Blitz- und Überspannungsschutz mit Trennschalter, Vorsicherung und Überspannungableiter

Blitz- und Überspannungsschutz, werden bei der Installation von Balkonkraftwerken meist nicht beachtet, gibt es schließlich steckerfertige Anlagen ohne Generatorenanschlusskasten (GAK). So werden überall Anlagen installiert, ohne an etwaige Gefahren zu denken. Nur findet man vermehrt Balkonsolar auch auf Schuppendächern, Dachterrassen oder Carports. Die Wahrscheinlichkeit eines direkten Blitzeinschlags in ein Balkonkraftwerk ist relatv gering, allerdings können durchaus Schäden an der Anlage durch indirekte Blitzeinwirkungen entstehen. Eine Installation zwischen dem Balkonkraftwerk und Blitzfangeinrichtungen wie Stangen oder Ableitungen an der Fassade kann schon eine Gefahrenstelle darstellen. Deshalb ist ein Mindestabstand von mindestens 50 cm einzuhalten.

Auf die gesetzliche Pflicht eine Blitzschutzanlage zu installieren wird hier nicht näher eingegangen, eine Ausnahme bildet der Überspannungsschutz, der in neu errichteten oder umfassend modernisierten Gebäuden verpflichtend vorgesehen ist. Diese sind in den Normen DIN VDE 0100-443 und DIN VDE 0100-534 geregelt. Balkonkraftwerke sind in der Regel auch in der Hausrat- oder Wohngebäudeversicherung abgedeckt, das sollte allerdings bei einer Installation abgeklärt werden. Zudem sollte für alle Fälle Blitz-und Überspannungsschutz mit im Vertrag einunden sein. Einige Anbieter haben spezielle Klauseln für Schäden durch Blitzeinschlag, Überspannung oder extreme Wetterereignisse, die sich auf Befestigungen der Solarmodule beziehen. Solarmodule und ihre Befestigungen besonders stabil ausgelegt sein, um extremen Wetterereignissen stand zu halten.

Sofern Module das Dach des Gebäudes nicht wesentlich verändern ist die Befürchtung für einen Blitzeinschlag in der Regel unbegründet. Ein höheres Risiko besteht, wenn Module die Gesamthöhe des Gebäudes wesentlich verändern. Bei Modulen auf Flachdächern besteht die Gefahr durch die dort angewinkelt aufgestellten Solarmudule, wo Blitze bevorzugt in hervorstehende Metallkonstruktionen einschlagen. Auch Einschläge in der näheren Umgebung sind eine Gefahr durch Überspannung für das eigene PV-System. Beim Blitzschutz wird unterschieden in direkten- und indirekten Blitzeinschlägen sowie Einschlägen die in der unmittelbaren Umgebung (500 m) auftreten können.

Ein direkter Blitzeinschlag kann zu hohen Strömen führen, bei der die PV-Anlage vollständig zertört wird, auch Brände könnten nicht ausgeschlossen werden. Beim indirekten Einschlag fließen über die elektrische Installation und Versorgungsleitungen Teile des Blitzstroms und auch diese können erhebliche Schäden an der PV-Installation nach sich ziehen. Starke magnetische Felder können die Folge eines Blitzeinschlages in der näheren Umgebung sein, sie indizieren in den elektrischen Installationen Überspannungen und können auch zu Schäden an der Solaranlage führen. Somit kann zusammenfassend festgestellt werden, dass auch auf die noch unsichtbaren Gefahren eingegangen werden sollte. So können direkte und indirekte Auswirkungen von Blitzeinschlägen zuverlässig abwehrt werden. Was im Einzelfall an Schutzmaßnahmen notwendig oder sinnvoll wäre hängt von einer Risikoanalyse ab, bei der die Faktoren der Planung und Umsetzung mit einfließen muss.

Der Blitz- und Überspannungsschutz unterscheidet sich sich zwar in seiner Bedeutung, ist beim Schutz von Gebäuden und elektrischen Anlagen und dessen Auswirkungen eng miteinander verbundenen. Die Aufgabe des Blitzschutzes ist einen einschlagenden Blitz sicher in die Erde abzuleiten, das Haus vor Brand und Personen vor Schaden zu schützen. Hingegen dient der Überspannungsschutz die elektrische Spannung in den Leitungen innerhalb des Gebäudes auf ein ungefährliches Maximum zu begrenzen. Diese können durch direkte oder indirekte Blitzeinschläge in der Nähe des Gebäudes entstehen und über Versorgungsleitungen ins Innere Gebäude gelangen. Somit ist der Überspannungsschutz Teil des Blitzschutzes da dieser indirekte Auswirkungen von Blitzeinschlägen abmildert. Erst die Kombination aus äußeren Blitz- und inneren Überspannungsschutz bewahrt Geräte vor Schäden.

Theoretisch wäre ein Blitzeinschlag in ein Balkonkraftwerk möglich, wenn dieses ein Dach oder das Gebäude überragen. Dies tritt ein wenn der äußere Blitzschutz verlassen wird. Ragt eine Terrasse aus dem Dachbereich heraus und sind an dessen Geländer Module installert, dann liegt dieser Fall schon vor. Der äüßere Blitzschutz deckt nur den Bereich unter dem Dach ab. Das trifft faktisch auch auf einen Balkon zu. Das betrifft auch alle Installationen auf Dächern, Carports oder Garagen und Schuppen oder Hütten zu. Die Wahrscheinlichkeit eines Einschlages in Solaranlagen unterhalb der Dachfläche ist relativ unwahrscheinlich.

Indirekte Blitzeinwirkungen sind bei Balkonkraftwerken eher möglich, dazu ist kein direkter Einschlag erforderlich. Schlägt der Blitz in unmittelbarer Nähe ein, können sich Überpannungen auch auf das installierte BKW auswirken und nachhaltige Schäden verursachen. Es empfielt sich für jedes installierte Balkonkraftwerk zumindest ein Überspannungsschutz zu installieren um die möglichen indirekten Blitzeinwirkungen abzumildern. Die einzige Schwierigkeit besteht in der fachgerechten Erdung des Balkonkraftwerks.

Das Balkonkraftwek in den Schutzbereich eines externen Blitzschutzsystems zu installieren sollte den Vorrang haben, um Schäden durch direkte Blitzeinschläge zu vermeiden. Vorraussetzung ist ein bestehender Blitzschutz am Gebäude. Die Installation muß so erfolgen, dass die bestehende Schutzwirkung nicht beeinträchtigt wird. Ist kein externer Blitzschutz vorhanden bzw. vorgeschrieben, dann liegen die Schutzmaßnahmen beim Installateur des Balkonkraftwerkes. Nach DIN EN 62305-2 (VDE 0185-305-2) kann das Risiko eines Blitzschadens abgeschätzt werden, Planung und Umsetzung von Schutzmaßnahmen sollten an spannungsführenden Teilen von qualifizierten Fachkräften durchgeführt werden.

Grundlegend müssen Blitzschutzleitungen im ausreichenden Abstand (0,5-1 m) zu allen Teilen des balkonkraftwerkes verlaufen, um Überschläge zu vermeiden. Das Grundgerüst (Modulschienen, Aufhängung) muss mit einer Haupterdungsschiene (Potenzialausgleichsschiene) verbunden werden. Hierbei ist eine direkte Verbindung mit betehenden Blitzschutzleitungen ist unbedingt zu vermeiden. Ein Überspannungsschutzgerät (SPD) Typ 2 muss bei Gleichspannungskabeln über 10 m Länge zu den Modulen installiert werden. Wenn nicht intigriert sollte vor und nach dem Wechselrichter ein SPD Typ 2 installiert werden. Dies gilt, wenn das AC-Kabel zwischen Wechselrichter und Hauptverteilung kürzer als 10 m ist. Ein SPD Typ 1 sollte zum Schutz der Elektrogeräte im Haushalt eingeplant werden.