Überspannungen im Stromnetz und Blitzeinschläge können eine erhebliche Gefahr für Photovoltaikanlagen darstellen. Wie lassen sich solche Anlagen sichern?
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Warum lohnt sich eine Investition in Photovoltaik?
Investitionen in Photovoltaikanlagen sind insbesondere im Rahmen der kommenden Ausgabe 6.0 des Programms „ Mój Prąd “, die am 2. September 2024 startet, eine Überlegung wert. Das Programm führt neue Regeln für die Kofinanzierung von Prosumenten ein und bietet Unterstützung von bis zu 28.000 PLN für Photovoltaik-Mikroanlagen, Stromspeicher und Wärmespeicher. Das Gesamtbudget des Programms beträgt 400 Millionen PLN und die Mittel stammen aus europäischen Fonds im Rahmen des FEnIKS-Programms. Dies ist ein weiterer Schritt zur Dekarbonisierung und Förderung von Prosumentenenergie in Polen. Ziel ist es, die Bürger bei der Nutzung erneuerbarer Energiequellen zu unterstützen, was zur Senkung der Stromrechnungen und zur Weiterentwicklung der Technologie im polnischen Energiesektor beitragen wird.
Die Förderung umfasst eine breite Palette von Geräten, darunter Dacheindeckungen mit Photovoltaikfunktion, Vordächer und Balkongarnituren. Energiespeicher können mit bis zu 16.000 PLN gefördert werden, wobei die Mindestkapazität des Stromspeichers 2 kWh beträgt.
Die neue Ausgabe führt ein obligatorisches Net-Billing-System ein, das das bisherige Net-Metering-System ersetzt. Nur wer seine Rechnungen gemäß den neuen Regeln begleicht, hat Anspruch auf Förderung. In den fünf vorherigen Ausgaben des Programms „Mój Prąd“ belief sich die Gesamtförderung auf 2,96 Milliarden PLN, wodurch über 526.000 Prosumenten unterstützt werden konnten.
Förderanträge werden bis zum 20. Dezember 2024 oder bis zur Ausschöpfung der Mittel entgegengenommen. Voraussetzung ist die Installation eines Energiespeichers für Photovoltaik-Mikroanlagen, deren Netzanschluss nach dem 1. August 2024 gemeldet wird. Die Förderung kann bis zu 50 % der förderfähigen Investitionskosten abdecken, d. h. die maximale Förderung beträgt für Mikroanlagen ohne zusätzliche Investitionen 6.000 PLN und für Anlagen mit Energiespeicher 7.000 PLN.
Wie schützen Sie Ihre Photovoltaikanlage?
Gebäude mit Photovoltaikmodulen auf dem Dach benötigen besondere Schutzmaßnahmen. Diese Module sind besonders anfällig für Überspannungen, weshalb ein spezieller Überspannungsschutz mit Gleichspannung erforderlich ist. Sein Zweck ist es, die Spannung zu begrenzen, um Schäden an den Photovoltaikmodulen, Kabeln und dem Wechselrichter zu verhindern. Dies gilt für alle Gebäudetypen – von Anlagen in Einfamilienhäusern über Krankenhäuser und öffentliche Infrastruktur bis hin zu Gewerbe- und Industriegebäuden wie Hotels, Banken, Geschäften und Fabriken.
Gemäß der Norm PN-EN 61643-31 sollten Überspannungsschutzgeräte an Stellen installiert werden, die Überspannungen ausgesetzt sind, insbesondere am Gleichstromeingang (DC) des Wechselrichters. Es wird jedoch auch empfohlen, sie am Wechselrichterausgang auf der AC-Seite zu installieren. Zusätzliche Überspannungsschutzgeräte werden im Gleichstromkreis empfohlen, wenn der Wechselrichter weit von den Modulen entfernt ist (mehr als 10 Meter Kabellänge), z. B. am Hauptschaltschrank. Die Sicherung der Kabel ist ebenso wichtig wie der Schutz des Wechselrichters selbst.
Was verursacht Spannungsspitzen?
Eine der häufigsten und gefährlichsten Ursachen für Überspannungen in elektrischen Anlagen ist der direkte Blitzeinschlag. Weltweit ereignen sich täglich über 4 Millionen Blitzentladungen. Schätzungsweise 10 % davon sind Erdschlüsse mit Stoßströmen, bei denen die Stromstärke bis zu 200.000 Ampere erreichen kann. Die so erzeugte Energie kann durch Blitzeinschläge in Niederspannungsfreileitungen, Blitzschutzanlagen oder andere stromführende externe Systeme wie Sicherheits-, Beleuchtungs- oder Klimaanlagen in die Anlage eindringen. Unzureichend gesicherte Fernseh- und andere Antennen an den höchsten Punkten von Gebäuden erhöhen das Risiko solcher Phänomene ebenfalls.
Die Anlage kann auch indirekten Blitzeinschlägen ausgesetzt sein, wenn der Blitzeinschlag innerhalb von 2 km Entfernung von Niederspannungsleitungen erfolgt. Auch eine Entladung in der Nähe der Anlage, beispielsweise in einem Baum neben einem Gebäude, stellt aufgrund der möglichen induzierten Spannung eine Gefahr für die Anlage dar. Solche Überspannungen können auch durch Schaltvorgänge in Maschinen wie Schweißgeräten, Induktionsöfen, Motoren oder Pumpen sowie in empfindlichen elektronischen Bauteilen von Haushaltsgeräten verursacht werden.
Störungen können jedoch auch aus dem Inneren des Gebäudes kommen. Das Ein- und Ausschalten verschiedener Geräte, Anlagen oder Elektrowerkzeuge, wie Staubsauger oder Pumpen, kann Überspannungen verursachen. Auch das Schalten von Transformatoren, Leistungsschaltern und induktiven Lasten kann zu deren Entstehung beitragen.
Arten von Überspannungsableitern
Wie herkömmliche Elektroinstallationen werden Photovoltaikanlagen mit Überspannungsableitern vor Überspannungen geschützt. Es gibt verschiedene Arten von Überspannungsableitern für Photovoltaikanlagen, die sich je nach Bauart und Anwendung in der Prüfklasse unterscheiden. Die gängigsten sind:
- Ableiter der Klasse I, Typ T1: Werden dort eingesetzt, wo ein hohes Risiko eines direkten Blitzeinschlags besteht.
- Ableiter der Klasse II, Typ T2: Sie schützen vor indirekten und induzierten Überspannungen und bieten eine höhere Immunität, was bei Anlagen wichtig ist, die verschiedenen Störungen ausgesetzt sind.
- Ableiter der Klasse III, Typ T3: Bieten zusätzlichen Schutz und werden in der Nähe der Geräte montiert, die sie schützen sollen.
Überspannungsableiter von Eaton
Eaton bietet unter dem Namen SPPVR ein umfassendes Sortiment an Überspannungsableitern für Photovoltaikanlagen an. EATON-Überspannungsableiter sind in den Klassen I+II oder II erhältlich und können in Anlagen mit einer Nennspannung von 600 VDC, 1000 VDC oder 1500 VDC eingesetzt werden. Die SPPVR-Serie umfasst das Modell SPPVRT12-10-4+PE+AX, das zwei PV-Stränge in einem Gerät schützt. Ein wichtiges Merkmal der Eaton-Überspannungsableiter ist ihre Flexibilität – sie verfügen über austauschbare Module und eine optische Signalisierung des Kartuschenausfalls. Dank der austauschbaren Module kann eine beschädigte Kartusche ausgetauscht werden, ohne dass ein neues Gerät gekauft werden muss, und die optische Signalisierung ermöglicht eine schnelle Überprüfung des Schutzstatus nach einem Überspannungsschaden.
Eaton bietet auch AC-Überspannungsableiter an, die am Wechselrichterausgang eingesetzt werden können, um diesen auf der AC-Seite zu schützen. Eine beliebte Wahl sind die Überspannungsableiter der Serie SPCT2-280/4 der Klasse II, Typ T2, die für dreiphasige TN-S-Systeme entwickelt wurden. Eine weitere gängige Lösung sind die Überspannungsableiter der Serie SPBT12-280/4 der Klasse I+II, Typ T1+T2, ebenfalls für TN-S-Systeme.
Bartholomew Jaworski
Leitender Produktmanager
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