Photovoltaik-Energieerzeugung gehört zu den am schnellsten wachsenden regenerativen Energiequellen. Jedes Jahr werden Dachanlagen und PV-Parks installiert, die Hunderte von Megawatt erzeugen. Beste Systemverfügbarkeit und minimierte operative Betriebsaufwendungen (OPEX) verbessern die Rentabilität von Systemen jeder Größe.
PV-Systeme sind Umwelteinflüssen direkt ausgesetzt, da sie immer an exponierten Standorten installiert werden. Daher ist die Wahrscheinlichkeit eines Blitzeinschlags hoch. Die Komponenten ungeschützter PV-Systeme werden immer wieder erheblich beschädigt. Dies führt zu hohen Reparatur- und Austauschkosten, Ausfallzeiten des Systems und Umsatzverlusten. Automationssysteme, Überwachungsgeräte und PV-Wechselrichter müssen zuverlässig und gemäß aktueller Normen geschützt werden. IEC- und UL-Normen definieren die Richtlinien, die bei der Installation moderner PV-Anlagen befolgt werden müssen.
PV-Systeme sind durch die Installation an exponierten Standorten stark durch Blitzeinschläge gefährdet und daher gemäß EN 61643-32 vor Überspannungen zu schützen. Um Systemausfälle, hohe Reparaturkosten und Umsatzeinbußen durch Überspannungsschäden zu vermeiden, sind leistungsstarke PV-Ableiter die beste Lösung.
PV Protect ist die Lösung für den optimalen Schutz Ihres Wechselrichters vor Überspannungen. Die anschlussfertigen Boxen sind für unterschiedliche Systemspannungen erhältlich und können mit verschiedenen Ableitertypen und MPP-Trackern geliefert werden. Der Anschluss erfolgt je nach Anforderung über Kabelverschraubungen oder WM4C-Steckverbinder mit komfortabler und zuverlässiger PUSH IN-Anschlusstechnologie.
Die 5 polige Produktvariante zeichnet sich durch sein kompaktes, platzsparendes Design aus und ermöglicht damit den Anschluss von zwei MPP-Trackern. Das komplette Portfolio umfasst die Spannungsklassen von 600 V bis 1.500 V.
Die Abbildung links zeigt die allgemeine Architektur eines PV-Systems. Die untenstehende Tabelle dient als Auswahlhilfe für die richtigen Überspannungsschutzprodukte gemäß der Vorgaben gültiger Standards in einem PV-System.
L1 beschreibt hierbei die Leitungslänge zwischen Hauptverteilung und PV-Wechselrichter (AC-seitig) und L2 beschreibt die Leitungslänge zwischen PV-Wechselrichter und PV-Generator (DC-seitig). Bei einer Leitungslänge > 10 m wird normativ auf beiden Seiten ein SPD gefordert.
| Frage 1 | Frage 2 | Frage 3 | Frage 4 | Installationsorte AC | Installationsorte DC | ||
| Äußeres Blitzschutzsystem vorhanden? | Trennungsabstand eingehalten? | Leitungslänge L1 kleiner als 10 m? | Leitungslänge L2 kleiner als 10 m? | SPD 1 | SPD 2 | SPD 3 | SPD 4 |
| Nein | - | Nein | Nein | TYP II AC | TYP II AC | TYP II PV | TYP II PV |
| Nein | - | Nein | Ja | TYP II AC | TYP II AC | TYP II PV | - |
| Nein | - | Ja | Nein | TYP II AC | - | TYP II PV | TYP II PV |
| Nein | - | Ja | Ja | TYP II AC | - | TYP II PV | - |
| Ja | Ja | Nein | Nein | TYP I AC | TYP II AC | TYP II PV | TYP II PV |
| Ja | Ja | Nein | Ja | TYP I AC | TYP II AC | TYP II PV | - |
| Ja | Ja | Ja | Nein | TYP I AC | - | TYP II PV | TYP II PV |
| Ja | Ja | Ja | Ja | TYP I AC | - | TYP II PV | - |
| Ja | Nein | Nein | Nein | TYP I AC | TYP I AC | TYP I PV | TYP I PV |
| Ja | Nein | Nein | Ja | TYP I AC | TYP I AC | TYP I PV | - |
| Ja | Nein | Ja | Nein | TYP I AC | - | TYP I PV | TYP I PV |
| Ja | Nein | Ja | Ja | TYP I AC | - | TYP I PV | - |
Der Blitz- und Überspannungsschutz für PV-Anlagen hat immer zwei Seiten: Sowohl auf der Gleichspannungs- (DC) als auch auf der Wechselspannungsseite (AC) wird ein entsprechender Blitz- und Überspannungsschutz benötigt, um beide Bereiche zu schützen.
Bei der Auswahl der Komponenten sind Anlagen mit und ohne äußeren Blitzschutz zu unterscheiden. Ist ein äußerer Blitzschutz vorhanden sollte ein Typ I+II Ableiter eingesetzt werden. Unsere Auswahlhilfe erleichtert Ihnen die Auswahl der richtigen Überspannungsschutzprodukte gemäß der Vorgaben gültiger Standards in einem Photovoltaik-System.
Für den AC-Bereich gilt:
Seit 2018 ist die Integration eines Überspannungsschutzes (nach DIN VDE 0100-534) Pflicht. Dies gilt für alle Neubauten sowie für Änderungen oder Erweiterungen vorhandener elektrischer Installationen.
Für den DC-Bereich gilt:
Dazu hilft ein Blick in die Norm DIN EN 62305-3 bzw. VDE 0185-305-3 - Beiblatt 5. Hierin wird beschrieben, dass die Notwendigkeit von Überspannungsschutzmaßnahmen auf der Wechselstromseite des PV- Stromversorgungssystems entsprechend der DIN VDE 0100 443 ermittelt wird. Ergibt sich daraus die Notwendigkeit von Überspannungsschutzmaßnahmen auf der AC-Seite und soll insbesonders ein Schutz des Wechselrichters sichergestellt werden, dann werden auch auf der DC-Seite Überspannungsschutzmaßnahmen benötigt.
Um Photovoltaik-Anlagen zuverlässig zu schützen, muss der Überspannungsschutz jeweils auf der Gleichspannungs- (DC) und auf der Wechselspannungsseite (AC) installiert werden. Dabei sollte der Überspannungsschutz so nah wie möglich am zu schützenden Gerät installiert werden.
Je nach Applikation ergeben sich verschiedene Einbauorte, die Sie unserer Auswahlhilfe entnehmen können.
Christian Held
Vertriebsingenieur Automatisierung, IIoT, Software
