Photovoltaikanlagen kommen zwar ohne schädliche Emissionen und Verbrennungsprozesse aus, dennoch fließt hier starker Strom. Ein Mindestmaß an Sicherheit muss daher auch bei PV-Anlagen und Balkonkraftwerken unbedingt eingehalten werden. Für Laien ist es aber oft schwierig einzuschätzen, welche Vorrichtungen genau notwendig sind, um die PV-Anlage effizient und sicher zu gestalten.
Wissen Sie z. B., was es mit dem Potentialausgleich auf sich hat? Keine Sorge, auf den zweiten Blick ist das gar nicht so kompliziert. Im Folgenden erfahren Sie alles zum Thema.
Was ist der Potentialausgleich/Querschnitt bei PV-Anlagen und wofür ist er nötig?
Der Potentialausgleich bei Photovoltaikanlagen sorgt dafür, dass alle leitfähigen Teile der Anlage elektrisch miteinander verbunden sind, um Spannungsunterschiede zu vermeiden. Dies schützt Personen vor elektrischen Schlägen und verhindert Schäden an der Anlage durch Überspannungen. So sind Solarpanels und Batterie z. B. auch gegen Blitzeinschläge oder Netzprobleme geschützt.
Der Potentialausgleich sorgt für ein einheitliches elektrisches Potential innerhalb der Anlage. Zudem reduziert der Potentialausgleich elektromagnetische Störungen, die die Effizienz der Anlage beeinträchtigen könnten. Die korrekte Umsetzung dieser Maßnahme ist in DIN-Normen festgelegt. Der Querschnitt bezieht sich dabei immer auf die Dicke des verwendeten Kabels.
Wie berechnet man den Querschnitt für den Potentialausgleich bei Photovoltaik-Anlagen?
Meistens muss der Querschnitt eines Kabels für den Potentialausgleich nicht selbst berechnet werden, da hier Mindestgrößen per DIN-Norm vorgegeben sind. In Deutschland liegt der Mindestquerschnitt bei 6 mm² Kupfer, wenn der Potentialausgleich gegen elektrische Schläge eingebaut wird, bei einem Blitzschutzsystem liegt der Querschnitt bei 16 mm² Kupfer bzw. 25 mm² Aluminium. Sollen Blitze direkt durch das Kabel abgeleitet werden, sind 50 mm² Kupfer nötig.
Wie man den Querschnitt für den Potentialausgleich einer PV-Anlage berechnen kann
Wie gesagt, meistens ist es völlig ausreichend, sich an die vorgeschriebenen DIN-Normen zu halten. Wenn Sie allerdings doch einmal in die Situation kommen, den Querschnitt für den Potentialausgleich Ihrer Solaranlage selbst berechnen zu müssen, ist dies mit einer ganz einfachen Formel möglich: A=J:I
| Was bedeutet das?A ist der benötigte Querschnitt in mm²,J beschreibt die zulässige Stromdichte in A/mm² (abhängig vom Material, z.B. für Kupfer ca. 1,5 A/mm²)und I steht für den maximalen Strom in Ampere, der im Fehlerfall fließen kann. |
Benötigt ein Balkonkraftwerk auch einen Potentialausgleich?
Grundsätzlich ist ein Balkonkraftwerk eine vollständige, wenn auch kleine, PV-Anlage und muss deshalb ebenfalls gegen Überspannungen und Blitze geschützt werden. Allerdings ist häufig kein zusätzlicher Potentialausgleich notwendig, da eine Erdungsleitung bereits im Wechselrichter verbaut ist.
Lassen Sie sich unbedingt dazu beraten, ob diese Vorrichtung bei Ihnen reicht oder ob ein zusätzlicher Potentialausgleich erforderlich ist. Das kann z. B. der Fall sein, wenn das Kraftwerk auf metallenen Dächern oder an metallenen Geländern verbaut wird.
Ist der Potentialausgleich mit passendem Querschnitt das gleiche wie eine Erdung für meine Photovoltaik-Anlage?
Es gibt zwar Ähnlichkeiten zwischen Potentialausgleich und Erdung und sie werden oft zusammen verwendet, dennoch handelt es sich nicht um die gleichen Bestandteile der Solaranlage. Der Potentialausgleich sorgt dafür, dass alle Bestandteile der Anlage die gleiche Spannung haben, während die Erdung dafür sorgt, dass starke Spannungen (z. B. durch Blitze) in die Erde abgeleitet werden.
Ein wenig lässt sich also schon am Namen der beiden Bestandteile erkennen, für was sie zuständig sind.
Nicht nur der Querschnitt ist wichtig – welches Kabel eignet sich für den Potentialausgleich bei meiner PV-Anlage?
Standardmäßig wird ein grün-gelb isolierter Kupferleiter mit mindestens 6 mm² Querschnitt verwendet. Für eine ausreichende Sicherheit sind eine hohe Qualität der Verkabelung sowie eine fachgerechte Montage unbedingt notwendig. Soll ein Blitzschutz-Potentialausgleich hergestellt werden, muss der Draht mindestens einen Querschnitt von 16 mm² aufweisen.
Für Anlagen im Freien kann auch blanker Kupferdraht genutzt werden. Hier muss aber auf einen ausreichenden Schutz vor Korrosion geachtet werden, damit die Anlage langfristig zuverlässig arbeitet. Erdungsbänder bestehen meistens aus Kupfer oder Stahl.
Tipps und Tricks für einen sicheren und langlebigen Potentialausgleich
Einen wichtigen Tipp gleich zuerst: Überlassen Sie den Potentialausgleich Ihrer PV-Anlage bitte unbedingt erfahrenen und geschulten Elektrikern und legen Sie nicht selbst Hand an, wenn Sie sich nicht gut auskennen – das ist viel zu gefährlich. Folgende Punkte sollten Sie darüber hinaus unbedingt noch beachten:
- Achten Sie auf robuste Kabel von zertifizierten Herstellern.
- Die Isolierung darf bei der Montage niemals beschädigt werden.
- Die Kabel müssen den Witterungsbedingungen und auch mechanischen Belastungen standhalten können.
- Werden unterschiedliche Metalle verwendet, müssen diese gegeneinander isoliert werden, da es sonst schnell zu Korrosion kommt.
- Für die Montage sollten nur spezielle Erdungsklemmen und Schraubverbindungen genutzt werden.
- Werden die Kabel stark gebogen, müssen Sie ein dafür geeignetes Kabel wählen.
Fazit
Der Potentialausgleich ist absolut entscheidend und wichtig, um die langfristige Sicherheit Ihrer PV-Anlage sicherzustellen. Ohne einen ordnungsgemäßen Potentialausgleich wird auch eine Versicherung im Schadensfall nicht einspringen. Es ist wichtig, dass überall in der Anlage die gleiche Spannung herrscht und Spannungsspitzen abgeleitet werden können. Ordnungsgemäß installiert werden sollte der Potentialausgleich immer von geschultem Personal.