Sicherung der Photovoltaik-Anlage – worauf sollte man achten?

Was sind die Gefahren für eine Photovoltaikanlage?

Eine Photovoltaikanlage ist ein komplexes System, das verschiedenen Gefahren ausgesetzt ist. Bevor wir darüber sprechen, wie der angemessene Schutz einer Photovoltaikanlage aussehen sollte, ist es sinnvoll, die Gefahren zu analysieren, denen sie ausgesetzt ist. Wenn wir die wichtigsten Bedrohungen für eine Photovoltaikanlage diskutieren, sollten wir unter anderem Folgendes erwähnen:

1. Überlastungen (Überstrom)
2. Kurzschlüsse (Kurzschluss)
3. Überspannungen (Spannungsspitzen)
4. Lichtbögen (elektrischer Lichtbogen)
5. Brandgefahr (Brandrisiko)
6. Einflüsse der Witterungsbedingungen (negativer Einfluss von Witterungsbedingungen)
7. Mängel bei der Installation oder minderwertige Komponenten (Installationsfehler oder minderwertige Bauteile)

Lassen Sie uns einen genaueren Blick auf die Schutzmaßnahmen werfen, die Installateure ergreifen sollten, um eine zuverlässige Photovoltaikanlage zu erstellen, die angemessen vor den genannten Gefahren geschützt ist.

Die Rolle der AC/DC-Absicherung für Photovoltaikanlagen

Die sorgfältige Auswahl von AC- und DC-Schutzvorrichtungen ist entscheidend dafür, dass Photovoltaikanlagen sicher und effizient betrieben werden können. Bei der Erstellung eines PV-Systems sollte der Installateur sicherstellen, dass es über folgenden Schutz verfügt:

1. Überstromschutz
2. Überspannungsschutz
3. Blitzschutz
4. Brandschutz

Hierfür müssen Schutzvorrichtungen verwendet werden, die den Anforderungen der Photovoltaik entsprechen. Dazu gehören in der Regel:

1. Schutzschalter und Sicherungen zur Überstromabsicherung
2. Trennschalter - ein Gerät, das auf der DC-Seite verwendet wird, wenn ein Wechselrichter ohne integrierten Trennschalter in der Anlage vorhanden ist
3. Überspannungsbegrenzer

Im weiteren Verlauf des Textes werden verschiedene Elemente erläutert, aus denen der AC/DC-Schutz für Photovoltaikanlagen besteht.

Überspannungsschutz

Einer der grundlegenden Aspekte, um den sich der Installateur kümmern muss, ist der angemessene Schutz von Photovoltaikmodulen vor elektrischer Überspannung. Dieses Phänomen tritt auf, wenn der Strom in einem Stromkreis über den langfristig zulässigen Wert ansteigt. Überspannungen können in Kurzschlüsse und Überlastungen unterteilt werden. Wie kann es zu Überspannungen in einer Photovoltaikanlage kommen?

Dies kann beispielsweise durch Verschattung oder Beschädigung eines oder mehrerer Module verursacht werden. Wenn ein Panel aus einem dieser Gründe nicht mehr ordnungsgemäß funktioniert, wird es zu einem passiven Element, das einen Kurzschluss im Stromkreis verursacht. Wie wirkt sich dies auf die Anlage aus? Das Band, das das fehlerhafte Panel enthält, erzeugt weniger Strom als die anderen, was dazu führt, dass ein rückwärts fließender Strom, d.h. in die entgegengesetzte Richtung, beginnt. Dies ist etwas, vor dem eine PV-Installation geschützt werden muss, da Photovoltaikmodule nur bis zu einem bestimmten Wert (dem sogenannten maximalen Rückstrom) standhalten können, der vom Hersteller festgelegt wird.

Wie schützt man eine Photovoltaikanlage vor Überspannungen? Gemäß der Norm IEC 62548-1 sollte das System mit speziellen Vorrichtungen ausgestattet werden, die das Modul oder die Modulkette vor diesem Phänomen schützen. Dazu gehören in der Regel Überstromschutzschalter und Sicherungshalter mit einer Schmelzsicherung. Eine Möglichkeit, diese Schutzvorrichtungen in das System zu integrieren, besteht darin, die Schmelzsicherungen auf der Gleichstromseite (DC) und die Überstromschutzschalter auf der Wechselstromseite (AC) hinter dem Wechselrichter zu platzieren. Dies ist jedoch nicht immer erforderlich - in der Praxis wird es eingesetzt, wenn die Photovoltaikanlage mehr als drei parallel geschaltete Modulketten enthält. Dies bedeutet, dass Installateure in vielen Haussystemen auf diesen Schutz verzichten können.

Blitzschutz

Ein weiteres Schutzelement, das zur Sicherheit von auf Gebäudedächern installierten PV-Systemen beiträgt, ist der Blitzschutz für die Photovoltaikanlage. Module, die sich einige Meter über dem Boden befinden, sind erheblichen direkten Einwirkungen von atmosphärischen Entladungen ausgesetzt. Ein Blitzeinschlag in die PV-Module kann erhebliche Schäden verursachen, daher ist eine effiziente Blitzschutzinstallation für die Photovoltaikanlage unerlässlich.

Brandschutz

Bei der Auswahl von Schutzmaßnahmen für PV-Anlagen darf der Brandschutz nicht übersehen werden. Die Bedeutung dieses Schutzes wird durch die Tatsache unterstrichen, dass gemäß einer im Jahr 2020 in Kraft getretenen Verordnung jedes PV-Anlagenprojekt über 6,5 kW mit einem Brandschutzexperten abgestimmt werden muss. Ein entscheidendes Gerät, an das Installateure im Zusammenhang mit dem Brandschutz denken müssen, ist der Brandschutzschalter. Dieser hat die Aufgabe, den DC-Kreislauf bei einem Brand oder einem Netzwerkfehler zu unterbrechen. Auf diese Weise sind Feuerwehrleute, die sich während eines Brandes auf dem Dach des Gebäudes befinden, nicht der Gefahr eines Stromschlags ausgesetzt und können effektiv Löscharbeiten durchführen.

Kriterien für die Auswahl von Schutzvorrichtungen für Photovoltaikanlagen

Bei der Entscheidung, wie eine Photovoltaikanlage geschützt werden soll, spielen viele Faktoren eine Rolle. Nach welchen Kriterien sollte man bei der Auswahl von Schutzvorrichtungen vorgehen? Zu den Aspekten, die berücksichtigt werden sollten, gehören unter anderem:

1. Der Installationsort der Anlage.
2. Die Existenz eines Blitzschutzes am Gebäude.
3. Die spezifischen Gefahren, denen diese bestimmte Photovoltaikanlage ausgesetzt sein könnte.
4. Die Notwendigkeit der Einhaltung der Norm EN 62305-2 und der europäischen Normen für elektrische Sicherheit.

Wo sollte man nach den Auswahlkriterien für den Schutz von PV-Anlagen suchen? Installateure sollten den "Photovoltaic Decalogue of Good Practices" des polnischen Photovoltaikverbandes PV Polska, den Abschnitt des Baugesetzbuches zur Photovoltaik sowie Normen wie beispielsweise:

1. PN-HD 60364-7-712
2. EN 62305
3. EN 50539-11

einschließlich anderer relevanter Normen konsultieren. Eine gründliche Analyse dieser Normen wird dem Installateur helfen, die Prinzipien zu verstehen, die bei der Auswahl von Überspannungsschutzgeräten, Fehlerstromschutzschaltern für die AC-Seite und Überstromschutzvorrichtungen für die DC-Seite befolgt werden sollten.

Zusammenfassung

Installateure, die ihre Projekte ordnungsgemäß umsetzen möchten, müssen sicherstellen, dass sie die Anforderungen für die Sicherheit von Photovoltaikanlagen erfüllen. Um dies zu erreichen, sind sie verpflichtet, sich mit den entsprechenden Normen und rechtlichen Vorschriften vertraut zu machen und auf dieser Grundlage Schutzmaßnahmen auszuwählen, um die Risiken von Photovoltaikanlagen zu minimieren. Zu diesem Zweck sollten sie ihr PV-System mit verschiedenen Arten von Schutzvorrichtungen wie Überspannungsschutz, Blitzschutz, Überspannungsschutz und Brandschutz ausstatten.

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