Erdung einer Fotovoltaik-Anlage auf einem Dach – das musst Du wissen
Immer mehr Menschen entscheiden sich dafür, Fotovoltaik-Anlagen auf ihren Dächern zu installieren, um ihren eigenen Strom zu erzeugen und von den Vorteilen der erneuerbaren Energien zu profitieren. Bei der Installation solcher Anlagen gibt es jedoch verschiedene Aspekte zu beachten, darunter auch die Erdung der Anlage. Die Erdung ist ein wichtiger Teil des Sicherheitskonzeptes, um die Anlage und das Haus unter anderem gegen Schäden durch Blitzeinschläge zu schützen. Sinn einer Erdung ist, Überspannungen ins Erdreich abzuleiten, um elektrische Anlagen im Haus zu schützen oder auch Brände zu vermeiden. Zudem ist die Erdung auch für das Funktionieren der Sicherungen wichtig. Hinweis: Dieser Artikel soll Laien einen groben Überblick über das Thema geben und kann die Beratung durch einen Fachmann/Fachhandwerker nicht ersetzen.
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Ein kurzer Exkurs zu den verschiedenen Erdungsarten, denn je nach Aufgabe und Aufbau unterscheidet man in der Elektrotechnik vier verschiedene Arten der Erdung: Die Schutzerdung, die Funktionserdung, die Blitzschutzerdung und die sogenannte Betriebserdung. Bei Fotovoltaik-Anlagen sind zwei davon wichtig. Die Blitzschutzerdung soll dafür sorgen, den Strom eines Blitzeinschlages sicher in die Erde abzuleiten. Dann die Schutzerdung.
Hier geht es darum, durchgehende elektrische leitende Verbindung aller leicht berührbaren Bauteile die nicht zum „Betriebsstromkreis“ gehören, gegen Fehlstrom abzusichern. Diese werden über die Schutzerdung so abgesichert, das Personen beim Auftreten von Fehlfunktionen keinen elektrischen Schlag bekommen. Sprich, dass Gehäuse kann nicht unter Strom steht, sondern im Zweifelsfall wird die entsprechende technische Sicherung auslöst. Ganz vereinfacht formuliert: Die Schutzerde soll Mensch und Tier vor einem Stromschlag schützen. In dieses Schutzkonzept gehören auch FI-Schutzschalter.
Die Erdung einer Fotovoltaik-Anlage ist von großer Bedeutung, um die Sicherheit der Anlage und der damit verbundenen elektrischen Komponenten zu gewährleisten. Durch die Erdung wird sichergestellt, dass bei einem Fehler im System oder einer Überspannung beispielsweise durch Blitzschlag der entstehende Strom sicher abgeleitet wird und keine Gefahr für Personen oder Gebäude besteht.
Der Erdungsprozess einer Fotovoltaik-Anlage besteht aus mehreren Schritten. Zunächst wird – wenn nicht schon vorhanden – eine Erdungsanlage installiert. Diese besteht aus Erdungskabeln und Erdungsstäben. Der Erdungsstab wird in der Regel in der Nähe der Fotovoltaik-Anlage oder am Haus in den Boden eingeschlagen oder beim Neubau des Hauses mit im Fundament eingesetzt. An den Erdungsstab wird dann ein zentrales Erdungskabel angeschlossen. An dieses Wiederrum sind die verschiedenen zu erdenden Komponenten im Gebäude angeschlossen. Beispielsweise auch die Erdung der Elektroverteilung. Alternativen zu Erdungsstäben sind Erdungsplatten oder Erdungsmatten, die dann vergraben werden und die gleiche Funktion erfüllen. Bei Neubauten werden auch Fundament-Erder verwendet.
Erdung der Fotovoltaik-Anlage
Die einzelnen Fotovoltaik-Module werden dann elektrisch miteinander verbunden und an den Wechselrichter angeschlossen, der den erzeugten Gleichstrom in Wechselstrom umwandelt. Der Wechselrichter ist ein zentrales Element der Anlage und wird über sein Wechselstrom-Anschlusskabel an den Hausstrom ebenfalls wie jedes andere elektrische Gerät im Haus geerdet.
Darüber hinaus werden auch die Montagestrukturen, die die Fotovoltaik-Module auf dem Dach halten, geerdet. Sprich die Gestelle auf dem Dach werden mit einem entsprechend dimensionierten und ausgelegten Erdkabel mit mindestens 6 Quadratmillimetern (bei Kupferleitern) verbunden. Dies wiederum wird direkt mit dem Haupt-Erdungssystem des Gebäudes verbunden, also letztendlich mit dem Erdungsstab. Dadurch wird sichergestellt, dass auch die Montagegestelle und Strukturen selbst geerdet sind und potenzielle elektrostatische Aufladungen sicher abgeleitet werden.
Die genaue Ausführung der Erdung einer Fotovoltaik-Anlage kann je nach den spezifischen Anforderungen und Normen variieren. Es ist wichtig, die örtlichen Vorschriften und Richtlinien zu beachten und die Erdung gemäß den geltenden Normen und Bestimmungen durchzuführen. Das sollte daher am besten ein zertifizierter Elektriker durchführen, der dann auch die korrekte Auslegung der Erdung der Anlage bescheinigt. Bei der Verbindung der Erdkabel an die Montagegestelle der Fotovoltaik-Module sind auch die Anschlussmaterialien zu beachten. Die Gestelle sind meist aus Aluminium, die Kabel aus Kupfer und die Verschraubungen aus Eisen oder Edelstahl. Daher kann es zu galvanischen Effekten durch die Berührung der unterschiedlichen Metallarten kommen. Daher sollte der Fachmann entscheiden, welche Anschlussmaterialien „zueinander passen“. Es bringt ja nichts, wenn die Anschlüsse „wegoxidierten“.
Es gibt für alle die passende Norm
In Deutschland gibt es verschiedene Normen und Richtlinien, die die Installation und Erdung von Fotovoltaik-Anlagen regeln. Eine wichtige Norm in diesem Zusammenhang ist die DIN VDE 0100-410, die die elektrische Sicherheit von Niederspannungsanlagen regelt. Darüber hinaus gibt es auch die Technischen Anschlussregeln (TAR) des jeweiligen Netzbetreibers, die spezifische Anforderungen an die Netzanschlussbedingungen.
