Überspannungsschutz für die PV-Anlage: DC-Seite, AC-Seite und typische Planungsfehler

Eine Photovoltaikanlage zieht keine Blitze an. Dieser Satz stimmt, wird aber oft falsch verstanden. Denn die Anlage verändert trotzdem etwas: Sie bringt große Metallflächen aufs Dach, zieht lange Leitungen quer durchs Gebäude und hängt an einem Wechselrichter, der zu den empfindlichsten Geräten im ganzen Haus gehört. Genau daraus entsteht das Risiko.

Der Überspannungsschutz einer PV-Anlage ist deshalb kein einzelnes Bauteil, sondern eine Frage von zwei getrennten Seiten: der Gleichstromseite auf dem Dach und der Wechselstromseite im Zählerschrank. Wer nur eine davon absichert, hat eine offene Flanke.

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Warum PV-Anlagen besonders betroffen sind

Bei einem Blitzeinschlag in der Nähe entsteht ein starkes Magnetfeld. Jede Leiterschleife in diesem Feld wirkt wie eine Induktionsspule und es entsteht eine Spannung. Wie hoch sie ausfällt, hängt von der Fläche der Schleife ab.

Genau hier unterscheidet sich eine PV-Anlage von einer normalen Hausinstallation. Die Stringleitungen vom Modulfeld zum Wechselrichter spannen eine große Fläche auf, oft über das halbe Dach und dann noch durchs Haus bis in den Keller. Ein Einschlag mehrere hundert Meter entfernt reicht aus, um dort Spannungsspitzen zu erzeugen, die einen Wechselrichter zerstören.

Dazu kommt der wirtschaftliche Hebel. Der Wechselrichter ist die teuerste Einzelkomponente nach den Modulen. Fällt er aus, steht die Anlage, und der Ertragsausfall läuft weiter, während du auf ein Ersatzgerät wartest.

Die DC-Seite: was auf dem Dach passiert

Auf der Gleichstromseite braucht es einen Überspannungsableiter, der für PV-Spannungen ausgelegt ist. Ein normaler Ableiter aus dem Wechselstrombereich taugt dafür nicht, weil Gleichstrom einen einmal gezündeten Lichtbogen nicht von selbst löscht. PV-taugliche Ableiter tragen deshalb die Kennzeichnung nach DIN EN 50539-11 und sind für die maximale Leerlaufspannung des Strings ausgelegt.

Der Ableiter sitzt direkt am Wechselrichter, auf der DC-Eingangsseite. Damit ist der Standardfall abgedeckt. Es gibt aber eine Faustregel, die in der Praxis oft übersehen wird:

Ist die Leitung zwischen Modulfeld und Wechselrichter länger als etwa zehn Meter, gehört ein zweiter Ableiter ans andere Ende. Also einer am Wechselrichter und einer im Generatoranschlusskasten in Dachnähe. Bei einem Einfamilienhaus mit Wechselrichter im Keller und Modulen auf dem Dach ist diese Länge fast immer überschritten.

Warum das so ist: Der Ableiter schützt nur seine unmittelbare Umgebung wirksam. Über eine lange Leitung baut sich zusätzliche Spannung auf, und was am Wechselrichter ankommt, ist nicht mehr das, was der Ableiter oben begrenzt hätte.

Die AC-Seite: Typ 1 oder Typ 2

Auf der Wechselstromseite gilt dieselbe Logik wie für den Rest des Hauses, mit einer entscheidenden Weiche.

Hat das Gebäude keinen äußeren Blitzschutz, reicht ein Überspannungsableiter Typ 2 im Zählerschrank. Der begrenzt die Spannung, die über das Netz des Versorgers ins Haus kommt.

Hat das Gebäude einen äußeren Blitzschutz, brauchst du einen Blitzstromableiter Typ 1. Der Unterschied ist nicht graduell: Typ 2 ist für induzierte Überspannungen gebaut, Typ 1 für den echten Blitzteilstrom, der bei einem direkten Einschlag über die Erdungsanlage und den Potentialausgleich ins Gebäude gelangt. Ein Typ-2-Gerät an dieser Stelle wird beim ersten ernsten Ereignis selbst zerstört.

In der Praxis werden häufig Kombiableiter Typ 1+2 gesetzt. Die decken beide Fälle ab und sparen einen Platz im Verteiler.

Ergänzend gehört ein Typ-3-Ableiter dorthin, wo empfindliche Elektronik hängt, etwa an die Datenleitung des Wechselrichters oder an das Energiemanagementsystem. Diese Geräte hängen oft im Netzwerk, und der Weg über die Datenleitung ist ein Einfallstor, das gerne vergessen wird.

Trennungsabstand oder direkter Anschluss

Wenn das Gebäude einen äußeren Blitzschutz hat, muss die PV-Anlage in das Konzept eingebunden werden. Dafür gibt es zwei Wege, und die Entscheidung fällt in der Planung, nicht auf der Baustelle.

Getrennter Aufbau. Die Fangeinrichtung wird so gesetzt, dass die Module im Schutzbereich liegen, ohne dass sich Metallteile zu nahe kommen. Der nötige Abstand heißt Trennungsabstand und wird nach DIN EN 62305-3 berechnet, aus der Blitzschutzklasse, der Zahl der Ableitungen und der Länge des betrachteten Wegs. Bei einem Wohnhaus liegt er typischerweise im Bereich einiger Dezimeter. Das ist die saubere Lösung, weil kein Blitzstrom in die Anlage gelangt.

Direkter Anschluss. Lässt sich der Trennungsabstand nicht einhalten, etwa weil das Dach voll belegt ist, wird das Modulgestell direkt an den Blitzschutz angebunden. Dann fließt im Ernstfall Blitzteilstrom durch die Anlage, und genau deshalb ist auf beiden Seiten ein Typ-1-Ableiter zwingend.

Was nicht geht: die Module einfach neben eine bestehende Blitzschutzanlage setzen und die Frage offen lassen. Das kommt häufiger vor, als man denkt, meist wenn PV-Firma und Blitzschutzbauer nie miteinander gesprochen haben.

Die fünf häufigsten Fehler

• Nur die AC-Seite abgesichert. Der Ableiter sitzt im Zählerschrank, die DC-Seite ist offen. Das ist der mit Abstand häufigste Befund.
• Ein Ableiter für eine lange Strecke. Wechselrichter im Keller, Module auf dem Dach, ein einziger Ableiter unten. Über zehn Meter Leitungslänge reicht das nicht.
• Typ 2 trotz äußerem Blitzschutz. Wird eingebaut, weil es günstiger ist und im Verteiler weniger Platz braucht. Im Ernstfall schützt es nicht.
• Ableiter ohne PV-Zulassung. Ein Gerät aus dem AC-Bereich auf der DC-Seite. Optisch unauffällig, funktional falsch.
• Datenleitungen vergessen. Wechselrichter, Speicher und Energiemanager hängen am Netzwerk. Über diesen Weg ist schon mancher Wechselrichter gestorben, dessen Stromseite sauber geschützt war.

Wer prüft, ob das stimmt?

Die unangenehme Wahrheit: Bei vielen Anlagen fällt das erst auf, wenn etwas kaputt ist. Die Abnahme einer PV-Anlage prüft Ertrag und elektrische Sicherheit, nicht zwingend das Blitzschutzkonzept.

Wenn deine Anlage schon läuft, kannst du zwei Dinge selbst nachsehen. Öffne den Zählerschrank nicht, aber wirf einen Blick auf das Anlagendokument: Dort muss stehen, welche Ableiter verbaut sind, mit Typ und Einbauort. Und schau am Wechselrichter, ob dort ein DC-Ableiter sitzt, meist ein Modul mit Sichtfenstern, die grün oder rot anzeigen.

Rot heißt: Der Ableiter hat gearbeitet und ist verbraucht. Er sieht dann noch aus wie vorher, schützt aber nicht mehr. Das ist ein Bauteil zum Tauschen, keine Reparatur.

Kurz zusammengefasst

Der Überspannungsschutz einer PV-Anlage besteht aus zwei getrennten Aufgaben. Auf der DC-Seite brauchst du einen PV-tauglichen Ableiter am Wechselrichter, bei mehr als zehn Metern Leitungslänge zusätzlich einen in Dachnähe. Auf der AC-Seite entscheidet der äußere Blitzschutz darüber, ob Typ 2 reicht oder Typ 1 nötig ist. Und wenn das Gebäude einen Blitzableiter hat, muss die Anlage sauber eingebunden werden, entweder mit Trennungsabstand oder mit direktem Anschluss.

Wir planen bei i-Check beides zusammen, weil wir Photovoltaik und Blitzschutz selbst ausführen. Wenn du unsicher bist, ob deine Anlage richtig geschützt ist, schauen wir sie uns an: 0911 / 931 696 49.