Die photovoltaische (PV-)Stromerzeugung ist weltweit eine der am häufigsten eingesetzten erneuerbaren Energielösungen – gleich nach der Windkraft. Bekannt für ihr modulares Design, einfache Installation, Zuverlässigkeit und lange Lebensdauer werden Solar-PV-Anlagen sowohl im privaten als auch im gewerblichen und großtechnischen Maßstab eingesetzt. Wie alle elektrischen Systeme sind jedoch auch PV-Anlagen anfällig für Blitzschläge und transiente Überspannungen, die empfindliche Komponenten wie Wechselrichter, Sammelschienenkästen, Steuerungen und Überwachungssysteme schwer beschädigen können.
Um einen zuverlässigen Betrieb und langfristige Sicherheit zu gewährleisten, ist die richtige Auswahl und Installation von Überspannungsschutzgeräten (SPDs) unerlässlich. Dieser Leitfaden erläutert die wichtigsten Kriterien bei der Auswahl von SPDs, die speziell für Photovoltaikanlagen entwickelt wurden – unter Berücksichtigung internationaler Normen und realer Betriebsbedingungen.
Warum SPDs in PV-Systemen entscheidend sind
Ein typisches PV-System umfasst:
Solarmodule (Gleichstromseite)
Gleichstrom-Sammelkästen
Wechselrichter (Gleich- zu Wechselstromumwandlung)
Wechselstrom-Verteilungsschränke
Batteriespeicher (optional)
Überwachungs- und Steuersysteme
Diese Komponenten enthalten dicht gepackte empfindliche Elektronik und werden oft an exponierten Standorten (z. B. Dächern oder freien Flächen) installiert, wodurch sie besonders anfällig für blitzinduzierte Überspannungen sind. Im Gegensatz zu Wechselstromsystemen bergen Überspannungen auf der Gleichstromseite besondere Risiken, da die konstante Spannung ohne Nulldurchgang das Löschen von Lichtbögen bei einem SPD-Ausfall erschwert.
Wichtige Normen für die Auswahl von SPDs in PV-Systemen
Beachten Sie bei der Auswahl von SPDs für Solaranlagen stets folgende international anerkannte Normen:
IEC 62305: Blitzschutz-Reihe
IEC 61643-11: SPDs für Niederspannungsnetze
IEC 61312: Schutz vor Blitz-elektromagnetischem Impuls (LEMP)
EN 50539-11: Überspannungsschutzgeräte für PV-Systeme
GB 50057: Chinesische Norm für den Blitzschutz von Gebäuden
Die Einhaltung dieser Normen stellt sicher, dass Ihre SPDs für reale PV-Bedingungen geprüft und zugelassen sind.
Entscheidende Faktoren bei der Auswahl von SPDs für PV-Systeme
Prüfimpulsformen und Ableitfähigkeit
Stellen Sie sicher, dass die SPDs mit geeigneten Impulsformen geprüft wurden:
8/20 µs-Stromimpuls für induzierte Überspannungen
10/350 µs-Impuls für direkte Blitzeinschläge (Typ-I-SPDs)
Höhere Werte für In (Nennableitstrom) und Imax (maximaler Ableitstrom) bieten besseren Schutz – besonders auf der Gleichstromseite, wo Überspannungsenergie erheblich sein kann.
Schutzpegel (Up)
Niedrigeres Up = besserer Schutz für nachgeschaltete Geräte.
Auf der Wechselstromseite sollte Up mit der Isolationsfestigkeit der Geräte kompatibel sein (typischerweise < 2,5 kV).
Auf der Gleichstromseite muss Up an die maximale Leerlaufspannung (Voc) des Systems angepasst werden – oft 600 V, 1000 V oder sogar 1500 V in modernen Anlagen.
Herausforderungen im Gleichstromsystem: Lichtbogenbildung & thermischer Durchgriff
Im Gegensatz zum Wechselstrom löschen sich Gleichstromlichtbögen nicht selbstständig. Daher:
Wählen Sie SPDs mit integrierten thermischen Trennern, die defekte Varistoren zuverlässig abschalten.
Achten Sie auf lichtbogenunterdrückende Konstruktionen oder versiegelte Module, die Brandgefahr vermeiden.
Vermeiden Sie SPDs, die nur auf Sicherungen angewiesen sind – diese reagieren möglicherweise nicht schnell genug.
Oberwellen und temporäre Überspannungen (TOV)
Wechselrichter und nichtlineare Lasten erzeugen Oberwellen, die zu anhaltenden Überspannungen (bis über 1000 V) führen können. Stellen Sie sicher, dass Ihr SPD:
Eine hohe TOV-Beständigkeit aufweist (z. B. 1800 V für mindestens 5 Sekunden)
Unter anhaltender Überspannung nicht degradiert oder kurzschließt
ONCCYs fortschrittliche SPD-Lösungen für PV-Systeme
ONCCY, ein führender Hersteller hochleistungsfähiger Überspannungsschutzgeräte, bietet speziell für Photovoltaikanwendungen entwickelte SPDs. Mit über 20 Jahren Erfahrung im Bereich des Blitzschutzes für erneuerbare Energien liefert ONCCY:
✅ 20-jährige Auslegungslebensdauer – für langfristige Zuverlässigkeit unter rauen Bedingungen
✅ Hohe Ableitfähigkeit bei kompakter Bauweise – ideal für platzbeschränkte Sammelkästen
✅ Niedriger Restspannungspegel (Up) – optimaler Schutz für Wechselrichter und Steuerungen
✅ 1800-V-TOV-Beständigkeit – sicherer Umgang mit harmonisch bedingten Überspannungen
✅ Null-Leckstrom & Null-Folgestrom – dank patentierter MG-Serien-Technologie
✅ Versiegelte, lichtbogenfreie Bauweise – kein externer Lichtbogen beim Abschalten; keine Brandgefahr
✅ Kettenentladungs-Koordination – ermöglicht kaskadierte Installation ohne Mindestabstand zwischen den Stufen
✅ UL94 V-0 flammhemmendes PA66-Gehäuse – beständig gegen Hitze, Feuchtigkeit und Vibration
Für den Wechselstromseitenschutz verwendet ONCCY eine 3+1-Konfiguration ohne Neutralleiteranschluss mit einem 2000-V-Isolationsmodul, das Oberwellen-bedingte Überspannungen wirksam unterdrückt – ein häufiger Grund für verkürzte Lebensdauer oder Brände bei herkömmlichen SPDs.
Empfohlene ONCCY-SPD-Typen für PV-Systeme
| Standort | SPD-Typ | Hauptmerkmale |
|---|---|---|
| Gleichstromseite (Modulfeld) | Typ-II-DC-SPD (z. B. 1000 V/1500 V) | Hoher Imax, thermischer Trenner, Lichtbogenunterdrückung |
| DC-Eingang Wechselrichter | Typ-II-DC-SPD | Niedriges Up, TOV-beständig, kompakt |
| AC-Ausgang Wechselrichter | Typ-II-AC-SPD (3+1) | Kein Neutralleiter, 1800-V-TOV-Toleranz |
| Haupt-AC-Verteilung | Typ-I+II-AC-SPD | 10/350-µs-Bewertung für direkte Blitzzonen |
Alle ONCCY-SPDs sind nach UL, CSA, TÜV, CQC, CE, RoHS und REACH zertifiziert und erfüllen höchste internationale Anforderungen.
Fazit: Schützen Sie Ihre Solarinvestition
Die richtige Wahl eines Überspannungsschutzgeräts geht über die bloße Normerfüllung hinaus – es geht darum, Jahrzehnte sicheren und unterbrechungsfreien Solarstrombetriebs zu gewährleisten. Angesichts der besonderen Herausforderungen im Gleichstrombereich – wie persistente Lichtbögen, hohe Leerlaufspannung und Oberschwingungen – reichen Standard-SPDs einfach nicht aus.
ONCCYs spezialisierte Photovoltaik-SPDs vereinen modernste Ingenieurskunst, rigorose Prüfungen und ausfallsicheres Design, um jeden Teil Ihres Solarsystems – vom Modul bis zum Netz – optimal zu schützen.