. 
• Ist das Gleichspannungskabel länger als 10 m, muss unbedingt ein Überspannungsgerät SPD (Surge Protective Device) Typ 2 an der Verbindungsstelle mit den PV-Modulen angebracht werden. 
• Vor und nach dem Wechselrichter muss ebenfalls ein SPD Typ 2 installiert werden. In manchen Wechselrichtern sind die Komponenten bereits integriert. 
• Um die elektronischen Geräte im Inneren des Gebäudes zu schützen, empfiehlt sich die Installation eines SPD Typ 1 in der Energienetz-Einspeisung.
  

PV-Anlage mit Blitzschutzsystem (Schirmung) 

Nicht alle Dächer bieten genug Platz, um PV-Anlage und Blitzschutz getrennt voneinander zu installieren. Der verfügbare Raum reicht nicht für die Etablierung eines Trennungsabstandes aus. In einem derartigen Fall muss allerdings niemand auf den Schutz vor einem Blitzeinschlag verzichten. PV-Anlage und Blitzschutzsystem werden hier einfach miteinander verbunden. 

Allerdings entstehen durch diese Verbindung neue Herausforderungen. Schlägt tatsächlich ein Blitz ein, kommt es unweigerlich zu Blitzeinströmen in der PV-Anlage. Um die Auswirkungen davon möglichst gering zu halten, müssen die Gleichspannungskabel sowohl abgeschirmt als auch außen am Gebäude bis auf Erdniveau geführt werden. Metallgehäuse schützen Anschlusskästen und Verteiler. 

Die Ableitung der Energie erfolgt über den Modulrahmen, das Montagegestell, die Leitungsschirme und die Anschlusskästen. In der Schweiz kommt dieses System seit langer Zeit flächendeckend und erfolgreich zum Einsatz. 

Die wichtigsten Vorkehrungen: 

• PV-Module, Montagegestell und Verkabelung liegen im Schutzbereich der Fangeinrichtungen. Ein direkter Einschlag ist auf diese Weise nicht möglich. Die Einrichtungen selbst werden mehrfach mit den Modulen und dem Montagegestell verbunden. Aber Achtung: Diese Verbindungen müssen unbedingt für Blitzteilströme ausgelegt sein. Gleiches gilt für die Modulrahmen und das Gestell. 
• Die Kabelschirme der Gleichspannungskabel müssen unbedingt über einen für Blitzleitströme geeigneten Querschnitt verfügen. Sie werden am Hochpunkt mit der Fangeinrichtung und am Fußpunkt (also direkt vorm Eintritt in das Gebäude) mit der Erdungsanlage verbunden. Aus Sicherheitsgründen sollte unbedingt die Installation von SPD Typ 2 an den beiden Kabelenden überprüft werden. 
• Ist das Gleichspannungskabel länger als 10 m, ist auf der AC-Seite des Wechselrichters ein SPD Typ 2 zu installieren. Manche Geräte verfügen bereits serienmäßig über ein eingebautes Überspannungsschutzgerät. 
• Die Energienetz-Einspeisung sollte zum Schutz der Elektrogeräte im Inneren des Gebäudes unbedingt über ein SPD Typ 1 verfügen. 

PV-Anlage mit Blitzschutzsystem – ohne Schirmung 

Sie haben auch die Möglichkeit, die komplette Konstruktion ohne Schirmung zu konzipieren. 

Achten Sie dabei aber unbedingt auf folgende Punkte: 

• Die konkrete Installation der Fangeinrichtungen schützt PV-Module, Montagegestell und Verkabelung vor einem direkten Blitzeinschlag. Die Einrichtungen werden zusätzlich mehrfach mit den Modulen bzw. dem Montagegestell verbunden. Dabei ist unbedingt darauf zu achten, dass diese Verbindungen für Blitzleitströme ausreichen. 
• Die metallenen Komponenten von Modulrahmen und Montagegestell müssen für die Weiterleitung von Blitzleiströmen ausgelegt sein. 
• Die Installation von SPD Typ 1 vor und nach dem Wechselrichter ist Pflicht. 
• Eine Installation von SPD Typ 1 in der Energienetz-Einspeisung schützt die elektronischen Geräte im Inneren des Gebäudes.
  

PV-Anlage ohne Blitzschutzsystem 

Wer gänzlich auf ein Blitzschutzsystem verzichten möchte, hat dennoch Möglichkeiten, den Schaden eines Einschlags zu minimieren.  

Dazu muss er auf jeden Fall folgende Anweisungen umsetzen: 

• Das Montagegestell muss unbedingt mit der Haupterdungsschiene verbunden werden. Gleichzeitig mit der PV-Verkabelung wird eine Potentialausgleichsleitung verlegt und ebenso an die Haupterdungsschiene angeschlossen. Wer über eine ausgedehnte Anlage verfügt, kann die Leitung auch an einer Potentialausgleichsschiene enden lassen. 
• Im Fall von Gleichspannungskabeln mit mehr als 10 m Länge empfiehlt sich dringend die Montage eines SPD Typ 2 an der Verbindung mit den Photovoltaikmodulen. 
• Ist das AC-Kabel zwischen Hauptverteilung und Wechselrichter kürzer als 10 m, sollte unbedingt ein SPD Typ 2 auf der DC-Seite des Wechselrichters installiert werden. Haben Sie es mit einem längeren AC-Kabel zu tun, sind zwei SPD Typ 2 zu empfehlen – jeweils eines auf jeder Seite des Wechselrichters. Viele Modelle haben die SPDs bereits von Haus aus integriert. 
• Auch hier ist zum Schutz der Elektrogeräte im Gebäude die Installation eines SPD Typ 2 in der Energienetz-Einspeisung ratsam. 

Blitzschutz für Photovoltaikanlagen: Fazit 

Es ist zwar nicht so, dass die Montage einer PV-Anlage auf einem Dach die Wahrscheinlichkeit eines Blitzeinschlags erhöht. Geschützt werden sollte das ganze System aber dennoch unbedingt. Schlägt nämlich doch einmal der Blitz ein – und dabei reicht ein Treffer in einer Distanz von bis zu 500 Metern – kann das schwere Schäden nach sich ziehen. Welche Art von Blitzschutz sich am besten eignet, hängt einzig und allein von der konkreten Situation und dem verfügbaren Raum ab. Größere Dächer bieten hier andere Möglichkeiten als kleinere. Wer kein gesondertes Blitzschutzsystem installieren möchte, sollte dennoch einige Vorkehrungen treffen, um die Auswirkungen eines Einschlags zumindest abzumildern. 

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