Zuverlässig und geschützt

Obo. - Die Amortisierung von PV-Anlagen muss durch lange Nutzungsdauer und geringe Betriebskosten gesichert werden. Dabei erhöhen Installation und Leitungsführung sowie fachgerecht montierte Blitz- und Überspannungsschutz-Maßnahmen die Verfügbarkeit.

21. Mai 2010

Für eine maximale Wirtschaftlichkeit gilt es Ausfälle durch Schäden zu vermeiden. Zu den Ursachen gehören galvanische Kopplungen, magnetische Feldkopplung und elektrische Feldkopplung. Dabei fließen Blitzteilströme direkt durch Teile der PV-Anlage und erzeugen Überspannungen von einigen 100.000 V, oder Blitzströme koppeln Überspannungen durch magnetische Induktion ein, wobei durch Abstand die Einkopplung reduziert wird. Bei der elektrischen Feldkopplung entsteht die Überspannungen durch das elektrische Feld des Blitzstroms. Die Einkopplungen sind sehr klein gegenüber der magnetischen Feldkopplung.

Die störenden Überspannungen können durch Blitzschutz-, Erdungs-, Potenzialausgleichs- und Schirmungsmaßnahmen kombiniert mit einer fachgerechten Leitungsführung gedämpft werden. Risikofaktoren sind:

+ Korrosion: Elektrische und mechanische Verbindungen müssen dauerhaft sein. Elektrochemische Korrosion zwischen unterschiedlichen Metallen ist zu vermeiden.

+ UV-Strahlung: Bauteile für den Außenbereich müssen für die erhöhten Anforderungen geeignet sein. Kabelrinnen mit Deckel reduzieren die UV- und Umwelt-Belastung der Solar-Kabel.

+ Blitzeinschlag: Durch isolierte Fangeinrichtungen ist der direkte Einschlag zu vermeiden. Kann der Abstand nicht realisiert werden, müssen die Auswirkungen beherrscht werden.

+ Überspannung: Potenzialdifferenzen werden durch geeignete Überspannungsableiter ausgeglichen. Der Schutzkreis für alle Ein- und Ausgänge sichert die elektronischen Geräte.

+ Wind: Die Anlage und die Leitungen müssen dauerhaft und sicher befestigt werden.

+ Feuer: Brandabschnitte sind zu beachten und Leitungen gegebenenfalls zu schotten. Brandschutzsysteme bieten geprüfte Sicherheit, speziell in Flucht- und Rettungswegen.

Bei der Planung sind die Gegebenheiten und Anforderungen abzustimmen. Besitzt das Gebäude ein Blitzschutzsystem, oder wird für dieses durch die Landesbauordnung gesetzlich gefordert? Fordert der Versicherer für die Anlage Blitz- und Überspannungsschutzmaßnahmen? Gibt es Brandschutzbereiche oder Fluchtwege im Gebäude?

Wird eine Blitzschutzanlage nicht gesetzlich (LBO) und nicht durch den Versicherer gefordert, dann erhöht eine fachgerechte Installation die Verfügbarkeit der PV-Anlage. Durch eine geeignete Montage und eine sichere Leitungsführung mit Kabeltragsystemen können Schäden und Ausfälle minimiert werden. Eine Erdung des PV-Systems sollte mit den metallenen Teilen des PV-Generators wie Rahmen, Gestelle und Schienen und mit mindestens 6mm 2 (Kupfer) in den Potenzialausgleich erfolgen. Induktionen sind durch eine enge und parallele Verlegung der Potenzialausgleichs- mit den DC-Leitungen zu minimieren.

Der Einsatz von Überspannungsschutzgeräten (Typ 2) am Wechselrichter verhindert Schäden, die durch Induktion entstehen. DC-Überspannungsschutzgeräte müssen auf die maximale Leerlaufspannung ausgelegt werden. Diese liegt typischerweise bis 20 Prozent über der angegebenen Leerlaufspannung UOC STC. Wird der Trennungsabstand zwischen Blitzschutz- und PV-System eingehalten, dann ist die Anlage gegen direkte Überschläge und Blitzteilströme auf dem PV-Montagegestell geschützt. Wenn dieser Abstand nicht eingehalten werden kann, dann muss eine blitzstromtragfähige Verbindung (minde-stens 16 mm2 Kupfer) zwischen den Systemen hergestellt werden.

Um die auftretenden Blitzteilströme aus dem System auszukoppeln, müssen Blitzstromableiter (Typ 1 oder Typ 1+2) zum Blitzschutz-Potenzialausgleich auf der DC- und auf der AC-Seite eingesetzt werden. Datenleitungen zur Anzeige oder Übermittelung von Ertragsdaten sind in das Schutzkonzept einzubeziehen und gegebenenfalls mit Schutzgeräten zu beschalten. Nur wenn alle Ein- und Ausgänge beschaltet und geschützt werden, sind am Gerät keine Überspannungen durch Potenzialunterschiede zu befürchten. Um alle Leitungen auf einem Niveau zu schützen, ist direkt am Wechselrichter ein lokaler Potenzialausgleich durchzuführen.

Bei der Installation und Leitungsführung unterscheiden sich billige von sicheren Anlagen. Fachgerechte Kabeltrag- und Leitungsführungssysteme sorgen für eine saubere Installation. In öffentlichen Gebäuden müssen Brandabschnitte erhalten bleiben, Flucht- und Rettungswege dürfen nicht mit zusätzlichen Brandlasten belegt werden. Nur sichere Anlagen bringen keine Gefährdung und bieten ein Maximum an Verfügbarkeit. PV-Anlagen werden heute als wirtschaftliche Investition mit prognostizierter Amortisationszeit betrieben. Anlagenstörungen und Ausfälle bringen die Investition in Gefahr.

Eine sicher installierte PV-Anlage minimiert die Störungen und trägt zu einer hohen Betriebssicherheit bei. Obo sorgt mit seinem Komplettprogramm für die Einbindung der Anlage in die gesamte Gebäudeinstallation. Neben den Transienten- und Blitzschutz-Produkten bietet der Hersteller alles, was für eine saubere Installation benötigt wird. Alle Systeme sind aufeinander abgestimmt. Sie erhöhen die Sicherheit und Zuverlässigkeit der Energieerzeugungssysteme und tragen somit zur Sicherung von Werten bei.

Normen und Forderungen

+ Gesetzliche Forderungen (LBO):Unabhängig von einer PV-Anlage wird für bestimmte Gebäude eine äußere Blitzschutzanlage gefordert.

+ Normen: VDE 0100 -712: Anforderungen für Betriebsstätten, Räume und Anlagen besonderer Art – Solar-PV-Stromversorgungssysteme. DIN EN 62305-3 Bbl.5: Blitz- und Überspannungsschutz für PV-Stromversorgungssysteme. Ein Blitzschutzsystem der Klasse III entspricht den normalen Anforderungen.

+ Versicherungstechnische Forderungen: VDS-Richtlinie 2010: Für PV-Anlagen größer als 10 kW werden ein Blitzschutzsystem der Klasse III und innerer Überspannungsschutz gefordert.