Wann ist ein Überspannungsschutz angebracht?

7. Oktober 2020
Was muss bei der Planung hinsichtlich des Blitz- und Überspannungs­schutzes berücksichtigt werden? Welche Normen und Richtlinien gibt es? Was muss hinsichtlich des Versicherungsschutzes beachtet werden? Gehen Sie die Punkte einen nach dem anderen durch und danach sollten Sie zumindest etwas genauer wissen, ob das Thema Blitzschutz bei Ihrer Anlage unter die Lupe genommen werden sollte, oder ob darauf verzichtet werden kann.
Dieser Artikel wurde erstellt von:
Christian Märtel, Redakteur www.Photovoltaik-Web.de
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Unterschiedliche Meinungen beim Thema Blitzschutz

Der Blitz- und Überspannungsschutz sowie die Erdung einer Solarstrom­anlage ist ein äußerst heikles Thema. Selbst unter Fachleuten gibt es die unterschiedlichsten Meinungen, unter welchen Umständen ein Schutz notwendig beziehungsweise sinvoll ist und wann nicht.

Woran liegt das? Ein Blitz außerhalb von Laborbedingungen ist "unberechenbar". Damit ist ein hundertprozentiger Schutz auch mit größtem Aufwand nicht möglich. Es gibt viele Empfehlungen seitens Herstellern von Modulen, Unterkonstruktionen und Wechselrichtern sowie von Verbänden, die aber tatsächlich nur Empfehlungen sind und daher nicht umgesetzt werden müssen. So lautet beispielsweise eine Empfehlung des VdS (Verband der Sachversicherer in der Richtlinie zur Schadensverhütung VdS 2010), dass Photovoltaikanlagen über 10 kWp mit einem Blitzschutzsystem der Blitzschutzklasse III ausgerüstet werden sollen.

Da stellt sich jetzt der Laie die Frage: Ja was denn nun, muss ich oder muss ich nicht, soll ich oder soll ich nicht? Da von einem Auftraggeber einer Solaranlage, der sich mit der Materie nicht auskennt nicht erwartet werden kann, dass er selber entscheidet ob ein Blitz- und Über­spannungsschutz notwendig ist, sind Planer, Errichter und Bauleiter als Auftragnehmer verpflichtet, den Auftraggeber bzw. den Bauherren über das Risiko eines Blitzschadens zu beraten und über die Notwendigkeit entsprechender Maßnahmen zu informieren.

Sollte jetzt für die Planung eines Blitzschutzkonzeptes die Hilfe eines Spezialunternehmens in Anspruch genommen werden, so haben diese Firmen verständlicherweise ein großes Interesse, die benötigten (oder auch nicht benötigten) Sicherheitskomponenten und -einrichtungen an den Mann, sprich PV-Anlagenbetreiber zu bringen. Dennoch ist es vor allem bei größeren Projekten ratsam, eine Fachfirma in die Projektplanung mit einzubeziehen. Besonders Anlagen in einer exponierten Lage oder mit bereits auf dem Gebäude installierter Blitzschutzanlage bedürfen einer fachlich versierten Firma. Falsch geplanter und/oder installierter Blitzschutz kann die Schadenshöhe im Falle eines Blitzeinschlages sogar erhöhen!

Normen und Richtlinien beim Blitz- und Überspannungsschutz

Grundsätzlich regelt die DIN EN 62305 / VDE 0185-305:2011-10 den Blitzschutz als Gesamtkonzept. Relativ neu ist das Beiblatt 5 zur DIN EN 62305 bzw. VDE 0185-305 - Blitz- und Überspannungsschutz für PV Stromversorgungssysteme. Das Beiblatt geht detailliert auf den Schutz von PV-Stromversorgungssystemen gegen schädliche Folgen von Blitzeinwirkungen und Überspannungen atmosphärischen Ursprungs ein. Falls ein Blitz- und/oder Überspannungsschutz gefordert ist oder errichtet werden soll, beschreibt das Beiblatt Anforderungen und Maßnahmen, um die Sicherheit, Funktion und Verfügbarkeit der PV-Stromversorgungs­systeme zu erhalten. Ebenfalls enthalten sind Berechnungsregeln zum äußeren Blitzschutz.

Folgende Aspekte beim Überspannungsschutz für Photovoltaik Anlagen abklären

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1. Versicherungsschutz

Klären Sie unbedingt ab, ob in Ihrer Photovoltaikversicherung ein Blitz- und Überspannungsschutz gefordert wird oder nicht. Es gibt Versicherungen, bei denen explizit darauf hingewiesen wird, dass ein Blitz- oder Überspannungsschutz nicht Voraussetzung für einen Versicherungsschutz ist. Manche Versicherungen lassen sich den fehlenden Schutz mit einer etwas höheren Versicherungsprämie bezahlen. Aber auch ein noch so guter Blitzschutz bedeutet nicht zwangsläufig, dass auf eine Versicherung verzichtet werden kann. Sollte also ein Schadensfall eintreten, ob mit oder ohne Blitz- und Überspannungsschutz, sind Sie so unter allen Umständen finanziell abgesichert.

2. Äußerer und innerer Blitzschutz

Beim äußeren Blitzschutz handelt es sich um die außen an einem Gebäude sichtbar installierten Komponenten wie Fangstangen und Ableitungen. Diese sollen einen direkten Blitzschlag abfangen und ins Erdreich ableiten. Der innere Blitzschutz setzt sich aus Überspannungs- und Überstromableitern zusammen und befindet sich im Hausstrom­verteiler. Um bei einem Blitzschlag unkontrollierte Überspannungen zu vermeiden, wird die Anlage in den Potentialausgleich des Gebäudes integriert.

3. Äußerer Blitzschutz am Gebäude bereits vorhanden

Besitzt das Gebäude, auf dem die Fotovoltaikanlage installiert werden soll bereits einen äußeren Blitzschutz? Dieser Blitzschutz ist beispielsweise bei öffentlichen Gebäuden wie Schulen oder Sporthallen vorgeschrieben. Falls ja, gibt es zwei Möglichkeiten:

  • Die PV-Anlage wird im Schutzbereich der bestehenden Blitzschutzanlage montiert. Dieser Schutzbereich besteht zum Beispiel aus langen, leitfähigen Stangen, die so platziert sind, dass ein Blitz immer zuerst hier einschlägt, anstatt in das zu schützende Objekt. Von dort aus wird der Blitz beziehungsweise der aus dem Blitz resultierende Blitzstrom um das zu schützende Objekt herum in das Erdreich abgeleitet.
  • Kann die PV-Anlage nicht vollständig in den bestehenden Schutzbereich montiert werden, so muss dieser entsprechend erweitert werden. Dies kann entweder durch Anbringung weiterer Stangen oder durch Verlängerung der vorhandenen Blitzfangstangen erfolgen.

Achtung!
Es kommt immer wieder vor, dass Fangstangen zwar die Anlage vor einem Blitzschlag schützen, aber keinerlei Rücksicht auf dadurch entstehende Verschattungen genommen wird. Diese, durch die Fangstangen verursachten Verschattungen können erhebliche Ertragseinbußen nach sich ziehen. Bei harten Schatten durch sehr nahe an Modulen befindlichen Stangen kann es sogar zu Beschädigungen (Hotspots) der Module kommen. Daher ist eine äußerst sorgfältige Planung der Anordnung der Fangstangen unabdingbar. Falls sich die Stangen nicht so anordnen lassen, dass sie zu keiner Tageszeit im Laufe des Jahres Schatten auf die Module werfen, sollte besser auf das eine oder andere Photovoltaikmodul verzichtet werden, anstatt mit Verschattungsverlusten kämpfen zu müssen.

Die PV-Anlage muss in einem bestimmten Abstand zu einer bereits vorhandenen Blitzschutzvorrichtung montiert werden. Dieser Abstand ist nicht fest definiert, sondern muss berechnet werden. Jetzt gibt es wieder zwei Möglichkeiten:

  • Ist es kein Problem, diesen Abstand einzuhalten, müssen keine weiteren Vorkehrungen getroffen werden.
  • Sollte der Abstand nicht eingehalten werden können, oder möchte man ihn nicht einhalten, da die vorhandene Dachfläche optimal ausgenutzt werden soll, muss die Photovoltaikanlage in den bestehenden Blitzschutz integriert werden.

4. Kein äußerer Blitzschutz vorhanden

Das Gebäude, auf dem die PV-Anlage installiert werden soll verfügt über keinen äußeren Blitzschutz. Wann muss ich mir Gedanken darüber machen, ob ein äußerer Blitzschutz notwendig ist?

  • Liegt das Gebäude auf einer Anhöhe? Sind keine anderen Gebäude in der unmittelbaren Umgebung, die über die geplante Fotovoltaikanlage hinausragen? Gibt es also nichts in der näheren Umgebung, was einen Blitz auf sich zieht? Dann ist die Anlage gefährdet und sollte hinsichtlich eines Blitzschutzkonzeptes überprüft werden.
  • Sobald die geplante Anlage über das bestehende Dach hinausragt, ist die Gefahr eines Blitzeinschlages um ein Vielfaches erhöht. Betroffen sind vor allem Anlagen auf Flachdächern, die zumeist aufgeständert sind. Überschreitet der Höhenunterschied ca. 0,3 Meter, sollte auch hier ein Blitzschutzkonzept in Betracht gezogen werden.

Sollten alle aufgeführten Punkte verneint werden können, so kann im Allgemeinen auf einen äußeren Blitzschutz verzichtet werden. Dennoch sei nochmals darauf hingewiesen, dass Ihr Installationsunternehmen für Ihre Beratung und Information zum Thema Blitzschutz und Überspannungsschutz verantwortlich ist!

5. Innerer Blitzschutz

Wichtig zu wissen ist, dass bei älteren Blitzschutzanlagen oft auf einen inneren Blitzschutz verzichtet wurde. Dies kann zur Folge haben, dass bei einem Blitzschlag Überspannungen aus dem äußeren Blitzschutz über den Potentialausgleich in den Hausstromkreis gelangen. Dies kann zur Zerstörung der im Gebäude angeschlossenen Haushaltsgeräte führen. Daher sollte der innere Blitzschutz bei Vorhandensein eines äußeren Blitzschutzes unbedingt vor Installation der PV-Anlage nachgerüstet werden.

Was sollte sonst berücksichtigt werden:

  • Modulgestell in den Potentialausgleich integrieren
  • Überspannungsableiter (Varistoren) vor und nach dem Wechselrichter vorsehen. ("Einfache" Überspannungsableiter sind bereits im Wechselrichter integriert, diese können aber direkte Blitzeinschläge nur bedingt abfangen)
  • Um induzierte Spannungen zu minimieren, ist auf eine korrekte Verlegung der Plus- und Minus-Stringleitungen zu achten. Diese sollten möglichst nahe zu- oder beieinander verlegt werden, da mit zunehmender Fläche, die dieser Stromkreis bildet, die eingekoppelte Überspannung erhöht wird. Oftmals bleibt dieser Punkt bei der Planung und Installation der Photovoltaikmodule unberücksichtigt. Einfacher Grund: Der Planungs- sowie Montageaufwand und zusätzlich auch der Kabelverbrauch erhöht sich nicht unwesentlich. Eine weiterere Ursache kann natürlich auch die Unwissenheit des Installateurs sein.

    Hier zwei Schaubilder, die einmal die falsche und einmal die richtige Kabelverlegung verdeutlichen sollen: (Zum Vergrößern bitte auf die Schaubilder klicken)

Falsche Kabelführung Solargenerator Richtige Kabelführung Solargenerator

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Erfahrungen & Fragen zum Thema Photovoltaik

Kombination von Nachtspeicherheizung und Solaranlage

Ist eine Solaranlage bei Nachtstromspeicherheizung möglich und sinnvoll bei ca. 10.000 KWh Stromverbrauch?
Antwort eines Haus&Co Experten

Ja, das kann eine sinnvolle Kombination sein - besonders, wenn Sie bei der Elektroheizung bleiben wollen. Sie benötigen auf jeden Fall einen Solarstromspeicher - da Sie den Strom dann tagsüber erzeugen, wenn die Nachtspeicherheizung gerade nicht vorheizt. Generell ist der Eigenverbrauch - dank sinkender Einspeisevergütung - stark in den Fokus gerückt. Da Solarstromspeicher auch aktuell noch von der KfW gefördert werden, würde ich da auf jeden Fall einmal ein Angebot anfragen.

Sie können sich das hier einmal kalkulieren (da ich keine Angaben zur verfügbaren Dachfläche habe): https://www.solaranlagen-portal.com/photovoltaik/kosten

Einphasiger oder dreiphasiger Wechselrichter? Welche Vor- und Nachteile gibt es? Was passt du meiner Anlage?

"Einphasiger-", oder "Dreiphasiger-Wechselrichter"? Klar ist die Berechnung der Einspeisung mittels einem saldierendem Zähler gewährleistet. Aber wie verhält es sich mit der Auslastung der Phasen? Eine einphasige Einspeisung bei eine dreiphasigen Verteilung (Ph1: Keller, Ph2: Erdgeschoss, Ph3: Obergeschoss. Da die Einspeisung nur auf die Phase "Obergeschoss" mit wenigen Verbrauchern angeschlossen ist? Habe ich noch einen Vorteil, da die weiteren Phasen ja nicht von der PV-Anlage bedient werden. Einspeisevergütung (nur 12,4): Ja, aber ich will maximalen Eigennutz bei 24,8 ct/kwh.
Antwort von Elektrotechnik Tim Frischling

Es ist nur eine maximale Schieflast von 4,6kW zu gewährleisten.
Wo die PV-Anlage angschlossen ist, ist "relativ egal", da, wie bereits richtig erwähnt die Zähler saldieren.

Auf den gemessenen Eigenverbrauch hat dies keine Auswirkung.

Photovoltaik Freiflächenanlage: Kosten, Förderung und Rentabilität?

Als Erbengemeinschaft von 3 Geschwistern besitzen wir in der Gemarkung Hösbach eine ebene Fläche Agrarland von 10 700 Quadratmetern mit einer erweiterbaren Fläche von weiteren 5 000 Quadratmetern Ackerland unmittelbar parallel im direkten Anschluss. Diese zusätzlichen 5 000 Quadratmeter sind im Besitz von zwei unserer Cousinen. Auf unserem Gelände befindet sich auch ein Hochspannungsmast . Derzeit werden die Grundstücke aufgefüllt mit Erdaushub (fast beendet) bedingt durch vorherigen Kalkabbau. Sowohl die Erbengemeinschaft als auch unsere Cousinen ( zusammen dann als Interessengemeinschaft), sind interessiert an einem Angebot für eine Photovoltaikanlage auf dieser Freifläche von insgesamt 1, 5 Hektar Land . Meine Fragen sind : 1) Was sind die Investitionskosten für eine solche Anlage ? 2) Welche Fördermittel (falls zutreffend) gibt es möglicherweise für solche Projekte. 3) Was wäre die Rentabilität und die Dauer für das Amortisieren einer solchen Investition? Für eine Antwort und Kontaktaufnahme wäre ich Ihnen dankbar. Mit freundlichen Grüßen Peter Hufgard
Antwort von PV Montagen G. Vijayakumar

Es werden mehr Daten Benötigt, daß ist das erste. Denn es steht zum Beispiel die Frage im Raum ob das Erdreich welches grad aufgefüllt wird auch verdichtet wird. Und wie sehr es verdichtet wird. Und nun zur Puntuellen Beantwortung Ihrer Fragen.

1) Die Investitionskosten für solch eine Anlage müssen vorab (nach Inaugenscheinnahme des Geländes sowie Geologisches Gutachten (z.B) erst Berechnet werden wenn mehr Details vorliegen würden.

2) Fördermittel gibt es von der Kreditanstalt für Wiederaufbau (KfW) in dem Maße das es sich, so gesehen um Geldtauscherei handelt.

3) Die Rentabilität einer Anlage von dieser Größe steht ausser Frage. Denn die Energiepreise werden nicht sinken von Jahr zu Jahr sondern eher wird das Gegenteil der Fall sein. Unter Bezugnahme auf das Vorgenannte ergibt sich auch keine Haltbare Aussage über die Dauer der Amortisierung der Anlage.

Nun konnte ich Ihnen leider nicht wirklich weiterhelfen, stelle es Ihnen jedoch anheim mich zu Kontaktieren. Denn die Thematik einer solchen Anlage ist komplexer als das es sich darstellt. Eine reine Angabe der Verfügbaren Fläche ist Dahingehend nicht wirklich Ausreichend.

Viele Grüße

Holger Gerhardt

Neuer Zählerschrank bei Installation einer Photovoltaikanlage?

Liebe Experten, ich denke darüber nach mir eine PV-Anlage aufs Dach zu setzen. Ein Bekannter meinte aber, dass ich dazu auch einen neuen Zählerschrank installieren lassen müsste und, dass das teuer würde. Stimmt das? Muss ein neuer Zählerschrank installiert werden? Und wenn ja was kostet das?
Antwort von Arnold Dach und Solar GmbH

Es muss nicht generell ein neuer Zählerschrank installiert werden.
Nur wenn der vorhandene Zählerschrank nicht mehr den aktuellen Richtlinien entspricht, oder wenn keine neue Messeinrichtung (z.Bsp. digitaler Stromzähler) mehr eingebaut werden kann, weil eine fachgerechte Nachrüstung (z.Bsp. Zählertafel) nicht mehr möglich ist.
Genaue Auskunft kann man beim zuständigen Netzbetreiber erfragen.

Kann ich zwei Strings mit verschiedener Anzahl von Modulen und unterschiedlicher Dachausrichtung an einen Wechselrichter anschließen?

Kann ich zwei Strings mit verschiedener Anzahl von Modulen und unterschiedlicher Dachausrichtung (einmal Süd und einmal Ost) an einen Wechselrichter, kein Multiwechselrichter anschließen?
Antwort von MICO-Energieberatung

Wenn Sie einen Wechselrichter mit zwei MPP-Trackern haben, ist das kein Problem.
Der Maximum Power Point (MPP) eines Solarmoduls beziehungsweise eines Strings ist der Punkt der Strom-Spannungs-Kennlinie, an dem das Solarmodul die höchste Leistung erbringt. Der MPP-Tracker hat nun die Aufgabe, den Maximum Power Point zu ermitteln, da dieser von der Sonneneinstrahlung, der Temperatur und individuellen Moduleigenschaften abhängig ist und sich somit ständig ändert.
Ich hoffe, ich konnte Ihnen damit helfen, sonst melden Sie sich einfach.

Smart Grid ready Funktion: Was bedeutet das?

Kann mir hier jemand den Begriff "Smart Grid ready Funktion" für die Speicherung von Energie mit intelligenter Steuerung erklären? Vielen Dank für die Hilfe!
Antwort eines Haus&Co Experten

Smart Grid-Geräte eröffnen interessante Vernetzungsmöglichkeiten. Beispielsweise können Smart Grid-fähige Wärmepumpen über eine Schnittstelle auf einen Überschuss an Solarstrom reagieren. Stromnetzbetreiber können über die integrierte Smart Grid-Schnittstelle den Stromspeicher direkt ansteuern und die Stromnetze stabilisieren und entlasten. Mit einem solchen Schwärmenetz können Erzeugung und Verbrauch noch weiter entkoppelt werden: Überschüsse, die im Sommer erzeugt werden, können im Winter genutzt werden. Dazu finden Sie auch Infos hier: https://www.solaranlagen-portal.com/photovoltaik/stromspeicher

Lohnt sich eine PV-Anlage bei Ost-West-Ausrichtung des Hauses?

Ich interessiere mich für die Inbetriebnahme einer eigenen Solaranlage. Nun frage ich mich aber, ob sich eine PV-Anlage bei Ost-West-Ausrichtung des Hauses überhaupt lohnt? (Satteldach, ca. 45°)
Antwort von ELEKTRO-HAUSMANN

Hallo,

kann ich nur empfehlen. Wir erhöhen damit die Sonnenstunden für die PV-Anlage und können
damit den Eigenverbrauch, über den sich die PV-Anlage zuerst rechnet optimieren. Gleichzeitig
können wir mit der 70% Regel zusätzliche Kosten für einen Rundsteuerempfänger sparen.
Deshalb Ost-West.

Gruß
G.Hausmann

Muss ich meinen selbst erzeugten und verbrauchten Strom versteuern?

Ich habe im Febr. 2016 eine Photovoltaikanlage (7,1 Kwp) mit Speicher installiert. Von der Kleinunternehmerregelung habe ich keinen Gebrauch gemacht, also die gezahlte Mwst. rückerstattet bekommen und monatlich eine Umsatzsteuervoranmeldung gemacht. Muss ich nun den selbst verbrauchten Strom versteuern und wenn ja, zu welchem Kw/h-Preis?
Antwort von Greentec-Solar GmbH

Hallo,

Eigenverbrauch ermitteln und mit dem Stromtarif der aktuellen Stromrechnung multiplizieren.
Aus diesem Betrag den Anteil der MwSt ermitteln und bei der Umsatzsteuererklärung anzeigen.
Den Netto-Betrag aus dem
Eigenverbrauch als Einnahme der PV-Anlage bei der Gewinn-Verlustrechnung einbeziehen
und den Gewinn aus der PV-Anlage bei der Einkommensteuererklärung angeben.

das nur als grobe Aussage, genaues sagt der Steuerberater oder das Finanzamt.
Alle Angaben nach besten Wissen, ohne Gewähr.

Hoher Stromverbrauch trotz PV und Einspeisung: Wo liegt die Ursache?

Wir haben ein Einfamilienhaus mit 4 Personen. Nach unseren Zählern verbrauchen wir 5000kWh/Jahr Strombezug aus Netz, wir speisen ca. 6000-7000kWh ein und haben laut Ertragszähler ca. 9500-10000kWh Gesamt PV Ertrag. Nach dieser Rechnung hätten wir einen Gesamt-Stromverbrauch von fast 8000 kWh/Jahr. Ich kann das fast nicht glauben. Es sind jedoch seit unserem Einzug seit 3 Jahren die ungefähr gleichen Messwerte. Wo liegt hier das Problem? Wir hatten auch davor in unserer Wohnung nie einen solch hohen Wert. Ich vermute mittlerweile, dass es ein Problem mit den Zählern ist? Wir haben einen kombinierten Zähler für Bezug/Einspeisung der Netze mit wechselnder Anzeige (elektronisch). Der PV Zähler sitzt auch im Kasten, ist aber separat.
Antwort von Ingenieurbüro Energieexperten-Südwest

Ich vermute mal, dass Sie schlicht und ergreifend große Stromverbraucher haben. Da müssen Sie schon auf die Suche gehen. Was ist anders als in der früheren Wohnung? Zusätzliche Geräte? Gefriertruhe? Computer im Dauerlauf?
Wie wird das Haus denn eigentlich beheizt (Wärmepumpe mit el. Heizstab?) und wie wird warmes Wasser erzeugt?

Solaranlage bei Ost-West-Dach sinnvoll?

Mein Hausdach hat eine Ost-West Ausrichtung. Lohnt sich da eine Solaranlage? Außerdem läuft der Länge nach eine Stromleitung übers Dach, die stören könnte.
Antwort von Teck Solar E.k

Für die Nutzung PV-Anlage für Eigenbedarf finde ich Ost-West Dächer sogar besser, da man auf den ganzen Tag verteilt kontinuierlicherer Stromerzeugung hat. Es gibt keine Spitzen in der Mittagszeit, dafür aber Früh und Abend bessere Ausbeutung. Bezüglich Stromleitung: man kann die Erträge optimieren wenn man SolarEdge Wechselrichter und Optimierer einsetzt. In dem Fall arbeiten nur die Module schlechter die wirklich vom Schatten getroffen sind.

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