Äußerer Blitzschutz bei Photovoltaikanlagen
Wird auf einem Gebäude mit einer vorhandenen Blitzschutzanlage auf der Dachfläche eine Photovoltaikanlage errichtet, so sollte das Blitzschutzkonzept neu überdacht werden. Das Ziel einer Blitzschutzanlage bzw. Fangeinrichtung ist, Blitze mit hohen Energien einzufangen und über die Ableitungsanlage zur Erde hin abzuleiten. Hier sollten keine parallelen Stromwege aufgebaut werden. Die Blitzfangfangeinrichtung ist so zu konzeptieren, daß Abstände zur Photovoltaikanlage eingehalten werden. Die Abstände sind rechnerisch zu bewerten.
Draußen in der Praxis ist oft zu sehen, daß Photovoltaikkonstruktionen und Modulrahmen mit der Blitzfangeinrichtung verbunden werden. Ausreichende Trennungsabstände konnten nicht eingehalten werden. Hier kommt oft das Argument, die Tragkonstruktionen sind blitzstromtragfähig. Das mag auch so sein. Der Nachteil dieser Konstellation ist leider, daß bei einem Blitzereignis Blitzteilströme über alle Verbindungen fließen. Das ist das Prinzip der kirchhoffschen Regel. Somit fließen Teilströme über Modultragkonstruktionen, aber auch über Photovoltaikmodulrahmen. Die hohen Ströme verursachen zum einen magnetische Einkopplungen in die Zell- und Leitungsstrukturen aber auch auf Grund der Rahmenkonstruktionen Differenzspannungen. Hier kann es in den Bereichen der Modulrahmen zu Lichtbogenüberschlägen kommen.
Die eingekoppelten Ströme in die Zell- und Leitungsstrukturen können einen Spannungsfall hervorrufen, bei dem die Spannung einen hohen Wert annehmen kann. Diese Überspannung kann widerum die Stringdioden in den Modulen zerstören. Oft zeigen dann die zerstörten Dioden einen Kurzschluß. Hierbei wird dann der Zellstring im Photovoltaikmodul überbrückt und es kommt zu Minderleistungen. Bei ständigem Stromfluß durch die Diode ensteht an sonnigen Tagen eine sehr hohe Verlustleistung. Hierdurch kann die Diode platzen und es kann im schlimmsten Fall zu einer Lichtbogenbildung kommen.
Blitzschutzkugelmethode
Aus diesen Gründen sollte zum Schutz von baulichen Anlagen nach der EN 62305 Teil 3 Beiblatt 5 bei Photovoltaikanlagen eine getrennte oder isolierte Blitzfangeinrichtung errichtet werden. Die Grundlage hierfür bietet die Blitzschutzkugelmethode nach den Blitzschutzklassen I, II, III und IV.
