Ein Blitz muss nicht ins Haus einschlagen, um einen Wechselrichter zu zerstören. Ein Einschlag in der Nähe oder ein Schaltvorgang im Netz reicht, um kurze Spannungsspitzen in die langen DC-Leitungen einzukoppeln. Dagegen hilft Überspannungsschutz auf der Gleich- und der Wechselstromseite. Welche Ableiter Sie brauchen und wo sie hingehören, hängt vor allem von einer Frage ab: Hat das Gebäude einen äußeren Blitzschutz, und hält die PV-Anlage Abstand dazu?
Typ 1, Typ 2, Typ 3: was die Klassen bedeuten
Überspannungsschutzgeräte werden nach Typen eingeteilt. Typ 1 sind Blitzstromableiter. Sie müssen nachweisen, dass sie Teile eines direkten Blitzstroms ableiten können. Typ 2 schützt gegen Überspannungen aus Einschlägen in der Umgebung und aus Schaltvorgängen. Typ 3 ist der Feinschutz direkt am Endgerät. Kombi-Ableiter vereinen mehrere Typen in einem Gerät, etwa Typ 1+2.
Auf der DC-Seite von PV-Anlagen begegnen Ihnen vor allem Typ 2 und Typ 1+2. Ein Beispiel aus unserem Sortiment ist der Fronius DC SPD Typ 1+2 GEN24. Er wird direkt in Symo und Primo GEN24 eingesetzt, ist für 1.000 V Nennspannung und 1.200 V Dauerspannung ausgelegt und meldet eine Auslösung über Fronius Solar.web. Bei der Verto-Reihe sind Ableiter Typ 1+2 auf DC- und AC-Seite in den SPD-Varianten schon eingebaut.
Wann reicht Typ 2 für den Überspannungsschutz?
Die Normen dazu sind in Deutschland DIN VDE 0100-712 für die Errichtung von PV-Anlagen und das Beiblatt 5 der DIN EN 62305-3 für den Blitzschutz. Die DEHN-Broschüre zum Schutz von PV-Systemen fasst das auf Seite 5 in einer Auswahlmatrix zusammen. Für die DC-Seite am Wechselrichter gilt dort:
- Kein äußerer Blitzschutz am Gebäude: Typ 2
- Äußerer Blitzschutz, Trennungsabstand zur PV-Anlage eingehalten: Typ 2
- Äußerer Blitzschutz, Trennungsabstand nicht eingehalten: Typ 1+2
Der Trennungsabstand ist der Mindestabstand zwischen Fangstangen oder Ableitungen des Blitzschutzes und allen metallischen Teilen der PV-Anlage, also Gestell, Modulrahmen und Leitungen. Er wird nach DIN EN 62305-3 berechnet. Ist er nicht eingehalten, muss man davon ausgehen, dass bei einem Einschlag ein Teil des Blitzstroms in die PV-Anlage gelangt. Dann reichen Typ-2-Ableiter nicht mehr, auf AC-, DC- und Datenseite gehören Kombi-Ableiter Typ 1+2 hin.
Am Einspeisepunkt ins Gebäude, also in der Hauptverteilung, setzt die Broschüre in allen drei Fällen einen Kombi-Ableiter Typ 1+2 an.
Für Österreich haben wir die entsprechenden OVE-Bestimmungen für diesen Artikel nicht ausgewertet. Die Matrix oben bezieht sich auf die deutschen Normen. Der Elektroplaner vor Ort kennt die aktuelle Fassung.
Die 10-Meter-Regel
Ein Ableiter schützt nur in einem begrenzten Umkreis. Laut DEHN sollte ein zusätzlicher Ableiter eingesetzt werden, wenn die Leitung zwischen Ableiter und zu schützendem Gerät länger als 10 m ist. Das gilt auf der DC-Seite zwischen Generatoranschlusskasten und Wechselrichter genauso wie auf der AC-Seite zwischen Wechselrichter und Einspeisepunkt.
Praktisch heißt das: Sitzt der Wechselrichter im Keller und die Module auf dem Dach, liegen oft 15 m oder mehr dazwischen. Dann gehört ein Ableiter an den Wechselrichter und ein zweiter in die Nähe des Modulfelds. Hängt der Wechselrichter direkt unter dem Dach, reicht häufig einer am Wechselrichter, die AC-Leitung zum Zählerschrank wird dafür lang.
Was in den Generatoranschlusskasten gehört
Der Generatoranschlusskasten, kurz GAK, sammelt die Strings und nimmt die DC-Ableiter auf. Je nach Anlage sitzen darin auch Strangsicherungen oder ein Lasttrennschalter. Der KENO SH-2 DC ist ein kompakter GAK für zwei Strings mit zwei getrennten MPP-Eingängen. Laut Produktdaten enthält er zwei Überspannungsableiter Typ 2 von Phoenix Contact für 1.000 V DC, hat Schutzart IP65 und ist nach IEC 61439-1/-2 gebaut. Ein ausgelöster Ableiter lässt sich gegen ein Originalteil von Phoenix Contact tauschen.
Achten Sie beim GAK auf drei Dinge. Die Nennspannung der Ableiter muss zur maximalen Leerlaufspannung der Strings bei Kälte passen, nicht zur Spannung im Sommer. Wie Sie die berechnen, steht im Artikel Leerlaufspannung bei Kälte. Die Zahl der Eingänge muss zur Stringplanung passen. Und das Montagegestell gehört in den Potentialausgleich, sonst schützen die DC-Ableiter nur Plus gegen Minus. Die DEHN-Broschüre nennt dafür mindestens 6 mm² Kupfer, nicht in Grün-Gelb. Ist der Trennungsabstand zum Blitzschutz nicht eingehalten, muss das Gestell blitzstromtragfähig angebunden werden, mit mindestens 16 mm² Kupfer.
Die AC-Seite nicht vergessen
Zwischen Wechselrichter und Zählerschrank liegt die zweite Leitung, die Überspannungen einfangen kann. KENO bietet dafür fertige AC-Boxen an. Die AC-Anschlussbox mit Überspannungsschutz Typ 2 (SH-19 AC) enthält einen Ableiter Typ 2 und einen dreiphasigen Leitungsschutzschalter 10 A und ist laut Hersteller für Wechselrichter bis etwa 5 kW gedacht. Die SH-285 AC bringt zusätzlich einen Fehlerstromschutzschalter Typ A mit 300 mA mit und ist für etwa 10 kW ausgelegt. Einen FI hat die kleinere Box nicht. Ob einer nötig ist, hängt vom Wechselrichter und der Hausinstallation ab.
Aus der Praxis: der GAK steht im Angebot
In unseren Angeboten steht der GAK als eigene Position: „Anschlusskasten DC mit Überspannungsableiter 1000 V Typ 2“, mit so vielen Eingängen wie Strings und MPP-Trackern. In einer Kundenstückliste aus dem September stand der SH-2 DC, Solarkabel und Stecker standen nicht drin. Beim Prüfen der Liste haben wir das dem Kunden ausdrücklich geschrieben: Der SH-2 DC ist ein Verteiler mit Ableitern, weder Kabel noch Stecker. Die DC-Leitung kommt als eigene Position dazu. Was dabei zählt, steht im Artikel DC-Verkabelung.
Der Typ 2 im Angebot setzt voraus, dass kein äußerer Blitzschutz da ist oder der Trennungsabstand eingehalten wird. Hat das Gebäude einen Blitzableiter, klären Sie das vor der Bestellung. Denn dann entscheidet der Abstand über Typ 2 oder Typ 1+2, und der lässt sich nur vor Ort beurteilen.
Häufige Fragen
Brauche ich bei einer PV-Anlage ohne Blitzableiter einen Überspannungsschutz?
Ja. Auch ohne äußeren Blitzschutz sieht die Auswahlmatrix nach DIN EN 62305-3 Beiblatt 5 Ableiter Typ 2 auf der DC-Seite vor. Überspannungen entstehen auch durch Einschläge in der Nähe.
Wann ist ein Typ-1+2-Ableiter nötig?
Wenn das Gebäude einen äußeren Blitzschutz hat und der Trennungsabstand zur PV-Anlage nicht eingehalten ist. Dann kann Blitzstrom in die Anlage gelangen.
Wie weit darf der Ableiter vom Wechselrichter entfernt sein?
Laut DEHN sollte bei mehr als 10 m Leitungslänge zwischen Ableiter und Gerät ein zusätzlicher Ableiter eingesetzt werden, auf DC- und AC-Seite.
