Erdung PV Anlage

Um eine PV Anlage sicher betreiben zu können, ist eine Erdung unumgänglich. Zudem sollte auch ein Potentialausgleich durchgeführt werden. Die Erdung einer PV Anlage ist gesetzlich geregelt, wodurch die Anlage selbst und die im Gebäude befindlichen Personen geschützt werden. 

Die Erdung PV Anlage und ein Potentialausgleich sorgen dafür, dass die Anlage effizient arbeiten kann. Die gesetzlichen Vorgaben und welche Vorschriften unbedingt eingehalten werden müssen, werden in diesem Artikel aufgezeigt. 

Was bedeutet Erdung PV Anlage?

Um die Anlage sicher zu betreiben, spielt die Erdung der PV Anlage eine große Rolle. Durch die Erdung einer PV Anlage  wird sichergestellt, dass elektrische Ladung zuverlässig in die Erde abgeleitet wird. Die Erde bietet einen spannungsfreien Bereich und eine elektrische Ladung kann keinen Schaden bzw. Verletzungen auslösen. 

Durch die geerdete PV Anlage erfolgt zudem ein Potentialausgleich zwischen den einzelnen PV Modulen und dem Montagesystem. Der Potentialausgleich wird definiert in der DIN VDE 0100 Teil 200. Dadurch wird das Risiko von Sach- und Personenschäden vermieden. 

Besondere Beachtung gilt hier einer entstehenden Überspannung oder einem Blitzeinschlag. Dadurch könnte die PV Anlage enorm beschädigt werden. Eine fachgerechte Erdung PV Anlage ist dadurch ein außerordentlich wichtiger Faktor und Schäden können vermieden werden. 

Ist die Erdung PV Anlage verpflichtend?

Wie bereits erwähnt, besteht eine gesetzliche Pflicht zur Erdung PV Anlage. Diese Verpflichtung entsteht durch die Norm DIN VDE 0100-410, die die “Anforderungen zum Schutz gegen elektrische Schläge” enthält.

Durch diese Anforderung wird festgelegt, dass die leitfähigen Gehäuse von elektrischen Betriebsmitteln durch einen Schutzleiter, der mit einer Haupterdungsschiene verbunden wird, gegeben ist. Die Haupterdungsschiene ist bei einer PV Anlage die Verbindung zwischen dem Hausschutzkasten oder einem Haupterdungsleiter. Darüber werden Überspannungen und Fehlerströme in die Erde abgeleitet. 

Da das Montagesystem einer PV-Anlage in der Regel aus Aluminium oder Stahl gefertigt ist und als Teil des Gebäudes gilt, muss eine weitere Norm eingehalten werden. Die Norm DIN VDE 0100 Teil 540 legt die Anforderung zur Erdung, dem Potenzialausgleichsleiter und der Erdung fest. Dadurch wird sichergestellt, dass Personen und Gebäude vor Stromschlägen geschützt werden.

Zudem tragen die Vorschriften dazu bei, dass PV Anlagen sicher und einwandfrei betrieben werden und Konsequenzen rechtlicher Art vermieden werden. 

Welche PV-Anlagen Komponenten bedürfen einer Erdung?

Laut den gesetzlichen Vorschriften für PV Anlagen, die in der Norm DIN VDE 0100 und DIN 18014 festgelegt wurden, sind unterschiedliche Komponenten zu erden. Diese Vorschriften wurden zum Schutz von Personen und Anlagen festgesetzt. 

Folgende Komponenten müssen geerdet werden:

• Das Montagesystem 

Besteht das Montagesystem aus Stahl oder Aluminium, muss dieses geerdet werden.

• der PV-Modul-Rahmen

Die Rahmen der PV-Module müssen für einen Blitzschutz nicht zwingend geerdet werden. Für die Rahmen ist in der Regel eine Verbindung mit dem Montagesystem ausreichend. Es gilt jedoch auf die Art der PV Module zu achten. Einige Varianten erfordern eine Erdung, die Herstellerangaben geben hier genaue Auskunft. 

• Leitungsschutzrohre und Kabeltrassen 

Alle metallischen Teile, die mit der PV Anlage in Verbindung kommen müssen in die Erdung eingeschlossen werden. Hierzu zählen Leitungsschutzrohre und Kabeltrassen, wenn diese aus Metall bestehen. 

• das Gehäuse des Wechselrichters 

Der Wechselrichter ist das Herzstück der PV Anlage. Besteht das Gehäuse des Wechselrichters aus Metall, so muss es unbedingt geerdet werden. 

Die Erdung PV Anlage sollte immer von einem Fachbetrieb durchgeführt werden. Nur professionellen Meisterbetrieben ist es in Deutschland erlaubt (laut Handwerksordnung Paragraph 1 Absatz 1) eine Erdung und folglich einen Potentialausgleich pro PV Anlage vorzunehmen. 

Welches Risiko besteht, wenn keine Erdung PV Anlage erfolgt?

Einer der wichtigsten Faktoren, um eine PV Anlage sicher zu betreiben, ist die fachgemäße Erdung der Anlage.

Erfolgt keine Erdung PV Anlage können folgende Probleme und Risiken auftreten

• Brandgefahr 

Durch das Fehlen einer Erdung oder aber ungenügende Erdung wird die Brandgefahr der Anlage erhöht. 

• Schäden an der Anlage 

Die Erdung bzw der Potentialausgleich Schutz für PV Anlage vor Überspannungen. Eine Überspannung kann die Effizienz und Leistung enorm beeinträchtigen.

• elektromagnetische Indifferenz 

Die elektromagnetischen Indifferenzen können ohne Erdung dazu führen, dass die Leistung der PV Anlage reduziert wird.

• Stromschläge 

Durch die Erdung PV Anlage werden entstehende überschüssige Energien zuverlässig in die Erde abgeleitet. Das Risiko von eventuellen Stromschlägen wird dadurch maximal reduziert 

Wie findet man das richtige System zur Erdung PV Anlage?

Schon bei der Planung und Wahl der PV Anlage sollte das richtige System zur Erdung festgelegt werden. In Deutschland besteht durch die DIN 18014 bei Neubauten die Pflicht, einen Fundamenterder zu installieren. Dies jedoch nur dann, wenn kein integriertes Blitzschutzsystem eingeplant worden ist. 

Durch die DIN-Norm werden jeweils die Planung, Anbringung und Installation des Fundamenterders bzw. eines Erdungssystems genau geregelt. Wird eine PV Anlage auf dem Gebäudedach installiert, müssen in Folge für Vorschriften zur Erdung PV Anlage strikt eingehalten werden. Damit der Fundamenterder lange Zeit einwandfrei funktioniert, muss er mit mindestens 5 cm Beton eingefasst werden. Das schützt vor Korrosion und fehlerhafter Funktion. 

Kann aus diversen Gründen kein Fundamenterder eingesetzt werden, kann als Ersatz ein Ringerder verwendet werden. Der Ringerder wird im Erdreich rund um das Gebäude als geschlossener Kreis installiert. 

Bei bestehenden Gebäuden ohne Fundamenterder besteht die Möglichkeit, bei der Installation einer PV Anlage einen Tiefenerder einzusetzen. Die Tiefenerder werden senkrecht im Boden verankert und danach erfolgt eine Verbindung untereinander. Die Bedingungen vor Ort sind daher ausschlaggebend, um das richtige System der Erdung auszuwählen. 

Die PV Anlage mit einem Blitzschutz zusätzlich absichern

Nicht nur eine fachgerechte Erdung PV Anlage ist ein Faktor von bedeutender Rolle. Außer der Erdung spielt auch der Blitzschutz eine große Rolle. Durch die DIN VDE 0185-305-3 ist der Einsatz von Blitzschutzsystemen geregelt. 

Das Blitzschutzsystem leitet einen Blitzeinschlag und damit den Blitzstrom zuverlässig in das Erdreich. Dadurch werden Potentialunterschiede und Überspannungen minimiert. 

Der äußere Blitzschutz besteht aus vertikalen Erdleitungen, Metallleitungen  und Metallstangen. Diese verringern das Risiko eines Blitzeinschlages und den daraus resultierenden Schäden. Schlägt der Blitz ein, wird der Blitzstrom direkt in das Erdreich abgeleitet. Dadurch wird verhindert, das Überspannungen auftreten und elektronische Geräte Schaden nehmen. 

Der innere Blitzschutz hingegen besteht aus Überspannungs-Ableitern. Wie auch die Erdung ist der Blitzschutz bereits bei der Planung zu berücksichtigen. Zudem sollte er nur von qualifiziertem Fachpersonal installiert werden. Durch das Einhalten der Vorschriften ist ein effizienter und risikoarmer Betrieb der PV Anlage gewährleistet.