PV-Anlage erden: Vorschriften, Nutzen und Praxis-Tipps

Bei einem Blitzeinschlag entladen sich in einem Augenblick Spannungsfelder von bis zu einer Milliarde Volt. Besonders ungünstig, wenn das über dem eigenen Zuhause passiert. Besonders kritisch wird es, wenn eine Photovoltaikanlage installiert ist – denn die empfindliche Elektronik, Wechselrichter oder Batteriespeicher können durch Überspannung schweren Schaden nehmen oder komplett ausfallen. Dafür reicht auch schon ein Blitzeinschlag in der Nähe. Um das zu verhindern, werden Solaranlagen geerdet. Doch was genau bedeutet es, eine PV-Anlage zu erden? Welche Arten gibt es – und worin liegt der Unterschied zum Blitzschutz? Hier erfahren Sie es!

Solaranlagen sind konstant unterschiedlichen Witterungen ausgesetzt – auch extremen wie Gewittern mit Blitzen. Um sie vor Strom- und Blitzeinschlägen sowie elektromagnetischen Störungen zu schützen, sollten PV-Module geerdet werden. Darunter versteht man den Prozess der sicheren Ableitung elektrischer Ströme in die Erde. Das verhindert Beschädigungen oder Brände, aber auch Gefahren für Menschen.

Die Erdung einer Solaranlage ist eine einmalige Maßnahme und erfolgt nach den einschlägigen Normen und Richtlinien, wie beispielsweise der IEC 60364 oder den nationalen Elektroinstallationen-Normen. Sofern sich die Anlage nicht verändert, etwa wenn sie erweitert wird, muss die Erdung nicht erneuert werden. Bei der Reinigung einer Photovoltaikanlage sollten Sie behutsam vorgehen, um keine Erdungsleiter, Potentialausgleichsschienen oder Klemmen zu lockern oder zu beschädigen.

Es gibt grundsätzlich zwei Arten von Erdung, die bei PV-Anlagen zum Einsatz kommen: direkte Erdung und Erdung über den Potenzialausgleich.

Bei der direkten Erdung wird ein definierter Punkt der elektrischen Anlage – meist der Minuspol des Gleichstromkreises – direkt mit der Erde verbunden. Dadurch soll ein stabiler elektrischer Referenzpunkt geschaffen werden, um Fehlströme oder Überspannungen (etwa bei einem Blitzeinschlag) sicher abzuleiten.

Da je nach Größe zusätzliche Erdungsleiter, Erdspieße oder Fundamenterder benötigt werden, steigen Montageaufwand und Kosten. In gut konzipierten PV-Anlagen mit Potenzialausgleich und Überspannungsschutz bringt die direkte Erdung keinen entscheidenden Mehrwert, sondern kann eher die Komplexität erhöhen. Die direkte Erdung bietet sich vor allem bei Inselanlagen wie Berghütten an oder in Bereichen mit hoher Explosionsgefahr – bei Tankstellen oder Biogasanlagen ist sie verpflichtend.

Die andere Möglichkeit, die Solaranlage zu erden, ist über den Potenzialausgleich. Der Potenzialausgleich stellt sicher, dass alle metallischen Teile eines Gebäudes oder einer Anlage auf dem gleichen elektrischen Potenzial liegen. Diese Variante kommt in der Praxis häufiger zum Einsatz. Dabei werden alle metallischen Anlagenteile elektrisch leitend miteinander verbunden und anschließend mit dem Erdungssystem verbunden. Dies erzeugt ein gleichmäßiges Spannungsniveau und minimiert das Risiko gefährlicher Potenzialunterschiede.

Egal, um welche Art es sich handelt, der Prozess der Erdung ist absolut sicherheitsrelevant. Die Erdung ist Teil der Elektroinstallation und darf ausschließlich von zugelassenen Elektrofachkräften oder Fachbetrieben durchgeführt werden. Vor allem eine fehlerhafte Erdung kann den Versicherungsschutz gefährden, Komponenten zerstören oder im schlimmsten Fall lebensgefährlich werden.

Erdung und Blitzschutz treten zwar im selben Zusammenhang auf, sind aber tatsächlich nicht dasselbe.

Die Erdung ist ein fester Bestandteil der Elektroinstallation und bei PV-Anlagen gesetzlich vorgeschrieben. Sie stellt sicher, dass im Ernstfall gefährliche Ströme sicher in die Erde abgeleitet werden.Sie stellt sicher, dass im Ernstfall gefährliche Ströme sicher in die Erde abgeleitet werden. Weitere Informationen zu den Anforderungen an den Blitzschutz von Photovoltaik-Anlagen finden Sie auf der Informationsseite des VDE. Übrigens werden nicht nur PV-Anlagen geerdet, sondern auch Satellitenschüsseln, Heizungsanlagen (Rohre und Belüftungssysteme) oder metallische Versorgungsleitungen (Wasser, Gas).

Der Blitzschutz hingegen dient speziell dem Schutz vor Blitzen. Es besteht aus zwei Teilen: dem äußeren und dem inneren Blitzschutz. Der äußere Schutz (Fangstangen, Ableitungen) verhindert direkte Einschläge und leitet den Strom sicher in die Erde ab. Der innere Schutz (Überspannungsschutzgeräte) schützt elektrische Geräte, zum Beispiel den Wechselrichter oder den Stromspeicher vor Überspannungen und Beschädigung.

Beide Systeme greifen ineinander – und nur in Kombination sorgen sie für ein wirklich sicheres Gesamtsystem.

Eine fachgerechte Erdung ist essentiell für die Sicherheit und den Schutz der Anlage und auch der Menschen. Dabei müssen alle leitfähigen und potenziell spannungsführenden Komponenten geerdet werden.

1. Die Rahmen der PV-Module werden geerdet. Das stellt eine sichere Ableitung bei Blitzeinschlägen oder Fehlern sicher.
2. Auch metallische Unterkonstruktionen und Halterungen werden geerdet, da sie Spannung führen können.
3. Um zuverlässigen Schutz vor Beschädigung zu bieten, werden auch die Gehäuse von Wechselrichter und Batteriespeicher geerdet.
4. Auch Kabel und Leitungen werden mit der Erdung verbunden, um Überspannungen zuverlässig abzuleiten.

Sind weitere, bestehende Blitzschutzanlagen vorhanden, werden diese ins Erdungssystem integriert.

Die Erdung bei Photovoltaikanlagen ist ein kritischer Sicherheitsaspekt, der dazu dient, elektrische Ströme abzuleiten, um Personenschäden, Anlagenschäden und Brandgefahr zu minimieren. Dafür gibt es zwei Möglichkeiten: die direkte Erdung oder die in der Praxis häufiger angewendete Methode der Erdung über Potenzialausgleich.

Der Potenzialausgleich stellt sicher, dass alle metallischen Teile auf demselben elektrischen Potenzial liegen. Dadurch wird das Risiko von Potenzialunterschieden verringert und ein sicherer Weg zum Stromausgleich geschaffen. Beide Methoden sollten aber nur von qualifizierten Fachkräften ausgeführt werden, da eine fehlerhafte Erdung eine ernste Gefahr darstellt für die Komponenten des Solarsystems, aber auch die eigene Gesundheit.

1. Warum muss eine PV-Anlage geerdet werden? Die Erdung schützt Photovoltaikanlagen vor Überspannungen durch Blitzeinschläge sowie vor Schäden durch elektrische Störungen. Sie sorgt für die sichere Ableitung elektrischer Ströme und erhöht die Betriebssicherheit. Ohne Erdung besteht die Gefahr, dass sich gefährliche Spannungen aufbauen, die nicht nur die PV-Anlage selbst, sondern auch angeschlossene Geräte oder sogar Personen gefährden können.
2. Erhöht eine PV-Anlage auf dem Dach das Risiko von Blitzschlägen? Nein, eine Photovoltaikanlage auf dem Dach eines Gebäudes erhöht die Gefahr eines Blitzeinschlags nicht.
3. Was kostet es, eine PV-Anlage zu erden? Eine PV-Anlage zu erden ist aufwändig. Zusammen mit der Installation eines PV-Blitzschutzes zahlen Sie für die Erdung bei einem durchschnittlichen Einfamilienhaus 500 bis 2 000 €. Der Preis ist vor allem abhängig von der Größe der PV-Anlage.
4. Kann ein Blitzeinschlag an der Solaranlage Schäden am Batteriespeicher hervorrufen? Ja, ein Blitzeinschlag kann zu Schäden am Speicher führen – wenn sie nicht geerdet ist. Ein direkter oder indirekter Blitzeinschlag erzeugt extreme Überspannungen, die sich über die elektrischen Leitungen in der gesamten Solaranlage ausbreiten können. Gerade das Batteriemanagementsystem kann durch Überspannung zerstört werden oder Fehlfunktionen verursachen. Das macht eine Erdung der PV-Anlage alternativlos.