Überspannungsschutz bei Photovoltaikanlagen: Der ultimative Leitfaden für Sicherheit und Langlebigkeit

Photovoltaikanlagen sind eine bedeutende Investition in eine nachhaltige Zukunft und die Reduzierung Ihrer Energiekosten. Doch wie jede wertvolle Technologie sind auch sie anfällig für bestimmte Risiken. Eines der oft unterschätzten, aber potenziell verheerendsten Risiken ist die Überspannung. Ein effektiver Überspannungsschutz bei Photovoltaikanlagen ist daher nicht nur eine Empfehlung, sondern oft eine Notwendigkeit, um Ihre Anlage langfristig und zuverlässig zu betreiben.

Geschrieben von
Thorsten Wimmer

Aktualisiert:
03.05.2025

Warum ist Überspannungsschutz bei Photovoltaikanlagen so wichtig?

Photovoltaikanlagen bestehen aus empfindlichen elektronischen Komponenten wie Solarmodulen, Wechselrichtern und oft auch Batteriespeichern. Diese Bauteile können durch Überspannungen, die durch verschiedene Ursachen ausgelöst werden, schwer beschädigt oder gar zerstört werden. Die Folgen reichen von teuren Reparaturen über Ertragsausfälle bis hin zum kompletten Systemausfall.

Die Hauptursachen für gefährliche Überspannungen sind:

• Direkte Blitzeinschläge: Ein direkter Einschlag in die Anlage oder das Gebäude ist zwar selten, hat aber katastrophale Auswirkungen.
• Indirekte Blitzeinschläge (Nahbereichseinschläge): Blitze, die in der näheren Umgebung (bis zu 1-2 km Entfernung) einschlagen, erzeugen elektromagnetische Felder, die hohe Spannungen in Leiterschleifen Ihrer PV-Anlage induzieren können. Dies ist die häufigste Ursache für blitzbedingte Überspannungsschäden.
• Schaltüberspannungen im Stromnetz: Auch das öffentliche Stromnetz oder das Schalten großer Verbraucher im eigenen Haus können kurzzeitige Spannungsspitzen verursachen, die Ihre Anlage gefährden.

Ein durchdachter Überspannungsschutz minimiert diese Risiken erheblich und schützt nicht nur Ihre finanzielle Investition, sondern gewährleistet auch die Sicherheit Ihrer gesamten Elektroinstallation.

Gesetzliche Vorgaben und Normen für den Überspannungsschutz (DIN VDE)

In Deutschland regeln verschiedene Normen der DIN VDE die Anforderungen an den Überspannungsschutz. Besonders relevant für Photovoltaikanlagen sind:

• DIN VDE 0100-443: Diese Norm fordert Überspannungsschutzmaßnahmen, wenn die Auswirkungen einer Überspannung unter anderem die Sicherheit von Personen oder die Verfügbarkeit von Anlagen für eine größere Anzahl von Personen betreffen oder erhebliche wirtschaftliche Schäden verursachen können. PV-Anlagen fallen in der Regel darunter.
• DIN VDE 0100-534: Sie beschreibt die Auswahl und Errichtung von Überspannungsschutzgeräten (SPDs - Surge Protective Devices).
• VDE-AR-N 4105: Die Anwendungsregel für Erzeugungsanlagen am Niederspannungsnetz fordert ebenfalls häufig einen Überspannungsschutz.

Seit Oktober 2016 ist der Einbau von Überspannungsschutz bei Neuinstallationen und wesentlichen Änderungen an elektrischen Anlagen in vielen Fällen verpflichtend. Für PV-Anlagen bedeutet dies, dass ein Überspannungsschutzkonzept in der Regel Teil der Planung sein muss. Auch für Bestandsanlagen kann eine Nachrüstung dringend empfohlen werden.

Wie funktioniert der Überspannungsschutz bei PV-Anlagen? (AC- und DC-Seite)

Ein umfassendes Schutzkonzept für Photovoltaikanlagen berücksichtigt sowohl die Gleichstromseite (DC-Seite) zwischen den Solarmodulen und dem Wechselrichter als auch die Wechselstromseite (AC-Seite) zwischen dem Wechselrichter und dem Hausanschluss bzw. öffentlichen Netz.

DC-seitiger Überspannungsschutz

Auf der DC-Seite werden SPDs (Typ 2 oder bei äußerem Blitzschutz Typ 1+2 Kombi-Ableiter) möglichst nah am Wechselrichter installiert. Sie schützen die Module und den DC-Eingang des Wechselrichters vor Überspannungen, die über die Modulleitungen eingekoppelt werden könnten.

AC-seitiger Überspannungsschutz

Auf der AC-Seite wird ein SPD (üblicherweise Typ 2) im Zählerschrank oder Unterverteiler installiert. Dieser schützt den AC-Ausgang des Wechselrichters und die an das Hausnetz angeschlossenen Verbraucher vor Überspannungen aus dem Netz oder solchen, die vom Wechselrichter selbst (im Fehlerfall) ausgehen könnten.

Zusätzlich können Kommunikationsschnittstellen (z.B. für Monitoring-Systeme, Smart Meter) ebenfalls mit speziellen SPDs geschützt werden, da auch hier Überspannungen Schäden verursachen können.

Auswahl der richtigen Überspannungsschutzgeräte (SPDs)

Überspannungsschutzgeräte werden in verschiedene Typen eingeteilt:

• SPD Typ 1 (Blitzstromableiter): Für Gebäude mit äußerem Blitzschutzsystem (Blitzableiter). Sie können sehr hohe Blitzströme ableiten.
• SPD Typ 2 (Überspannungsableiter): Der Standard-Schutz gegen indirekte Blitzeinschläge und Schaltüberspannungen. Wird in den meisten PV-Anlagen ohne äußeren Blitzschutz eingesetzt.
• SPD Typ 3 (Geräteschutz): Feinschutz, der direkt vor empfindlichen Endgeräten installiert wird. Bei PV-Anlagen seltener als alleinige Lösung, eher als Ergänzung.

Für PV-Anlagen sind meist Kombi-Ableiter Typ 1+2 (bei äußerem Blitzschutz) oder reine Typ 2 Ableiter (ohne äußeren Blitzschutz) die richtige Wahl für die DC- und AC-Seite. Die genaue Auswahl und Dimensionierung sollte immer durch eine qualifizierte Fachkraft erfolgen, die die örtlichen Gegebenheiten und das spezifische Anlagendesign berücksichtigt.

Kosten und Nutzen des Überspannungsschutzes

Die Kosten für einen umfassenden Überspannungsschutz bei Photovoltaikanlagen sind im Vergleich zu den potenziellen Schäden und den Gesamtkosten der Anlage relativ gering. Sie bewegen sich üblicherweise im Bereich weniger hundert Euro für die notwendigen SPDs und den Installationsaufwand.

Demgegenüber stehen die potenziellen Kosten für:

• Den Austausch eines defekten Wechselrichters (oft mehrere tausend Euro).
• Die Reparatur oder den Austausch von Solarmodulen.
• Den Ausfall von Erträgen während der Reparaturzeit.
• Mögliche Folgeschäden an anderen elektrischen Geräten im Haus.

Die Investition in einen guten Überspannungsschutz amortisiert sich also schnell, indem sie die Lebensdauer Ihrer Anlage verlängert, teure Reparaturen vermeidet und einen kontinuierlichen Ertrag sicherstellt.

Fazit: Überspannungsschutz ist ein Muss für jede PV-Anlage

Der Überspannungsschutz bei Photovoltaikanlagen ist ein essenzieller Bestandteil für den sicheren und langlebigen Betrieb. Angesichts der hohen Werte, die auf dem Spiel stehen, und der relativ geringen Kosten für Schutzmaßnahmen, sollte hier nicht gespart werden. Ob Neubau oder Nachrüstung – konsultieren Sie einen erfahrenen Elektroinstallateur oder Solarteur, um ein maßgeschneidertes Schutzkonzept für Ihre PV-Anlage zu erstellen. So sichern Sie Ihre Investition und können unbesorgt die Kraft der Sonne nutzen.