Die korrekte Erdung des Montagesystems: Anleitung für Potenzialausgleich und Blitzschutz
Die korrekte Erdung des Montagesystems: Anleitung für Potenzialausgleich und Blitzschutz
Viele zukünftige Betreiber einer Photovoltaikanlage konzentrieren sich bei der Planung auf die Auswahl der Solarmodule und des Wechselrichters. Ein entscheidendes Sicherheitsdetail gerät dabei oft in den Hintergrund: die fachgerechte Erdung des Montagesystems.
Sie ist jedoch keine reine Formsache, sondern eine grundlegende Voraussetzung für den Schutz von Personen und Ihrer wertvollen Investition. Nur so bleibt Ihre Anlage auch bei unvorhergesehenen Ereignissen wie technischen Defekten oder Blitzeinschlägen in der Nachbarschaft sicher.
Dieser Beitrag erklärt die Unterschiede zwischen dem essenziellen Potenzialausgleich und einem umfassenden Blitzschutz und zeigt, worauf es dabei ankommt.
Warum ist die Erdung einer PV-Anlage überhaupt notwendig?
Stellen Sie sich die Erdung als ein unsichtbares Sicherheitsnetz für Ihre Solaranlage vor. Alle metallischen Komponenten auf dem Dach – von den Modulrahmen bis zu den Schienen des Montagesystems – sind elektrische Leiter. Bei einem Isolationsfehler, etwa durch ein beschädigtes Kabel, können diese Teile unter gefährlicher Spannung stehen.
Die Erdung erfüllt zwei Hauptziele, basierend auf den technischen Normen VDE 0100-712 und VDE 0185-305-3:
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Personenschutz (Potenzialausgleich): Die wichtigste Aufgabe ist es, gefährliche Berührungsspannungen zu verhindern. Werden alle metallischen Teile miteinander verbunden und an die Haupterdungsschiene des Hauses angeschlossen, befinden sie sich auf dem gleichen elektrischen Potenzial. So wird verhindert, dass gefährlicher Strom durch den menschlichen Körper fließt.
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Anlagenschutz (Blitz- und Überspannungsschutz): Zudem bildet die Erdung die Grundlage, um die Anlage vor den gewaltigen Energien eines Blitzeinschlags zu schützen. Hierbei wird zwischen dem Schutz vor direkten und indirekten Einschlägen unterschieden.
Entscheidend ist das Verständnis, dass der grundlegende Potenzialausgleich und ein vollwertiges Blitzschutzsystem zwei verschiedene Konzepte mit unterschiedlichen Anforderungen sind.
Der fundamentale Schutz: Der Potenzialausgleich
Der Potenzialausgleich ist für jede fest installierte PV-Anlage auf dem Dach gesetzlich vorgeschrieben und damit die absolute Grundlage für einen sicheren Betrieb. Das Ziel ist einfach: Alle leitfähigen Teile der Anlage werden so miteinander verbunden, dass keine Spannungsunterschiede zwischen ihnen entstehen können.
In der Praxis bedeutet das, dass alle Teile des Montagesystems für Photovoltaik über spezielle Klemmen und ein Erdungskabel mit der Haupterdungsschiene (HES) im Keller Ihres Gebäudes verbunden werden. Diese Schiene ist der zentrale Erdungspunkt des gesamten Hauses.
Praxisnahe Umsetzung:
Für den Potenzialausgleich kommt in der Regel ein grün-gelb isoliertes Kupferkabel mit einem Mindestquerschnitt von 6 mm² zum Einsatz. Dieses Kabel wird mit speziellen Erdungsklemmen sicher an den Montageschienen befestigt. Eine sorgfältige und durchgängige Verbindung aller Schienenteile ist entscheidend, um einen lückenlosen Schutz zu gewährleisten. Korrosionsbeständige Materialien wie Edelstahl sind für eine dauerhaft sichere Verbindung unerlässlich.
Mehr als nur Erdung: Der Blitzschutz
Während der Potenzialausgleich vor Gefahren aus der Anlage selbst schützt, befasst sich der Blitzschutz mit Bedrohungen von außen. Hierbei unterscheidet man zwei Stufen.
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Innerer Blitzschutz (Überspannungsschutz)
Ein Blitzeinschlag in der näheren Umgebung kann im Stromnetz gewaltige Spannungsspitzen (Überspannungen) erzeugen. Diese können empfindliche elektronische Bauteile wie den Wechselrichter oder die Steuerung eines Stromspeichers zerstören. Um das zu verhindern, ist der Einbau von Überspannungsschutzableitern (Surge Protection Devices, SPD) vorgeschrieben. Diese kleinen Bauteile werden im Zählerschrank und nahe dem Wechselrichter installiert. Sie leiten gefährliche Überspannungen sicher zur Erde ab. Der innere Blitzschutz ist daher ein fester Bestandteil der Anlagenplanung. -
Äußerer Blitzschutz (Fangeinrichtung)
Dies ist das, was man umgangssprachlich als Blitzableiter kennt: eine Einrichtung, die einen direkten Blitzeinschlag gezielt „einfängt“ und die Energie über separate Leitungen sicher ins Erdreich abführt.
Wichtig: Ein äußerer Blitzschutz ist für ein typisches Einfamilienhaus nicht grundsätzlich vorgeschrieben. Eine Pflicht besteht in der Regel nur, wenn:
- das Gebäude bereits über ein Blitzschutzsystem verfügt.
- sich das Gebäude in einer besonders exponierten Lage oder einer Region mit hoher Blitzdichte befindet.
- es sich um ein öffentliches Gebäude (z. B. Schule, Krankenhaus) handelt.
Wird ein äußerer Blitzschutz installiert oder ist bereits einer vorhanden, muss ein sogenannter Trennungsabstand zwischen den Blitzschutzleitungen und der PV-Anlage eingehalten werden. Ist dieser Abstand aus baulichen Gründen nicht möglich, muss die PV-Anlage direkt in das Blitzschutzsystem integriert werden. Dies erfordert dickere Erdungskabel (typischerweise 16 mm² Kupfer) und eine spezielle Planung durch eine Blitzschutz-Fachkraft.
Typische Fehler bei der Erdung und wie Sie sie vermeiden
Eine unsachgemäße Erdung kann ein falsches Gefühl von Sicherheit vermitteln. Achten Sie auf folgende Punkte, um häufige Fehlerquellen auszuschließen:
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Fehler 1: Potenzialausgleich wird mit Blitzschutz verwechselt. Der herkömmliche Potenzialausgleich mit einem 6-mm²-Kabel dient dem Personenschutz. Ein Blitzschutz-Potenzialausgleich, der bei der Integration in eine Blitzschutzanlage nötig wird, erfordert hingegen 16-mm²-Kabel und schützt das Gebäude.
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Fehler 2: Falscher Kabelquerschnitt oder ungeeignetes Material. Es dürfen nur Kabel mit dem normativ geforderten Mindestquerschnitt zum Einsatz kommen. Materialien wie Aluminium oder verzinkter Stahl sind für die Erdung ungeeignet.
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Fehler 3: Lückenhafte Verbindungen. Jeder einzelne Schienenstrang muss in den Potenzialausgleich einbezogen werden. Werden Verbindungen zwischen den Schienen vergessen, wird die Schutzwirkung unterbrochen.
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Fehler 4: Trennungsabstand wird ignoriert. Wird der Sicherheitsabstand zu einem bestehenden Blitzableiter nicht eingehalten, kann im Falle eines Einschlags ein Blitz auf die PV-Anlage überspringen und schwere Schäden verursachen.
Viele Kunden fragen bei der Planung, ob ein äußerer Blitzschutz für ihr Einfamilienhaus nötig ist. In den meisten Fällen ist ein fachmännisch installierter Potenzialausgleich in Verbindung mit einem normgerechten Überspannungsschutz die richtige und ausreichende Lösung.
FAQ – Häufig gestellte Fragen zur Erdung von PV-Anlagen
Muss ich meine PV-Anlage immer erden?
Ja, der Potenzialausgleich des Montagesystems und der Modulrahmen ist für alle fest installierten Aufdachanlagen nach VDE-Norm eine zwingende Anforderung zum Schutz von Personen.
Was ist der Unterschied zwischen Potenzialausgleich und Blitzschutz?
Der Potenzialausgleich schützt Personen vor einem elektrischen Schlag bei einem Defekt innerhalb der Anlage. Der Blitzschutz (äußerer und innerer) schützt die Anlage und das Gebäude vor den Auswirkungen eines Blitzeinschlags.
Welches Kabel benötige ich für die Erdung?
Für den reinen Potenzialausgleich ist ein Kupferkabel mit mindestens 6 mm² Querschnitt vorgeschrieben. Muss die Anlage in ein äußeres Blitzschutzsystem integriert werden, ist ein Kupferkabel mit mindestens 16 mm² Querschnitt erforderlich.
Kann ich die Erdung selbst vornehmen?
Alle elektrischen Arbeiten an einer PV-Anlage, einschließlich der Erdung und des Anschlusses an die Haupterdungsschiene, dürfen nur von einer qualifizierten Elektrofachkraft durchgeführt werden. Nur so ist die Einhaltung der Normen und die Sicherheit gewährleistet.
Gilt das auch für ein Balkonkraftwerk?
Bei einem Balkonkraftwerk erfolgt die Schutzerdung in der Regel über den Schutzkontakt der Steckdose, in die das Gerät eingesteckt wird. Eine separate Erdung des Montagesystems ist meist nicht erforderlich, solange es sich um eine kleine, überschaubare Metallkonstruktion handelt. Beachten Sie hierzu unbedingt die Montageanleitung des Herstellers.
Fazit: Sicherheit als Fundament Ihrer Solarinvestition
Die korrekte Erdung ist mehr als nur ein Detail – sie ist das Sicherheitsfundament Ihrer gesamten Photovoltaikanlage. Eine saubere Trennung der Begriffe Potenzialausgleich (immer Pflicht) und äußerer Blitzschutz (situationsabhängig) ist entscheidend für das richtige Verständnis.
Die Beauftragung eines qualifizierten Fachbetriebs stellt sicher, dass alle normativen Anforderungen erfüllt werden und Sie über viele Jahre hinweg nicht nur sauberen, sondern auch sicheren Solarstrom produzieren. Eine korrekte Erdung ist ein Qualitätsmerkmal einer professionell geplanten und installierten Anlage – und bei Photovoltaik.info eine Selbstverständlichkeit.
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