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Elektromagnetische Strahlung einer Photovoltaik Anlage

Nicht wenige Interessenten einer Solaranlage machen sich im Vorfeld Gedanken zu dem Thema Elektrosmog PV. Das ist auch recht verständlich, denn oft wird ja eine Photovoltaikanlage auf dem Dach eines Einfamilienhauses, also direkt über den Köpfen aller Familienmitglieder installiert. Unter Elektrosmog versteht man im allgemeinen die Gesamtheit an Immissionen von elektrischen, magnetischen sowie elektromagnetische Felder, von denen man annimmt, dass sie unerwünschte biologische Auswirkungen haben könnten.
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Elektromagnetische Strahlung oder auch Elektrosmog entsteht durch das Zusammenwirken zweier physikalischer Größen. Das elektrische Feld, gemessen in Volt pro Meter [V/m] sowie das magnetische Feld, gemessen in Mikrotesla [µT]. Diese beiden Felder werden aber nicht nur von einer Solaranlage erzeugt, sondern von allen elektrischen Geräten oder stromführenden Leitungen. Es stellt sich nur die Frage, in welcher Größenordnung und ab wann kann man überhaupt von "Elektrosmog" reden? Bei einer PV-Anlage könnte man schon allein von der Größe und der erzeugten Leistung meinen, dass hier Elektrosmog erzeugt wird, der im Vergleich zu normalen Haushaltsgeräten um ein Vielfaches höher sein müsste.

Gesetzliche Vorgaben für elektromagnetische Felder

Die Grenzwerte sind festgelegt in der 26. Verordnung zur Durchführung des Bundes-Immissionsschutzgesetzes aus dem Jahr 1996 (Verordnung über elektromagnetische Felder - 26. BImSchV). Demnach darf bei Niederfrequenzanlagen, also z.Bsp. bei allem, was wie das Stromnetz 50 Hz hat, die Feldstärke nicht 5.000 V/m (Volt pro Meter) und die magnetische Flußdichte nicht 100 µT (Mikrotesla) überschreiten.

Das sagt dem Laien aber erst einmal gar nichts, wer hat schon Werte von Feldstärken und Flußdichten im Kopf? Machen wir uns also schlau und schauen mal, was gebräuchliche Haushaltsgegenstände für Werte hervorrufen. Zuerst die Feldstärke im Abstand von 30 cm zum verwendeten Gerät: (Quelle: LUBW)

Gerät elektrische Feldstärke [V/m]
Bügeleisen 120
Kühlschrank 120
Haartrockner 80
Toaster 80
Kaffeemaschine 60
Radiowecker 120
Glühbirne <80
Steckdose <1
Hausnetzkabel <0,1

Dann die magnetische Flussdichte in Mikrotesla [µT] im Abstand von 30 cm und 1 Meter zum Gerät: (Quelle: LUBW). Die Werte schwanken aufgrund der unterschiedlichen Gerätetypen, die zum Einsatz kommen können. Die natürliche Feldstärke des Erdmagnetfeldes beträgt übrigens 40 bis 50 µT. Das natürliche elektrostatische Feld der Erde hat etwa 130 V/m.

Gerät in 30 cm Abstand in 1 m Abstand
E-Herd 0,15-8 0,01-0,04
Kühlschrank 0,01-0,3 0,01-0,04
Kaffemaschine 0,1-0,2 0,01-0,02
Handmixer 0,6-10 0,02-0,25
Toaster 0,06-1 0,01-0,02
Bügeleisen 0,1-0,3 0,01-0,03
Haartrockner 0,1-7 0,01-0,3
Staubsauger 2-20 0,1-2
Radiowecker 0,1-1 0,01-0,02

Wie man sieht, sind diese Werte meilenweit von den Grenzwerten 5.000 V/m und 100 µT entfernt. Aber es handelt sich ja auch um maximal zulässige Werte und die Industrie hat kein großes Interesse daran, diese Werte zu reduzieren. Daher rechnen Baubiologen mit ganz anderen Werten.

Bei einem magnetisches Gleichfeld, also alles was im DC-Bereich einer PV-Anlage liegt wie Module und Verkabelung bis zum Wechselrichter, beträgt der empfohlene Maximalwert etwa 50 µT. Für ein magnetisches Wechselfeld, also alle Geräte, die mit Wechselstrom betrieben werden und bei einer PV-Anlage alles, was ab dem Wechselrichter verbaut wird ist der Grenzwert aus baubiologischer Sicht im Schlafbereich auf maximal 0,2 µT festgelegt. Für ein elektrisches Wechselfeld wird die maximale Feldstärke mit 10 V/m für das Schlafzimmer in der Nacht und mit 20 V/m tagsüber angegeben.

Hoppala, hier kommt man bei einigen normalen Haushaltsgeräten bereits über die engen Grenzwerte der Baubiologen! Einen Handmixer oder einen Toaster wird man selten im Schlafbereich einsetzen, bei einem Radiowecker sieht das aber schon ganz anders aus. Hier wird der empfohlene Grenzwert bereits um das 12fache überschritten. Jetzt sind wir immerhin soweit, dass wir Werte unserer PV-Anlage besser einschätzen können. Wie sieht es hier aus?

Flussdichte einer Photovoltaik Anlage

Elektrosmog-Quelle Abstand Flussdichte [µT] Art
einadrige Strangleitung, Gleichstrom,
3 Ampere
10 cm 6 magnetisches Gleichfeld
1 m 0,6
einadrige Strangleitung, Wechselstrom 0,3A/0,03A*) 10 cm 0,6/0,06 magnetisches Wechselfeld
1 m 0,06/0,006

*) Durch die Überlagerung des Gleichstroms, 50 Hz-Welligkeit 10% bzw. 1%

Feldstärke einer Photovoltaik Anlage

Elektrosmog-Quelle Abstand Feldstärke [V/m] Art
Solarmodulfläche,
Trafoloser Wechselrichter
10 cm 350 elektrisches Wechselfeld
1 m 17
Solarmodulfläche, Wechselrichter mit Trafo 10 cm 18 elektrisches Wechselfeld
1 m 0,8

(Quelle: Fraunhofer Institut)

Elektrische Wechselfelder treten eigentlich nur ab dem Wechselrichter Richtung Netz auf. Diese Wechselfelder sind für den menschlichen Organismus wesentlich schädlicher als Gleichfelder. Die Werte von 6 und 0,6 µT für das magnetische Gleichfeld sind absolut unbedenklich. Aber auch im DC-Bereich kann man Wechselfelder aufgrund von in der Nähe befindlichen Wechselstromleitungen messen.

Dann kommt hinzu, dass bei Wechselrichtern keine 100%-ige Trennung zwischen DC- und AC-Seite besteht. Also gibt es auch auf der Generatorseite Wechselfelder. Diese sind besonders ausgeprägt bei trafolosen Wechselrichtern. Dadurch entstehen die höheren Feldstärke-Werte für Anlagen mit trafolosen Wechselrichtern. (Deshalb müssen auch die Module geerdet werden)

Was erkennen wir anhand dieser Werte?

  • Die Flussdichte beträgt maximal 0,6 µT im Abstand von 1 Meter von den Gleichstromleitungen. Damit wird der Grenzwert der Baubiologen von 0,4 µT leicht überschritten. Das gilt aber nur für einadrige Leitungen. Bei zweiadrigen Leitungen kompensieren sich die Ströme der beiden Adern und der Wert reduziert sich dadurch drastisch. Daher sollte immer darauf geachtet werden, die Plus- und Minusleitung nah beieinander oder sogar verdrillt zu verlegen. (Auch aus Blitzschutzgründen sollte dies so gemacht werden)
  • Die Feldstärke beträgt maximal 17 V/m bei einem Abstand von 1 Meter. Nachts würde also der baubiologische Grenzwert bei trafolosen Wechselrichtern leicht überschritten werden, tagsüber aber nicht. Da ist es doch von Vorteil, dass eine Solarstromanlage nachts keinen Strom erzeugt. Aber selbst diese 17 V/m im Abstand von einem Meter sind lediglich der Dreihundertste Teil des gesetzlich Zulässigen!
  • Die Wechselrichter sowie die wechselstromführenden Leitungen erzeugen vergleichsweise hohe magnetische Wechselfelder. Daher sollte ein Wechselrichter wenn irgendwie möglich nicht in Wohnräumen installiert werden, ganz abgesehen von weiteren negativen Einflüssen wie die Geräuschentwicklung oder hochfrequente Töne.

Fazit zur elektromagnetischen Strahlung einer PV-Anlage

  • Photovoltaikmodule und Gleichstromkabel zum Wechselrichter erzeugen vor allem Gleichfelder. Diese sind bereits nach wenigen Zentimeter Abstand geringer als natürliche Felder.
  • Wechselrichter und alle weiteren wechselstromseitigen Geräte erzeugen Wechselfelder, jedoch im unbedenklichem Umfang.
  • Wechselstromkabel hinter dem Wechselrichter, also AC-seitig unterscheiden sich nicht zu Kabeln für den Herd, der Waschmaschine oder sonstigen größeren Verbrauchern.
  • Hochfrequente Wechselfelder, wie sie bei einer Solaranlage nicht vorkommen sind die gefährlichsten. Wer sich wegen Elektrosmog aufgrund einer Solaranlage Sorgen macht, sollte erst einmal in seinem näheren Umfeld nach anderen, weit "strahlenderen" Dingen Ausschau halten wie z.B:
    • Schnurloses Telefon
    • Handy
    • WLAN und Bluetooth
    • Babyphon
    • Mikrowelle
    • Induktionskochfeld
    • Energiesparlampen
    • beheizbares Wasserbett
    • auch außerhalb der eigenen vier Wände wie z.B. elektronische Warensicherung im Kaufhaus

Aus der Praxis: Eletromagnetische Strahlung bei meiner Photovoltaik Anlage "High-Light"

Die Anlage wurde Ende 2007 auf dem Dach meines Einfamilienhauses installiert. Direkt unter der Anlage befinden sich im ersten Stock das elterliche Schlafzimmer sowie eines der beiden Kinderzimmer. Die Verkabelung wurde so durchgeführt, dass die Plus- und Minusleitungen eng beieinander liegen.

Meine Familienmitglieder und ich konnten bisher keinerlei gesundheitliche Beeinträchtigungen durch die Anlage feststellen, obwohl die Module nur in äußerst geringem Abstand zu den Schlafstätten montiert sind. Es gibt keine Schlafstörungen, außer dass sich die Zubettgehzeiten und Aufstehzeiten der Eltern und der Kinder stark voneinander unterscheiden. Die Ursache dafür dürfte aber kaum in der PV-Technologie zu suchen sein.

Desweiteren sind keine geistigen Defizite erkennbar. Beide Kinder studieren, die Eltern können sich auch weiterhin problemlos artikulieren. Alle Elektrogeräte funktionieren störungsfrei, keine vor- oder nachgehenden Digitaluhren, keine Störungen erkennbar im Fernsehempfang oder beim inzwischen ebenfalls vorhandenen WLAN. Alles in allem: No Problem!

Weitere Informationen zu den elektrischen Komponenten einer Photovoltaik Anlage finden Sie unter der Thematik Fehlersuche und technische Defekte.

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Dieser Artikel wurde erstellt von: Christian Märtel, Redakteur www.Photovoltaik-Web.de
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