Blitz- und Überspannungsschutz für Photovoltaikanlagen auf dem Dach

Derzeit sind viele PV-Anlagen installiert. Aufgrund der Tatsache, dass selbst erzeugter Strom im Allgemeinen billiger ist und ein hohes Maß an elektrischer Unabhängigkeit vom Netz bietet, werden PV-Anlagen künftig ein wesentlicher Bestandteil elektrischer Anlagen sein. Diese Systeme sind jedoch allen Wetterbedingungen ausgesetzt und müssen ihnen über Jahrzehnte standhalten.

Die Kabel von PV-Anlagen führen häufig in das Gebäude ein und erstrecken sich über große Entfernungen bis zum Netzanschlusspunkt.

Blitzentladungen verursachen feldbasierte und leitungsgebundene elektrische Störungen. Dieser Effekt nimmt im Verhältnis zu zunehmenden Kabellängen oder Leiterschleifen zu. Überspannungen beschädigen nicht nur die PV-Module, Wechselrichter und deren Überwachungselektronik, sondern auch die Geräte in der Gebäudeinstallation.

Noch wichtiger ist, dass Produktionsanlagen von Industriegebäuden leicht beschädigt werden können und die Produktion zum Stillstand kommen kann.

Wenn Überspannungen in Systeme eingespeist werden, die weit vom Stromnetz entfernt sind, was auch als eigenständige PV-Systeme bezeichnet wird, kann der Betrieb von Geräten, die mit Solarstrom betrieben werden (z. B. medizinische Geräte, Wasserversorgung), unterbrochen werden.

Die Notwendigkeit eines Blitzschutzsystems auf dem Dach

Die durch eine Blitzentladung freigesetzte Energie ist eine der häufigsten Brandursachen. Daher ist der Personen- und Brandschutz bei einem direkten Blitzschlag auf das Gebäude von größter Bedeutung.

In der Entwurfsphase einer PV-Anlage ist ersichtlich, ob ein Blitzschutzsystem in einem Gebäude installiert ist. Die Bauvorschriften einiger Länder schreiben vor, dass öffentliche Gebäude (z. B. öffentliche Versammlungsorte, Schulen und Krankenhäuser) mit einem Blitzschutzsystem ausgestattet sein müssen. Bei Industrie- oder Privatgebäuden hängt es von Standort, Bauart und Nutzung ab, ob ein Blitzschutzsystem installiert werden muss. Zu diesem Zweck muss festgestellt werden, ob Blitzeinschläge zu erwarten sind oder schwerwiegende Folgen haben können. Schutzbedürftige Bauwerke müssen mit dauerhaft wirksamen Blitzschutzsystemen ausgestattet sein.

Nach dem Stand der wissenschaftlichen und technischen Erkenntnisse erhöht die Installation von PV-Modulen nicht das Risiko eines Blitzschlags. Die Forderung nach Blitzschutzmaßnahmen kann daher nicht direkt aus dem bloßen Vorhandensein einer PV-Anlage abgeleitet werden. Durch diese Systeme können jedoch erhebliche Blitzstörungen in das Gebäude injiziert werden.

Daher ist es erforderlich, das Risiko eines Blitzeinschlags gemäß IEC 62305-2 (EN 62305-2) zu ermitteln und die Ergebnisse dieser Risikoanalyse bei der Installation der PV-Anlage zu berücksichtigen.

In Abschnitt 4.5 (Risikomanagement) von Anhang 5 der deutschen Norm DIN EN 62305-3 wird beschrieben, dass ein Blitzschutzsystem für die Klasse LPS III (LPL III) die üblichen Anforderungen für PV-Anlagen erfüllt. Darüber hinaus sind angemessene Blitzschutzmaßnahmen in der vom Versicherungsverband veröffentlichten deutschen VdS 2010-Richtlinie (Risikoorientierter Blitz- und Überspannungsschutz) aufgeführt. Diese Richtlinie verlangt auch, dass LPL III und damit ein Blitzschutzsystem gemäß der Klasse LPS III für Dach-PV-Anlagen (> 10 kW) installiert wird_p) und dass Überspannungsschutzmaßnahmen getroffen werden. Photovoltaikanlagen auf dem Dach dürfen in der Regel die bestehenden Blitzschutzmaßnahmen nicht beeinträchtigen.

Die Notwendigkeit eines Überspannungsschutzes für PV-Anlagen

Im Falle einer Blitzentladung werden Überspannungen an elektrischen Leitern induziert. Überspannungsschutzgeräte (SPDs), die vor den Geräten installiert werden müssen, um auf der Wechselstrom-, Gleichstrom- und Datenseite geschützt zu werden, haben sich beim Schutz elektrischer Systeme vor diesen zerstörerischen Spannungsspitzen als sehr wirksam erwiesen. In Abschnitt 9.1 der Norm CENELEC CLC / TS 50539-12 (Auswahl- und Anwendungsgrundsätze - SPDs, die an Photovoltaikanlagen angeschlossen sind) wird die Installation von Überspannungsschutzgeräten gefordert, es sei denn, eine Risikoanalyse zeigt, dass SPDs nicht erforderlich sind. Gemäß der Norm IEC 60364-4-44 (HD 60364-4-44) müssen Überspannungsschutzgeräte auch für Gebäude ohne externes Blitzschutzsystem wie Gewerbe- und Industriegebäude, z. B. landwirtschaftliche Einrichtungen, installiert werden. Anhang 5 der deutschen Norm DIN EN 62305-3 enthält eine detaillierte Beschreibung der Arten von SPDs und ihres Installationsortes.

Kabelführung von PV-Anlagen

Kabel müssen so verlegt werden, dass große Leiterschleifen vermieden werden. Dies muss beachtet werden, wenn die Gleichstromkreise zu einem String kombiniert werden und wenn mehrere Strings miteinander verbunden werden. Darüber hinaus dürfen Daten- oder Sensorleitungen nicht über mehrere Strings geführt werden und bilden mit den String-Linien große Leiterschleifen. Dies ist auch beim Anschluss des Wechselrichters an den Netzanschluss zu beachten. Aus diesem Grund müssen die Strom- (DC und AC) und Datenleitungen (z. B. Strahlungssensor, Ertragsüberwachung) zusammen mit den Potentialausgleichsleitern entlang ihrer gesamten Route verlegt werden.

Erdung von PV-Anlagen

PV-Module werden normalerweise an Metallmontagesystemen befestigt. Die stromführenden PV-Komponenten auf der Gleichstromseite verfügen über eine doppelte oder verstärkte Isolierung (vergleichbar mit der vorherigen Schutzisolierung), wie in der Norm IEC 60364-4-41 vorgeschrieben. Die Kombination zahlreicher Technologien auf Modul- und Wechselrichterseite (z. B. mit oder ohne galvanische Trennung) führt zu unterschiedlichen Erdungsanforderungen. Darüber hinaus ist das in die Wechselrichter integrierte Isolationsüberwachungssystem nur dann dauerhaft wirksam, wenn das Montagesystem mit der Erde verbunden ist. Informationen zur praktischen Umsetzung finden Sie in Anhang 5 der deutschen Norm DIN EN 62305-3. Die Metallunterkonstruktion ist funktional geerdet, wenn sich die PV-Anlage im geschützten Volumen der Luftabschlusssysteme befindet und der Abstand eingehalten wird. Abschnitt 7 von Anhang 5 erfordert Kupferleiter mit einem Querschnitt von mindestens 6 mm² oder gleichwertig für die funktionelle Erdung (Abbildung 1). Die Montageschienen müssen auch mittels Leitern dieses Querschnitts dauerhaft miteinander verbunden sein. Wenn das Montagesystem aufgrund der Tatsache, dass der Abstand s nicht eingehalten werden kann, direkt mit dem externen Blitzschutzsystem verbunden ist, werden diese Leiter Teil des Blitz-Äquipotential-Verbindungssystems. Folglich müssen diese Elemente Blitzströme führen können. Die Mindestanforderung an ein Blitzschutzsystem für eine Klasse von LPS III ist ein Kupferleiter mit einem Querschnitt von 16 mm² oder gleichwertig. Auch in diesem Fall müssen die Montageschienen durch Leiter dieses Querschnitts dauerhaft miteinander verbunden sein (Abbildung 2). Der funktionelle Erdungs- / Blitz-Potentialausgleichsleiter sollte parallel und so nah wie möglich an den Gleich- und Wechselstromkabeln / -leitungen verlegt werden.

UNI-Erdungsklemmen (Abbildung 3) können an allen gängigen Montagesystemen befestigt werden. Sie verbinden beispielsweise Kupferleiter mit einem Querschnitt von 6 oder 16 mm² und blanke Erdungsdrähte mit einem Durchmesser von 8 bis 10 mm zum Montagesystem, so dass sie Blitzströme führen können. Die integrierte Kontaktplatte aus Edelstahl (V4A) gewährleistet Korrosionsschutz für die Aluminium-Montagesysteme.

Abstand s gemäß IEC 62305-3 (EN 62305-3) Zwischen einem Blitzschutzsystem und einer PV-Anlage muss ein bestimmter Abstand s eingehalten werden. Es definiert den Abstand, der erforderlich ist, um ein unkontrolliertes Überschlagen benachbarter Metallteile durch einen Blitzeinschlag auf das externe Blitzschutzsystem zu vermeiden. Im schlimmsten Fall kann ein solcher unkontrollierter Überschlag ein Gebäude in Brand setzen. In diesem Fall spielt eine Beschädigung der PV-Anlage keine Rolle mehr.

Kernschatten auf Solarzellen

Der Abstand zwischen dem Solargenerator und dem externen Blitzschutzsystem ist unbedingt erforderlich, um eine übermäßige Beschattung zu vermeiden. Diffuse Schatten, die beispielsweise von Freileitungen geworfen werden, wirken sich nicht wesentlich auf die PV-Anlage und den Ertrag aus. Bei Kernschatten wird jedoch ein dunkler, klar umrissener Schatten auf die Oberfläche hinter einem Objekt geworfen, wodurch sich der durch die PV-Module fließende Strom ändert. Aus diesem Grund dürfen Solarzellen und die dazugehörigen Bypass-Dioden nicht durch Kernschatten beeinflusst werden. Dies kann erreicht werden, indem ein ausreichender Abstand eingehalten wird. Wenn beispielsweise ein Luftabschlussstab mit einem Durchmesser von 10 mm ein Modul beschattet, wird der Kernschatten mit zunehmendem Abstand vom Modul stetig verringert. Nach 1.08 m wird nur noch ein diffuser Schatten auf das Modul geworfen (Abbildung 4). Anhang A des Anhangs 5 ​​der deutschen Norm DIN EN 62305-3 enthält detailliertere Informationen zur Berechnung der Kernschatten.

Spezielle Überspannungsschutzgeräte für die Gleichstromseite von Photovoltaikanlagen

Die U / I-Eigenschaften von Photovoltaik-Stromquellen unterscheiden sich stark von denen herkömmlicher Gleichstromquellen: Sie haben eine nichtlineare Charakteristik (Abbildung 5) und verursachen eine Langzeitpersistenz von gezündeten Lichtbögen. Diese einzigartige Natur von PV-Stromquellen erfordert nicht nur größere PV-Schalter und PV-Sicherungen, sondern auch einen Trennschalter für das Überspannungsschutzgerät, der an diese einzigartige Natur angepasst ist und mit PV-Strömen umgehen kann. Anhang 5 der deutschen Norm DIN EN 62305-3 (Unterabschnitt 5.6.1, Tabelle 1) beschreibt die Auswahl geeigneter SPDs.

Um die Auswahl von SPDs vom Typ 1 zu erleichtern, zeigen die Tabellen 1 und 2 die erforderliche Blitzimpulsstromtragfähigkeit I._Kobold Abhängig von der LPS-Klasse eine Reihe von Ableitern der externen Blitzschutzsysteme sowie des SPD-Typs (spannungsbegrenzender Ableiter auf Varistorbasis oder spannungsschaltender Ableiter auf Funkenstreckenbasis). Es müssen SPDs verwendet werden, die der geltenden Norm EN 50539-11 entsprechen. Unterabschnitt 9.2.2.7 von CENELEC CLC / TS 50539-12 bezieht sich ebenfalls auf diese Norm.

Gleichstromableiter Typ 1 zur Verwendung in PV-Anlagen:

Mehrpoliger kombinierter Gleichstromableiter Typ 1 + Typ 2 FLP7-PV. Dieses Gleichstromschaltgerät besteht aus einem kombinierten Trenn- und Kurzschlussgerät mit thermodynamischer Steuerung und einer Sicherung im Bypasspfad. Dieser Stromkreis trennt den Ableiter bei Überlastung sicher von der Generatorspannung und löscht Gleichstromlichtbögen zuverlässig. Somit können PV-Generatoren bis 1000 A ohne zusätzliche Sicherung geschützt werden. Dieser Ableiter kombiniert einen Blitzstromableiter und einen Überspannungsableiter in einem einzigen Gerät und gewährleistet so einen wirksamen Schutz der Endgeräte. Mit seiner Entladekapazität I._gesamt Mit 12.5 kA (10/350 μs) kann es flexibel für die höchsten LPS-Klassen eingesetzt werden. FLP7-PV ist für Spannungen U erhältlich_CPV von 600 V, 1000 V und 1500 V und hat eine Breite von nur 3 Modulen. Daher ist FLP7-PV der ideale kombinierte Ableiter vom Typ 1 für den Einsatz in Photovoltaik-Stromversorgungssystemen.

Spannungsschaltende funkenstreckenbasierte Typ-1-SPDs, z. B. FLP12,5-PV, sind eine weitere leistungsstarke Technologie, mit der bei Gleichstrom-PV-Systemen Teilblitzströme entladen werden können. Dank ihrer Funkenstreckentechnologie und einer Gleichstrom-Löschschaltung, die es ermöglicht, nachgeschaltete elektronische Systeme effizient zu schützen, verfügt diese Ableiterreihe über eine extrem hohe Blitzstromentladungskapazität I._gesamt von 50 kA (10/350 μs), was auf dem Markt einzigartig ist.

Gleichstromableiter Typ 2 zur Verwendung in PV-Anlagen: SLP40-PV

Ein zuverlässiger Betrieb von SPDs in Gleichstrom-PV-Stromkreisen ist auch bei Verwendung von Überspannungsschutzgeräten des Typs 2 unverzichtbar. Zu diesem Zweck verfügen die Überspannungsableiter der Serie SLP40-PV auch über eine fehlerresistente Y-Schutzschaltung und werden ohne zusätzliche Sicherung an PV-Generatoren bis 1000 A angeschlossen.

Die zahlreichen in diesen Ableitern kombinierten Technologien verhindern eine Beschädigung der Überspannungsschutzvorrichtung aufgrund von Isolationsfehlern im PV-Kreislauf, die Brandgefahr eines überlasteten Ableiters und versetzen den Ableiter in einen sicheren elektrischen Zustand, ohne den Betrieb der PV-Anlage zu stören. Dank der Schutzschaltung kann die Spannungsbegrenzungscharakteristik von Varistoren auch in Gleichstromkreisen von PV-Anlagen voll genutzt werden. Darüber hinaus minimiert die permanent aktive Überspannungsschutzeinrichtung zahlreiche kleine Spannungsspitzen.

Auswahl der SPDs nach Spannungsschutzstufe U._p

Die Betriebsspannung an der Gleichstromseite von PV-Anlagen ist von System zu System unterschiedlich. Derzeit sind Werte bis 1500 V Gleichstrom möglich. Folglich unterscheidet sich auch die Durchschlagfestigkeit von Endgeräten. Um sicherzustellen, dass die PV-Anlage zuverlässig geschützt ist, ist die Spannungsschutzstufe U._p Die SPD muss niedriger sein als die Durchschlagfestigkeit der PV-Anlage, die sie schützen soll. Der CENELEC CLC / TS 50539-12-Standard verlangt, dass Up mindestens 20% niedriger ist als die Durchschlagfestigkeit der PV-Anlage. SPDs vom Typ 1 oder Typ 2 müssen mit dem Eingang der Endgeräte energiekoordiniert sein. Wenn SPDs bereits in Endgeräte integriert sind, wird die Koordination zwischen dem SPD Typ 2 und dem Eingangsstromkreis der Endgeräte vom Hersteller sichergestellt.

Anwendungsbeispiele:

Gebäude ohne externes Blitzschutzsystem (Situation A)

Abbildung 12 zeigt das Überspannungsschutzkonzept für eine PV-Anlage, die in einem Gebäude ohne externes Blitzschutzsystem installiert ist. Gefährliche Überspannungen gelangen in die PV-Anlage aufgrund einer induktiven Kopplung, die durch Blitzeinschläge in der Nähe verursacht wird, oder durch die Stromversorgung durch den Serviceeingang zur Installation des Verbrauchers. SPDs vom Typ 2 sind an folgenden Orten zu installieren:

- Gleichstromseite der Module und Wechselrichter

- Wechselstromausgang des Wechselrichters

- Hauptverteiler für Niederspannung

- Kabelgebundene Kommunikationsschnittstellen

Jeder Gleichstromeingang (MPP) des Wechselrichters muss durch ein Überspannungsschutzgerät vom Typ 2 geschützt werden, z. B. die SLP40-PV-Serie, das den Gleichstrom seitlich der PV-Systeme zuverlässig schützt. Die Norm CENELEC CLC / TS 50539-12 schreibt vor, dass auf der Modulseite ein zusätzlicher Gleichstromableiter vom Typ 2 installiert werden muss, wenn der Abstand zwischen dem Wechselrichtereingang und dem PV-Generator 10 m überschreitet.

Die Wechselstromausgänge der Wechselrichter sind ausreichend geschützt, wenn der Abstand zwischen den PV-Wechselrichtern und dem Installationsort des Ableiters Typ 2 am Netzanschlusspunkt (Niederspannungseinspeisung) weniger als 10 m beträgt. Bei größeren Kabellängen muss vor dem Wechselstromeingang des Wechselrichters gemäß CENELEC CLC / TS 2-40 eine zusätzliche Überspannungsschutzvorrichtung vom Typ 275, z. B. Serie SLP50539-12, installiert werden.

Darüber hinaus muss vor dem Messgerät der Niederspannungszufuhr eine Überspannungsschutzvorrichtung der Serie SLP2-40 vom Typ 275 installiert werden. CI (Circuit Interruption) steht für eine koordinierte Sicherung, die in den Schutzpfad des Ableiters integriert ist und die Verwendung des Ableiters im Wechselstromkreis ohne zusätzliche Sicherung ermöglicht. Die Serie SLP40-275 ist für jede Niederspannungssystemkonfiguration (TN-C, TN-S, TT) verfügbar.

Wenn Wechselrichter an Daten- und Sensorleitungen angeschlossen sind, um die Ausbeute zu überwachen, sind geeignete Überspannungsschutzgeräte erforderlich. Die FLD2-Serie mit Terminals für zwei Paare, beispielsweise für eingehende und ausgehende Datenleitungen, kann für Datensysteme auf Basis von RS 485 verwendet werden.

Gebäude mit externem Blitzschutzsystem und ausreichendem Abstand s (Situation B)

Figure 13 zeigt das Überspannungsschutzkonzept für eine PV-Anlage mit externem Blitzschutzsystem und ausreichendem Abstand s zwischen PV-Anlage und externem Blitzschutzsystem.

Primäres Schutzziel ist die Vermeidung von Personen- und Sachschäden (Gebäudebrand) durch Blitzeinschlag. In diesem Zusammenhang ist es wichtig, dass die PV-Anlage das externe Blitzschutzsystem nicht beeinträchtigt. Darüber hinaus muss die PV-Anlage selbst vor direkten Blitzeinschlägen geschützt werden. Dies bedeutet, dass die PV-Anlage in dem geschützten Volumen des externen Blitzschutzsystems installiert werden muss. Dieses geschützte Volumen wird durch Luftabschlusssysteme (z. B. Luftabschlussstangen) gebildet, die direkte Blitzeinschläge auf die PV-Module und -Kabel verhindern. Die Schutzwinkelmethode (Abbildung 14) oder Rolling Sphere-Methode (Abbildung 15) Zur Bestimmung dieses geschützten Volumens kann die in Abschnitt 5.2.2 der Norm IEC 62305-3 (EN 62305-3) beschriebene Norm verwendet werden. Zwischen allen leitenden Teilen der PV-Anlage und dem Blitzschutzsystem muss ein bestimmter Abstand s eingehalten werden. In diesem Zusammenhang müssen Kernschatten verhindert werden, indem beispielsweise ein ausreichender Abstand zwischen den Luftabschlussstangen und dem PV-Modul eingehalten wird.

Die Blitzausgleichsbindung ist ein wesentlicher Bestandteil eines Blitzschutzsystems. Es muss für alle leitenden Systeme und Leitungen implementiert werden, die in das Gebäude eintreten und Blitzströme führen können. Dies wird erreicht, indem alle Metallsysteme direkt und indirekt alle unter Spannung stehenden Systeme über Blitzstromableiter vom Typ 1 mit dem Erdungsabschlusssystem verbunden werden. Die Blitzausgleichsbindung sollte so nahe wie möglich am Eintrittspunkt in das Gebäude erfolgen, um zu verhindern, dass teilweise Blitzströme in das Gebäude eindringen. Der Netzanschlusspunkt muss durch eine mehrpolige SPD auf Funkenstreckenbasis Typ 1 geschützt werden, z. B. einen kombinierten Ableiter Typ 1 FLP25GR. Dieser Ableiter kombiniert einen Blitzstromableiter und einen Überspannungsableiter in einem einzigen Gerät. Wenn die Kabellängen zwischen Ableiter und Wechselrichter weniger als 10 m betragen, ist ein ausreichender Schutz gewährleistet. Bei größeren Kabellängen müssen zusätzliche Überspannungsschutzgeräte vom Typ 2 vor dem Wechselstromeingang der Wechselrichter gemäß CENELEC CLC / TS 50539-12 installiert werden.

Jeder Gleichstrom am Eingang des Wechselrichters muss durch einen PV-Ableiter vom Typ 2 geschützt werden, z. B. die Serie SLP40-PV (Abbildung 16). Dies gilt auch für transformatorlose Geräte. Wenn die Wechselrichter beispielsweise zur Überwachung der Ausbeute an Datenleitungen angeschlossen sind, müssen Überspannungsschutzgeräte installiert werden, um die Datenübertragung zu schützen. Zu diesem Zweck kann die FLPD2-Serie für Leitungen mit analogen Signal- und Datenbussystemen wie RS485 bereitgestellt werden. Es erkennt die Betriebsspannung des Nutzsignals und stellt den Spannungsschutzpegel auf diese Betriebsspannung ein.

Hochspannungsbeständiger, isolierter HVI-Leiter

Eine andere Möglichkeit, die Abstände einzuhalten, ist die Verwendung hochspannungsbeständiger, isolierter HVI-Leiter, die es ermöglichen, einen Abstand von bis zu 0.9 m in Luft einzuhalten. HVI-Leiter können die PV-Anlage direkt nach dem Dichtungsendbereich kontaktieren. Weitere Informationen zur Anwendung und Installation von HVI-Leitern finden Sie in diesem Blitzschutzhandbuch oder in den entsprechenden Installationsanweisungen.

Gebäude mit externem Blitzschutzsystem mit unzureichenden Abständen (Situation C)

Wenn das Dach aus Metall besteht oder von der PV-Anlage selbst gebildet wird, kann der Abstand s nicht eingehalten werden. Die Metallkomponenten des PV-Montagesystems müssen so an das externe Blitzschutzsystem angeschlossen werden, dass sie Blitzströme führen können (Kupferleiter mit einem Querschnitt von mindestens 16 mm)² oder gleichwertig). Dies bedeutet, dass auch für die PV-Leitungen, die von außen in das Gebäude eintreten, eine Blitz-Potentialausgleichsverbindung implementiert werden muss (Abbildung 17). Gleichstromleitungen müssen gemäß Anhang 5 der deutschen Norm DIN EN 62305-3 und der Norm CENELEC CLC / TS 50539-12 durch eine SPD Typ 1 für PV-Anlagen geschützt sein.

Zu diesem Zweck wird ein kombinierter Ableiter vom Typ 1 und Typ 2 FLP7-PV verwendet. Blitz-Potentialausgleich muss auch in der Niederspannungszufuhr implementiert werden. Befinden sich die PV-Wechselrichter mehr als 10 m von der am Netzanschlusspunkt installierten SPD Typ 1 entfernt, muss auf der Wechselstromseite der Wechselrichter eine zusätzliche SPD Typ 1 installiert werden (z. B. Typ 1) + kombinierter Ableiter Typ 2 FLP25GR). Zum Schutz der relevanten Datenleitungen für die Ertragsüberwachung müssen auch geeignete Überspannungsschutzvorrichtungen installiert werden. Überspannungsschutzgeräte der Serie FLD2 werden zum Schutz von Datensystemen verwendet, die beispielsweise auf RS 485 basieren.

PV-Anlagen mit Mikro-Wechselrichtern

Mikro-Wechselrichter erfordern ein anderes Überspannungsschutzkonzept. Zu diesem Zweck wird der Gleichstrom der Leitung eines Moduls oder eines Modulpaares direkt mit dem kleinen Wechselrichter verbunden. Dabei müssen unnötige Leiterschleifen vermieden werden. Die induktive Einkopplung in solche kleinen Gleichstromstrukturen hat typischerweise nur ein geringes energetisches Zerstörungspotential. Die umfangreiche Verkabelung einer PV-Anlage mit Mikro-Wechselrichtern befindet sich auf der Wechselstromseite (Abbildung 18). Wenn der Mikro-Wechselrichter direkt am Modul angebracht ist, dürfen Überspannungsschutzgeräte nur auf der Wechselstromseite installiert werden:

- Gebäude ohne externes Blitzschutzsystem = Typ 2 SLP40-275-Ableiter für Wechsel- / Dreiphasenstrom in unmittelbarer Nähe zu den Mikro-Wechselrichtern und SLP40-275 bei Niederspannungszufuhr.

- Gebäude mit externem Blitzschutzsystem und ausreichendem Abstand s = Typ 2-Ableiter, z. B. SLP40-275, in unmittelbarer Nähe zu den Mikro-Wechselrichtern und blitzstromführenden Typ 1-Ableitern bei Niederspannungszufuhr, z. B. FLP25GR.

- Gebäude mit externem Blitzschutzsystem und unzureichendem Abstand s = Ableiter Typ 1, z. B. SLP40-275, in unmittelbarer Nähe zu den Mikro-Wechselrichtern und blitzstromführenden Ableitern Typ 1 FLP25GR bei Niederspannungszufuhr.

Unabhängig von bestimmten Herstellern verfügen Mikro-Wechselrichter über Datenüberwachungssysteme. Wenn Daten über die Mikro-Wechselrichter an die Wechselstromleitungen moduliert werden, muss an den separaten Empfangseinheiten ein Überspannungsschutz vorhanden sein (Datenexport / Datenverarbeitung). Gleiches gilt für Schnittstellenverbindungen mit nachgeschalteten Bussystemen und deren Spannungsversorgung (zB Ethernet, ISDN).

Solarstromerzeugungssysteme sind ein wesentlicher Bestandteil heutiger elektrischer Systeme. Sie sollten mit ausreichendem Blitzstrom und Überspannungsableitern ausgestattet sein, um einen langfristigen fehlerfreien Betrieb dieser Stromquellen zu gewährleisten.