Überspannungsschutz bei Photovoltaikanlagen

Q: Relevante Richtlinien

Folgende Richtlinien sind für den normgerechten Überspannungsschutz von Photovoltaik-Anlagen zu berücksichtigen: Um Überspannungsschäden zu verhindern, wird für PV-Aufdachanlagen ein Blitzschutzsystem nach VDE 0185- 305-3 (IEC/ EN 62305-3) empfohlen. Eine Risikoanalyse nach VDE 0185-305-2 hilft dabei, die Notwendigkeit eines Blitzschutzsystems sowie die erforderliche Blitzschutzklasse zu ermitteln. Dies gilt nur für Fälle, in denen durch weitere Richtlinien, wie beispielsweise die Landesbauordnungen, keine anderen Blitzschutzsysteme gefordert sind. Für komplexe PV-Freiflächenanlagen, wie beispielsweise bei PV-Kraftwerken oder Solarparks mit der Anforderung einer erhöhten Verfügbarkeit, sollte generell die Notwendigkeit oder der Bedarf an zusätzlichen Maßnahmen unter Nutzung der VDE 0185-305-2 geprüft werden. Nur eine geschützte Anlage kann den Belastungen, denen sie ausgesetzt ist, standhalten und dauerhaft sicher Energie produzieren. So empfehlen die Sachversicherer in der Neufassung der VdS-Richtlinie 2010 (Februar 2021) weiterhin für PV-Freilandanlagen inneren Überspannungsschutz. Für die Errichtung von PV-Stromversorgungssystemen gelten die Normen der VDE 0100 Reihe, insbesondere die DIN VDE 0100-712. Wird eine PV Anlage neu errichtet und an die elektrische Anlage angeschlossen, ist Überspannungsschutz (Typ 2 / class II) auf der AC-Seite nach DIN VDE 0100-443 und DIN VDE 0100-712 (IEC 60364-4-44 und 60364-7-712) einzusetzen. Durch den zusätzlichen Verweis in der DIN VDE 0100-712 auf die VDE 0185-305-3, Beiblatt 5, ergibt sich neben der AC-Seite auch auf der DC-Seite die Notwendigkeit eines Überspannungsschutzsystems, um zur Sicherheit des Wechselrichters bei Anlagen mit äußerem Blitzschutzsystem beizutragen.

Q: Überspannungsschutzgeräte: Auswahl und benötigte Anzahl

Bei der Auswahl sollten folgende Punkte besonders berücksichtig werden: Die höchste Leerlaufspannung der PV-Anlage darf in keinem Fall die maximale Dauerspannung des Überspannungsschutzgeräts für die Gleichspannungsseite der Photovoltaik-Anlage überschreiten. Die Anzahl der benötigten Schutzgeräte ergibt sich aus der Anzahl der MPP-Tracker im jeweiligen PV-System. Ist der Wechselrichter mit Informations- oder Kommunikationseinrichtungen verbunden, sollten auch diese Leitungen durch geeignete Überspannungsschutzgeräte in den Potentialausgleich eingebunden werden. Die Installation des Wechselrichters wird bei PV Anlagen auf Gebäuden je nach den örtlichen Verhältnissen direkt auf dem Dach, auf dem Dachboden, häufig aber auch im Keller vorgenommen. Bei der Installation im Keller kann es sinnvoll sein, den Überspannungsschutz nicht nur vor dem Wechselrichter, sondern zusätzlich auch beim Eintritt der Leitungen in das Gebäude einzusetzen, um induktive Einkopplungen von außen zu vermeiden.

Q: OBO-Lösungen für eine sichere Photovoltaik-Anlage

Überspannungsschutz für PV-Anlagen hat immer zwei Seiten: Sowohl auf der Gleichspannungs- als auch auf der Wechselspannungsseite können Überspannungen aus verschiedensten Gründen ins System eingekoppelt werden und so beispielsweise die Wechselrichter beschädigen. Der OBO Überspannungsschutz sichert alle Seiten zuverlässig ab. Zum Schutz des DC-seitigen Eingangs des Wechselrichters bietet OBO ein Portfolio an Generatoranschlusskästen mit Blitz- und Überspannungsschutz an. Mehr erfahren

Überspannungsschutz für PV-Anlagen hat immer zwei Seiten. Sowohl auf der Gleichspannungs- (DC) als auch auf der Wechselspannungsseite (AC) können Überspannungen ins System eingekoppelt werden. Als Folge kann beispielsweise der Wechselrichter beschädigt werden. Der OBO Überspannungsschutz sichert alle Seiten zuverlässig und umfassend ab. Auch vorhandene Datenleitungen können mit geeigneten Schutzgeräten sicher in den Potentialausgleich eingebunden werden.

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Überspannungsschutz bei Anlagen ohne äußeres Blitzschutzsystem

Bei Anlagen ohne ein äußeres Blitzschutzsystem ist Überspannungsschutz auf der DC-Seite nicht normativ gefordert. Dennoch ist der Einsatz dringend zu empfehlen, damit die Photovoltaik-Anlage bei auftretenden Überspannungen, beispielsweise durch Schalthandlungen im Netz, geschützt ist. Gleichzeitig wird so die Verfügbarkeit der Anlage gesichert.

Um den Wechselrichter bestmöglich vor gefährlichen Überspannungen zu schützen, sollten Überspannungsschutzgeräte sowohl auf der Gleich- als auch auf der Wechselspannungsseite direkt sowohl an den Eingängen als auch am Ausgang eingesetzt werden.

Bei der Auswahl eines Überspannungsschutzgerätes für die Gleichspannungsseite der Photovoltaik-Anlage darf die höchste Leerlaufspannung der PV-Anlage in keinem Fall die höchste Dauerspannung des Überspannungsschutzgerätes überschreiten. Die Anzahl der benötigten Schutzgeräte ergibt sich aus der Anzahl der MPP-Tracker im jeweiligen PV-System.

Ist der Wechselrichter mit Informations- oder Kommunikationseinrichtungen verbunden, sollten auch diese Leitungen durch geeignete Überspannungsschutzgeräte in den Potentialausgleich eingebunden werden.