Die Auswahl der richtigen Überspannungsschutzeinrichtungen ist entscheidend für die Sicherheit und Langlebigkeit einer Photovoltaikanlage. Selbst der beste Wechselrichter oder die besten Module sind nicht gegen die Folgen von Überspannungen gefeit, die durch atmosphärische Entladungen oder Schaltvorgänge entstehen.
Deshalb ist neben den Überspannungsschutzgeräten selbst deren fachgerechte Erdung ebenso wichtig – sowohl die Art als auch der Querschnitt der Leiter spielen hierbei eine Rolle.
Wann verwendet man Schutzgeräte vom Typ T2?
Überspannungsableiter T2 (Typ 2) werden in Anlagen ohne Risiko eines direkten Blitzeinschlags eingesetzt, also wenn:
- das Gebäude keine Blitzschutzanlage (LPS) hat,
- das Dach aus nicht leitendem Material besteht (z. B. Keramikziegel, Dachpappe/Bitumenbahn, Schindeln, Schiefer),
- die PV-Unterkonstruktion nicht mit der Blitzschutzerde verbunden ist.
In diesem Fall schützt T2 vor indirekten und induzierten Überspannungen, die auftreten können, wenn der Blitz in der Nähe des Gebäudes oder in das Stromnetz einschlägt.
Wann verwendet man Schutzgeräte vom Typ T1+T2?
Überspannungsableiter T1+T2 sind erforderlich, wenn ein Risiko für direkte Blitzentladungen besteht – also wenn:
- das Objekt über eine Blitzschutzanlage verfügt,
- die PV-Konstruktion metallisch (galvanisch) mit LPS oder Erdung verbunden ist,
- das Dach metallisch ist (Trapezblech, Metalldachziegel) und eine Verbindung zur PV-Konstruktion bildet,
- die DC-Leitungen näher als 0,5 m an Blitzschutzelementen verlaufen.
T1+T2 schützt vor den Auswirkungen direkter und indirekter Entladungen, daher wird er sowohl auf der DC– als auch auf der AC-Seite eingesetzt.
Praktische Regel:
Wenn auf dem Dach ein T1+T2-Ableiter verwendet wurde, sollte im AC-Verteiler ebenfalls ein T1+T2 installiert werden, um die Koordination der Schutzstufen auf beiden Seiten des Wechselrichters sicherzustellen.
Wiederholung von Schutzgeräten bei langen Strings
Wenn die Entfernung zwischen PV-Modulen und Wechselrichter mehr als 10 m beträgt, sollten die DC-Überspannungsschutzgeräte am Anfang und am Ende des Strings wiederholt werden:
- ein Satz bei den Modulen (in der PV-Stringbox),
- der zweite beim Wechselrichter.
So wird die Überspannungsenergie wirksam verteilt und die DC-Leitungen sowie Geräte sind über die gesamte Trassenlänge geschützt.
Auswahl des Querschnitts der Erdungsleiter – 6 mm² oder 16 mm²?
Die Wirksamkeit von Überspannungsableitern hängt nicht nur vom Typ ab, sondern auch von einer korrekten Erdung. Ein zu dünner Erdungsleiter kann die Stoßenergie nicht ableiten, und ein zu langer oder schlecht verlegter Leiter erhöht die Impedanz des Schutzpfades.
Kupferlitze 6 mm² Cu
Eingesetzt in Anlagen ohne LPS (Blitzschutzanlage), also dort, wo:
- das Risiko einer direkten Entladung gering ist,
- Überspannungsschutzgeräte vom Typ T2 verwendet werden,
- die Erdungsleiter kurze Strecken (bis einige Meter) haben,
- die PV-Konstruktion mit einem lokalen Erder oder der Hauptpotentialausgleichsschiene (PE) verbunden wird.
Beispiel: Anlage auf einem Einfamilienhaus mit Ziegeldach, ohne Blitzschutz – eine Cu-Litze 6 mm² ist ausreichend.
Kupferlitze 16 mm² Cu
Eingesetzt in Anlagen mit Blitzschutzanlage (LPS) oder dort, wo:
- die PV-Konstruktion mit Blitzschutzelementen verbunden ist,
- Überspannungsschutzgeräte vom Typ T1 oder T1+T2 verwendet werden,
- das Gebäude ein Metalldach oder eine Stahlkonstruktion hat,
- die Möglichkeit besteht, dass ein Teil des Blitzstroms fließt.
Beispiel: Halle mit Trapezblechdach und Blitzschutzsystem – eine Cu-Litze 16 mm² als Verbindung der PV-Konstruktion mit dem Erder ist verpflichtend.
Gute Erdungspraxis
- Erdungsleiter über den kürzesten und geradlinigsten Weg führen, Schleifen und enge Bögen vermeiden.
- Verbindungen dauerhaft und korrosionsbeständig ausführen – am besten mit Edelstahlklemmen oder löt-/schweißverbundenen Verbindungen.
- Sicherstellen, dass DC-, AC- und PV-Konstruktions-Erdung gemeinsam verbunden sind und einen gemeinsamen Bezugspunkt der Potentiale (Haupterdungsschiene – GSU) haben.
Zusammenfassung
| Element | Gebäudetyp / Dach | Empfohlene SPD | Erdungsquerschnitt |
|---|---|---|---|
| Einfamilienhaus ohne LPS, Dach aus Ziegeln/Dachpappe/Schindeln | Nicht leitendes Dach | T2 (DC und AC) | 6 mm² Cu |
| Gebäude mit Blitzschutzanlage oder Metalldach | Leitendes Dach / LPS | T1+T2 (DC und AC) | 16 mm² Cu |
| Abstand Module–Wechselrichter > 10 m | Langer String | Wiederholte DC-SPD | Wie oben (je nach LPS) |
Zusammenfassend:
Der Überspannungsschutz einer PV-Anlage wirkt nur dann effektiv, wenn er ganzheitlich, koordiniert und korrekt geerdet ist.
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