Blitz- und Überspannungsschutz für PV-Anlagen nach VDE 0185

Senkung des Gefahrenpotentials – Auch die Normenwelt hat sich dieser Thematik angenommen. Im Oktober 2009 wurde eigens dafür VDE 0185-305 Teil 3, Beiblatt 5, erstellt.

Dipl.-Ing. Andreas König

Wenn ein Photovoltaik-System installiert ist und die regenerative Energie unseren täglichen Strombedarf ergänzt, müssen folgende wichtige Fragen beantwortet werden: Wurde bezüglich des Gesamtsystems (Gebäude, PV-Anlage) alles hinsichtlich Blitz- und Überspannungsschutz getan bzw. beachtet? Was passiert, wenn in der Nähe oder vielleicht direkt in das Gebäude der Blitz einschlägt? Besteht Gefahr, dass dadurch Teile der Photovoltaikanlage zerstört werden oder werden sogar durch unsachgemäße Installation der Anlage zusätzliche Gefahrenpotentiale für die Gebäude/ Elektroanlagen geschaffen? Kann eine Blitzschutzanlage die Funktion der Photovoltaikanlage beeinträchtigen? Im Oktober 2009 wurde eigens dafür VDE 0185-305 Teil 3, Beiblatt 5, erstellt. Die Nichtbeachtung dieses Beiblattes kann nicht nur empfindliche Ausfallkosten und Schäden bedeuten; zusätzlich sind auch rechtliche Konsequenzen möglich. Im Sinne dieser Thematik ist es daher für alle Beteiligten wichtig, sich zum Thema Photovoltaik (PV) mit diesen neuen Normen vertraut zu machen.

Die Gefahr: Wie entstehen Blitzbedrohungen?
In erster Linie durch nahe oder entfernte Blitzentladungen. Zur Entstehung von Gewitteraufladungen gibt es die Theorie, dass die Aufladung im Wesentlichen durch Reibung von Graupelkörnern und Eiskristallen entsteht, bedingt durch thermische Aufwinde. Sobald die statische Aufladung in den Gewitterwolken (teilweise bis zu 6 km hoch) einen Wert von einigen Millionen Volt erreicht hat, geht ein „Blitzeinschlag“ blitzschnell vonstatten.

Negative Ladungen bewegen sich stufenweise voran. Aufgrund dieser Vorentladung bildet sich durch fortschreitende Ionisierung ein leitfähiger Kanal. Nähert sich nun der ca. 5 cm dicke Leitkanal dem Erdboden, dann schlägt ihm von dort eine Fangentladung entgegen und leitet den Hauptblitz ein. Bis zu 200.000 Ampere werden so in nur wenigen Millisekunden z. B. in ein Gebäude umgeleitet.

Die Fallbeispiele
Im Allgemeinen gibt es zwei unterschiedliche Kriterien, die zu beachten sind:

• 1. Das Gebäude, an dem die Photovoltaikelemente installiert sind, ist nicht mit einer äußeren Blitzschutzanlage ausgestattet.
• 2. Das Gebäude ist bereits mit einer Blitzschutzanlage ausgestattet.

Fallbeispiel 1:
Gebäude ohne äußere Blitzschutzanlage Aufgrund der baulichen Gegebenheiten bzw. der Art der Nutzung des Gebäudes hat sich der Gebäudebetreiber dafür entschieden, keine äußere Blitzschutzanlage zu installieren. Wurde diese Festlegung aufgrund der Blitzschutzklassenberechnung nach VDE 0185- 305 – Teil 2 (alternativ gemäß VdS 2010: ab 10kW) durchgeführt, so sollte diese Risikoanalyse unter der Prämisse „Gebäudeabmessungen“ sowie „elektrische Dachaufbauten“ wiederholt werden. Es ist durchaus möglich, dass nun zusätzlich die Installation einer äußeren Blitzschutzanlage notwendig wird. Ist das der Fall, so ist dazu auch Fallbeispiel 2 zu beachten! […]