Aus dem Facharchiv: Elektropraxis
Blitz- und Überspannungsschutz bei PV-Anlagen
Bei dem seit Jahren sich stark wandelnden Solarstrommarkt und der damit verbundenen Häufung von nicht fachgerecht montierten Solarstromanlagen ist eine immer noch vorhandene Unsicherheit der Planer, Errichter und Prüfer im Bereich des fach- und normgerecht umzusetzenden Blitz-und Überspannungsschutzes von PV-Anlagen zu beobachten.
Daher wurde eine intensive Diskussion im Arbeitskreis 221.2.2 der DKE sowie mit weiteren Experten geführt. Als Ergebnis wird an dieser Stelle der aktuelle Stand der normativen Anforderungen an mehreren typischen Praxisfällen aufgezeigt. Die Erfahrung der Autoren aus der täglichen Praxis zeigt: Wenn es in der praktischen Umsetzung Unsicherheiten gibt, erfolgt die Umsetzung leider trotz aller Vorschriften bestenfalls halbherzig, meist aber widerwillig und falsch. Von entscheidender Bedeutung für die Elektrofachkraft ist es, die im Bereich der elektrotechnischen Normen verwendeten Begrifflichkeiten (die sogenannten Hilfsverben) korrekt zu interpretieren bzw. anzuwenden. Siehe hierzu die Tabellen H1-H4 im Anhang H (normativ) der DIN 820-2 [1] zu den Verbformen zur Formulierung von Festlegungen. Es wird darauf hingewiesen, dass die Anwendung von Normen in Deutschland grundsätzlich freiwillig ist. Verpflichtend werden Normen dann, wenn ihre Einhaltung in Gesetzen, Verordnungen oder Verträgen gefordert wird. Kritisch wird es in einem Schadensfall bei Nichteinhaltung der technischen Regeln, falls ein Gutachter vor Gericht zu dem Schluss kommt, dass bei deren Einhaltung der Schaden hätte vermieden werden können. In diesem Fall muss der Errichter nachweisen, dass eine gleichwertige Lösung realisiert worden ist. Dabei gilt nach § 49 ENWG (Energiewirtschaftsgesetz) [2]: „Die Einhaltung der allgemein anerkannten Regeln der Technik wird vermutet, wenn bei Anlagen zur Erzeugung, Fortleitung und Abgabe von Elektrizität die technischen Regeln des Verbandes der Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik e. V. (VDE) eingehalten worden sind.“ So wird von den Autoren in den nachfolgenden Praxisfällen grundsätzlich der technische und normative „Mindeststandart“ herausgearbeitet, aber auch weiterführende Empfehlungen gegeben und diese entsprechend kommentiert. Hierzu werden in diesem Fachbeitrag folgende Schwerpunkte (Fragestellungen) gebildet:
- Wie wird ein Schutz gegen direkte Blitzeinschläge, falls notwendig, sichergestellt?
- Wann und in welcher Ausführung ist bei PV-Anlagen Überspannungsschutz (auf der AC- oder DC-Seite) auszuwählen und zu installieren?
- Wie sind die Funktionserdung bzw. der Funktionspotentialausgleich zu realisieren?
- Was ist bei der Auswahl von SPDs bei PV-Anlagen mit Batteriespeichern zu beachten?
Gebäude ohne äußeren Blitzschutz
Die Errichtung einer üblichen PV-Anlage auf einem Gebäude erhöht, wie in DIN EN 62305-3 Beiblatt 5 (VDE 0185-305-3 Beiblatt 5) [3] ausgeführt, die Wahrscheinlichkeit eines direkten Blitzeinschlages in die Gebäudestruktur nicht. Es werden in der Praxis auch keine weiteren wesentlichen Risikoelemente durch die Errichtung einer PV-Anlage auf einem Gebäude erzeugt. Durch die Errichtung einer PV-Anlage auf einem Gebäude ergibt sich in der Regel keine Verpflichtung zur Errichtung eines kompletten Blitzschutzsystems, es sei denn, dass diese Verpflichtung schon vorab bestand. Die Aussage in VDS 2010 [4] zur Errichtung eines kompletten Blitzschutzsystems bei der Überschreitung der Anlagengröße von 10 kWp ist nur bei privatrechtlicher Vereinbarung zwischen Versicherungsnehmer und Versicherungsgeber bindend. In Zweifelsfällen wird von den Autoren zur Beantwortung der Frage, ob eine äußere Blitzschutzanlage notwendig ist, eine Risikoanalyse nach der aktuellen DIN EN 62305-2 (VDE 0185-305-2) [5] zur Klärung der Notwendigkeit eines kompletten Blitzschutzsystems nach DIN EN 62305-3 (VDE 0185-305-3) [6] empfohlen. Die Notwendigkeit von Überspannungsschutzmaßnahmen leitet sich für die AC-Seite der PV-Anlage von den Kriterien nach DIN VDE 0100-443 (VDE 0100-443) [7] und für die DC-Seite zusätzlich von den Vorgaben nach DIN EN 62305-3 Beiblatt 5 (VDE 0185-305-3 Beiblatt 5) [3] ab. Sowohl die vereinfachte Risikoanalyse zur Entscheidungsfindung über den Einsatz von Überspannungsschutz entsprechend Anhang ZB von DIN VDE 0100-712 (VDE 0100-712) [8], als auch die vereinfachte Risikoanalyse entsprechend Anhang ZA von DIN VDE 0100-443 (VDE 0100-443) [7] wird in Deutschland nicht angewendet (entgegen [9]). Autoren: F. Ziegler, J. Birkl Literatur: [1] DIN 820-2:2018-09 Normungsarbeit – Teil 2: Gestaltung von Dokumenten. [2] Gesetz über die Elektrizitäts- und Gasversorgung (Energiewirtschaftsgesetz – EnWG) vom 7. Juli 2005 (BGBl. I S. 1970, 3621), zuletzt geändert durch Art. 1 G v. 5.12.2019 I 2002. [3] DIN EN 62305-3 Beiblatt 5 (VDE 0185-305-3 Beiblatt 5):2014-02 Blitzschutz – Teil 3: Schutz von baulichen Anlagen und Personen – Beiblatt 5: Blitz- und Überspannungsschutz für PV-Stromversorgungssysteme. [4] VDS 2010:2015-04 Risikoorientierter Blitz- und Überspannungsschutz; Herausgeber: Gesamtverband der Deutschen Versicherungswirtschaft e.V. (GDV); VdS Schadenverhütung GmbH, Köln. [5] DIN EN 62305-2 (VDE 0185-305-2):2013-02 Blitzschutz – Teil 2: Risiko-Management. [6] DIN EN 62305-3 (VDE 0185-305-3):2011-10 Blitzschutz – Teil 3: Schutz von baulichen Anlagen und Personen. [7] DIN VDE 0100-443 (VDE 0100-443):2016-10 Errichten von Niederspannungsanlagen – Teil 4-44: Schutzmaßnahmen – Schutz bei Störspannungen und elektromagnetischen Störgrößen – Abschnitt 443: Schutz bei transienten Überspannungen infolge atmosphärischer Einflüsse oder von Schaltvorgängen. [8] DIN VDE 0100-712 (VDE 0100-712):2016-10 Errichten von Niederspannungsanlagen – Teil 7-712: Anforderungen für Betriebsstätten, Räume und Anlagen besonderer Art – Photovoltaik-(PV)-Stromversorgungssysteme. [9] Haselhuhn, R.: Blitz- und Überspannungsschutz an PV-Anlagen – Eine Entscheidungshilfe; Elektropraktiker, Berlin 73 (2019) 11, S. 877–880. Der vollständige Artikel ist in unserem Facharchiv nachzulesen.