Erdung von PV-Anlagen

Immer wieder erreichen mich Anfragen, ob die PV-Module am Dach geerdet werden müssen. Manchmal fordert dies sogar der Bauherr oder der Planer.

Eine Erdung, wie im allgemeinen Sprachgebrauch verwendet, ist zunächst nicht erforderlich, eigentlich sogar nicht erlaubt. Die Module haben Schutzklasse II, d.h. sie sind schutzisoliert. Diese z.B. am Rahmen zu erden würde also gar keinen Sinn machen, weil von dem Modul selbst keine elektrische Gefahr ausgeht.

Was grundsätzlich zu unterscheiden ist, ist eine „Funktionserdung“ sowie ein „Potentialausgleich“.

Von einer Funktionserdung spricht man dann, wenn zum störungsfreien und dauerhaften Betrieb der Module ein aktiver Pol des Gleichstroms geerdet werden muss. Dies erfolgt aber am Wechselrichter und nicht auf dem Dach an den Modulen. Diese Erdung hat die Aufgabe, eine Schädigung der Module (z.B. TCO-Korrosion) zu verhindern und wird zumeist nur bei Dünnschichtmodulen angewandt.

Beim Potentialausgleich unterschiedet man zwischen Funktionspotentialausgleich und Blitzstrompotentialausgleich.

Der Funktionspotentialausgleich hat die Aufgabe, eine mögliche statische Aufladung des Modulfeldes zu verhindern. Es geht hierbei darum, Sekundärunfälle zu vermeiden. Bei einer elektrostatischen Aufladung kommt es zwar zu keinem lebensgefährlichen Stromschlag, wenn jemand die Module berührt. Derjenige kann aber einen großen Schreck bekommen und hierbei besteht die Gefahr, dass die Person auf dem Dach verunfallt (z.B. von der Leiter fällt). Dieser Potentialausgleich sollte an jeder PV-Anlage in der Form angebracht werden, dass man das metallene Haltegestell untereinander verbindet und die Verbindung an Erde anschließt (Potentialausgleichsschiene Gebäude). Was dabei oftmals falsch gemacht wird, ist die Verwendung eines gelb-grün gekennzeichneten Leiters. Diese Kennzeichnung ist ausschließlich einem Schutzleiter vorbehalten; d.h. einer richtigen Schutzerdung. Eine solche Erdung ist aber, wie bereits erwähnt, nicht erlaubt. Für die Ausführung reicht ein Leiterquerschnitt von 6 qmm Kupfer aus.

Der Blitzschutzpotentialausgleich wird dann erforderlich, wenn sich auf dem betreffenden Gebäude eine äußere Blitzschutzanlage befindet. Dabei ist zu unterscheiden, ob der Trennungsabstand zur PV-Anlage eingehalten werden kann oder nicht. Beim Einhalten des Trennungsabstandes wird das metallene Gestell der PV-Anlage miteinander verbunden und der Potentialausgleich eng mit den Solarhauptleitungen Richtung Wechselrichter mitgeführt und dort an die Potentialausgleichsschiene des Gebäudes angeschlossen. Kann der Trennungsabstand nicht eingehalten werden, ist ebenfalls das metallenen Gestell der PV-Anlage untereinander zu verbinden und zudem noch mit den Ableitern des äußeren Blitzschutzes. Der Potentialausgleich ist auf einem separaten Weg an den Potentialausgleich des Gebäudes anzuschließen.  Separater Weg deshalb, weil dieser bei einem Blitzeinschlag Teilblitzströme führen kann. Bei Einhaltung des Trennungsabstandes ist ein Querschnitt des Potentialausgleiches von 6 qmm Kupfer ausreichend. Wird der Trennungsabstand nicht eingehalten, ist ein Querschnitt von 16 qmm Kupfer oder 25 qmm Aluminium erforderlich.

Weitere Hinweise ergeben sich aus der DIN VDE 0100-712 sowie DIN VDE 0185-305 Teil 3, Beiblatt 5

Bei Objekten mit äußerem Blitzschutz sollte stets versucht werden, den erforderlichen Trennungsabstand zwischen äußerer Blitzschutzeinrichtung und PV-Anlage einzuhalten (es sei denn, es handelt sich um ein Blechdach), da ansonsten die Auswirkungen von in das PV-System eingekoppelten Blitzteilströmen berücksichtigt werden müssen. Dies erfordert dann oftmals einen erhöhten Aufwand an Potentialausgleichsmaßnehmen sowie geeigneten Überspannungsableitern.