Blitzschutz Photovoltaik
Lexikon der Photovoltaik-Begriffe
Zu den wesentlichen baulichen Maßnahmen, Ihre Photovoltaikanlage zu schützen, gehört der Blitzschutz. Blitzeinschläge sind zwar seltene Ereignisse, können jedoch, wenn sie eintreten, die Photovoltaikanlage beeinträchtigen – im schlimmsten Fall sogar schwer beschädigen.
Nicht nur Direkteinschläge von Blitzen gefährden die Photovoltaikinstallation. Beim Blitz werden Elektronen und Gas-Ionen in großer Zahl ausgetauscht, ihre Stromstärke kann von 20.000 bis zu 300.000 Ampere betragen; dabei erzeugen Blitze durch ihre hohen Ströme magnetische und elektrische Felder, welche die Funktionen der Photovoltaikanlage auch auf kleinere Entfernung hin beeinträchtigen oder schädigen können. Die Blitzschutz-Maßnahmen können in verschiedene Klassen unterteilt werden, welche sich in der Wirksamkeit der Blitzabwehr unterscheiden. Am besten schützt Klasse 1, die fast einhundert Prozent der Blitze abfängt.
Blitzeinschläge vs. Photovoltaikanlage
Je nach Entfernung zur Photovoltaikanlage lassen sich folgende vier Kategorien von Blitzeinschlägen unterscheiden:
- Ferneinschläge von Blitzen (500m bis 1.500m) – sie beeinflussen in der Regel nur vorübergehend die Leistung von elektrischen Anlagen, verursachen jedoch keine dauerhaften Schäden und können der Photovoltaikanlage kaum gefährlich werden.
- Naheinschläge (unter 500m) – bei Blitzen mit hoher Entladung ist diese Entfernung gering genug, um duch starke Magnetfelder schadensrelevante Überspannungen in elektrischen Geräten zu erzeugen.
- Indirekte Blitzeinschläge – der Blitz trifft das Installations- und Leitungssystem, das mit der Anlage verbunden ist (z.B. durch einen Einschlag bei Einrichtungen des Stromversorgers), nicht aber die Photovoltaikanlage selbst; Blitz-Teilströme, die hierbei über Versorgungsleitungen fließen können, sind geeignet, an elektronischen Bauteilen und Messvorrichtungen große Schäden hervorzurufen.
- Direkte Blitzeinschläge – falls keine Schutzvorrichtung den Einschlag abfängt, fließt der Blitzstrom über Hausleitungen und Installationen; elektrische Anlagen werden in der Regel zerstört, elektronische Speichersysteme (z.B. Datenspeicher im Wechselrichter) werden durch die entstehenden Magnetfelder gelöscht, erhebliche Überspannungsschäden können auch die Photovoltaikanlage treffen; durch die Hitzeentwicklung (bis zu mehreren 1.000° C) kann es zu explosionsartigen Verdampfungen von Material kommen, auch Brände sind nicht ausgeschlossen.
Schutzmaßnahmen
Um die genannten möglichen Schäden bei Blitzeinschlag zu vermeiden, sollten Photovoltaikanlagen sich auf jeden Fall im Wirkungsbereich des Haus-Blitzschutzes befinden. Liegt die Photovoltaikanlage flach auf dem Dach auf, erhöht sie die Gefahr eines Blitzschlages nicht in nennenswertem Umfang. Bei auf Flachdächern aufgeständerten Photovoltaikanlagen jedoch ragen die aufgestellten Module ggf. über Hausaufbauten und Blitzschutzanlagen hinaus – an exponierten Stellen dieser Art schlagen Blitze bevorzugt ein. Für einen solchen Fall sollten die äußeren Blitzschutzeinrichtungen angepasst werden. Es empfiehlt sich, dies durch Fachfirmen erledigen zu lassen – nicht nur, dass nicht fachgerecht ausgeführte Arbeiten an stromführenden Anlagenteilen gefährliche Stromunfälle nach sich ziehen können; ein sachwidrig installiertes Blitzschutz-System kann die Schadensgefahr bei Blitzschlag sogar noch vergrößern.
Auch die Entscheidung, ob ein Blitzschutzsystem bzw. die Erweiterung des bereits vorhandenen Blitzschutzsystems erforderlich ist, sollte keinesfalls ohne Beratung durch die Fachleute getroffen werden – neuere Blitzschutzkonzepte nach der Vornorm DIN V VDE V 0185 Teil 2: 2002 [4], welche die Analyse des Blitzschadensrisikos für bauliche Anlagen durch Einteilung in Blitzschutzzonen beschreibt (und traditionelleren Blitzschutzkonzepten deutlich überlegen ist, indem sie anstelle der älteren, subjektiven Einschätzung den Fachleuten nun objektive Entscheidungskriterien für die Einrichtung von Blitzschutzsystemen an die Hand gibt), erfordern gründliche fachliche Kenntnisse und Fortbildungen.
Bei Einrichtung eines Blitzschutz-Systems greifen zwei Schutzsysteme ineinaner:
- Der äußere Blitzschutz
- dies funktioniert ähnlich einem klassischen Blitzableiter, indem lange, leitfähige geerdete Blitzfangstangen und/oder maschenförmige Blitzfangleitungen den Einschlag des Blitzes an exponierter Stelle abfangen und den Strom außen am Haus/an der zu schützenden Anlage vorüber ins Erdreich ableiten.
Diese Stangen bzw. Drähte sollten 2m oder mehr von der Photovoltaikanlage entfernt angebracht werden, um ertragsmindernde Verschattungen zu vermeiden. - Der innere Blitzschutz
- dies sind alle Blitzschutz-Maßnahmen innerhalb der durch den äußeren Blitschutz geschaffenen Schutzräume; sie sollen Leitungen und Endgeräte schützen – in erster Linie durch den Einbau von Überspannungsgeräten, z.B. Varistoren (variablen Transistoren: spannungsabhängig arbeitende Widerstände), in Verteilern, Steckdosen und Endgeräten.
Da der Überspannungsschutz durch einen Varistor mit zunehmender Entfernung abnimmt, sollte die Entfernung der Installation eines Varistors zu den Elementen der Photovoltaikanlage günstigenfalls höchstens bis zu 10 Kabelmetern betragen.
Einige Photovoltaikanlagen bzw. -komponenten besitzen bereits eingebaute Varistoren.
Übrigens senken manche Photovoltaikversicherungen bei Vorhandensein oder Einbau eines geeigneten Blitzschutzsystems die Prämie – es lohnt sich ggf. bei Ihrer Versicherungsgesellschaft nachzufragen!
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