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