Überspannungsschutz anschließen

Überspannungen entstehen vor allem durch Blitzeinschläge in der Nähe (indirekte Einwirkung), seltener durch direkte Einschläge ins Gebäude, und durch Schalthandlungen im Netz. Eine PV-Anlage ist in doppelter Hinsicht exponiert:

• Lage auf dem Dach: Module und Montagegestell sitzen an der höchsten und damit am stärksten exponierten Stelle des Gebäudes.
• Leiterschleifen auf der DC-Seite: Bei der Verkabelung der Module entstehen oft große Schleifen aus Plus- und Minusleitung. Der Hersteller DEHN beschreibt, dass diese Schleifen wie Antennen wirken: Je länger der String, desto größer die Induktionswirkung, und bei atmosphärischen Störungen koppeln sie Ströme in die DC-Seite ein, die den Wechselrichter belasten.
• Empfindliche Elektronik: Wechselrichter, Batteriemanagement, Energiemanager und Smart-Meter-Gateway enthalten Leistungs- und Kommunikationselektronik, die gegenüber Spannungsspitzen empfindlich ist.

Ein Defekt ist dabei nicht nur eine Kostenfrage: Fällt der Wechselrichter aus, steht die Anlage bis zur Reparatur still. Der Überspannungsschutz ist deshalb kein optionales Zubehör, sondern Teil eines Schutzkonzepts, das AC-Seite (Netz, Hausinstallation) und DC-Seite (Module bis Wechselrichter) gemeinsam betrachtet.

Für den Überspannungsschutz bei PV-Anlagen greifen mehrere Normen ineinander. DEHN fasst sie in seiner PV-Broschüre (Stand 12/2024) so zusammen:

Die Neuausgaben der DIN VDE 0100-443 und -534 gelten laut Fachzeitschrift de (elektro.net) seit Oktober 2016, die Übergangsfrist endete am 14.12.2018. Seitdem ist Überspannungsschutz in Neubauten praktisch Standard. Für bestehende Anlagen gibt es keine generelle Nachrüstpflicht – erneuerte oder erweiterte Anlagenteile sind aber nach aktuellem Normenstand zu errichten.

Genau das betrifft die meisten PV-Projekte: Laut DEHN erfordert die Nachrüstung einer PV-Anlage in der Regel eine Anpassung des Zählerplatzes nach den Technischen Anschlussbedingungen (TAB) des Netzbetreibers bzw. VDE-AR-N 4100. Damit wird der AC-seitige Überspannungsschutz auch im Bestandsgebäude fällig. Ist auf der AC-Seite ein Ableiter vorhanden, ist nach DIN VDE 0100-712 und Beiblatt 5 zum besonderen Schutz des Wechselrichters auch auf der DC-Seite Überspannungsschutz notwendig – und zwar unabhängig davon, ob das Gebäude einen äußeren Blitzschutz hat.

Überspannungs-Schutzgeräte werden nach ihrer Belastbarkeit in Typen eingeteilt:

• Typ 1 (Blitzstromableiter): für die Ableitung direkter Blitzströme, geprüft mit der Wellenform 10/350 µs. Einsatz dort, wo Blitzteilströme ins Gebäude gelangen können, etwa bei einem äußeren Blitzschutz.
• Typ 2 (Überspannungsableiter): für Überspannungen durch entfernte Einschläge und Schalthandlungen; das Ableitvermögen wird in Datenblättern mit der Stoßstromform 8/20 µs angegeben. Das ist der typische Ableiter für die DC-Seite von Dachanlagen ohne äußeren Blitzschutz.
• Typ 3 (Geräteschutz): Feinschutz in der Nähe der Endgeräte, als Ergänzung zu vorgeschalteten Ableitern.
• Kombi-Ableiter (Typ 1 + 2 oder Typ 1 + 2 + 3): vereinen mehrere Stufen in einem Gerät. Am Einspeisepunkt von Wohngebäuden – also im Zählerschrank – kommen laut DEHN in der Regel Kombi-Ableiter Typ 1 + 2 + 3 zum Einsatz.

Für die DC-Seite gibt es eigene PV-Ableiter, die für Gleichspannung ausgelegt und nach der PV-Produktnorm EN 50539-11 geprüft sind. Ein Beispiel aus dem Datenblatt: Der OBO V20-C 3-PH-1000 ist ein dreipoliger Typ-2-Ableiter in Y-Schaltung nach VDE 0100-712 für bis zu 1.000 V DC, mit einem Nennableitstoßstrom von 20 kA (8/20 µs), einem maximalen Ableitstoßstrom von 40 kA und einem Schutzpegel von höchstens 4,0 kV; er belegt 3 Teilungseinheiten auf der Hutschiene. Bei der Auswahl müssen die höchste Dauerspannung des Ableiters (U_CPV) und die maximale Leerlaufspannung des Strings zusammenpassen – das ist Aufgabe der planenden Fachkraft. Eine Übersicht über erhältliche Geräte finden Sie in unserer Kategorie Überspannungsschutz.

Beiblatt 5 der DIN EN 62305-3 unterscheidet drei Fälle. DEHN ordnet ihnen in seiner Auswahlmatrix die Ableiter an vier Einbauorten zu: Hauptverteilung/Zählerschrank (1, AC), Wechselrichter AC-seitig (2, AC), Wechselrichter DC-seitig (3, DC) und Modulfeld (4, DC).

Der Trennungsabstand „s“ ist der Mindestabstand zwischen Fangeinrichtungen/Ableitungen des Blitzschutzsystems und der PV-Anlage, der gefährliche Überschläge verhindert. Er wird nach DIN EN 62305-3 berechnet und ist kein Pauschalwert. Kann er nicht eingehalten werden, fließen bei einem Einschlag Blitzteilströme über das Montagegestell und die DC-Leitungen – deshalb sind dann auch DC-seitig blitzstromtragfähige Typ-1+2-Ableiter nötig. Mehr zu Trennungsabstand und Potentialausgleich lesen Sie im Ratgeber PV-Anlage erden.

Die 10-Meter-Regel

Ein Ableiter schützt nur in seiner Nähe wirksam, weil auf längeren Leitungen Überspannungen erneut einkoppeln können. DEHN empfiehlt deshalb:

• Ist die Leitung zwischen Hauptverteilung und Wechselrichter länger als 10 m, sollte am Wechselrichter AC-seitig ein zusätzlicher Typ-2-Ableiter sitzen.
• Ist die DC-Leitung zwischen Modulfeld und Wechselrichter länger als 10 m, sollte ein zweiter DC-Ableiter nahe den Modulen eingesetzt werden – Typ 2 bzw. Typ 1 + 2, wenn der Trennungsabstand nicht eingehalten ist.

In einem typischen Einfamilienhaus, in dem der Wechselrichter im Keller oder Hauswirtschaftsraum hängt und die Strings vom Dach kommen, wird die 10-m-Grenze auf der DC-Seite häufig überschritten. Das sollte bei der Planung geprüft und im Angebot sichtbar sein.

Das Anschließen selbst ist Facharbeit. Damit Sie wissen, worauf ein sauber ausgeführter Einbau achtet, hier die zentralen Punkte aus Normen und Herstellerunterlagen:

1. So nah wie möglich am zu schützenden Gerät

Nach DIN VDE 0100-534 sollen Ableiter auf der AC-Seite möglichst nah am Einspeisepunkt sitzen; für die DC-Seite gilt der Grundsatz, sie so nah wie möglich am Wechselrichter einzusetzen. Fronius hat etwa für die Wechselrichterserie Symo/Primo GEN24 Plus einen DC-Überspannungsschutz Typ 1 + 2 im Programm, der direkt im Anschlussbereich des Wechselrichters eingebaut wird und damit die Normforderung nach einem DC-Ableiter nahe dem Wechselrichter erfüllt.

2. Kurze Anschlussleitungen

Die Schutzwirkung eines Ableiters hängt stark von der Länge seiner Anschlussleitungen ab, denn jeder Zentimeter Leitung addiert bei schnellen Stoßströmen zusätzlichen Spannungsfall zum Schutzpegel. DIN VDE 0100-534 begrenzt die gesamte Anschlusslänge als Stichleitung zum Ableiter laut de auf 0,5 m; längere Wege sind nur mit zusätzlichen Maßnahmen zulässig. Eine gängige Lösung ist die Durchgangsverdrahtung (V-Verdrahtung), bei der die Leitung direkt durch die Klemmen des Ableiters geführt wird. DEHN weist außerdem darauf hin, dass bei erdseitigen Leitungslängen über 0,5 m ein zweiter erdseitiger Anschluss empfohlen wird.

3. Richtiger Querschnitt

Die Mindestquerschnitte der Anschluss- und Erdungsleiter hängen vom Ableitertyp und den zu erwartenden Strömen ab und werden von der planenden Fachkraft nach DIN VDE 0100-534 festgelegt. Zusätzlich sind die Herstellerangaben einzuhalten: Beim OBO V20-C 3-PH-1000 nennt das Datenblatt etwa einen Klemmbereich von 2,5 bis 35 mm² (starr) und eine maximale Vorsicherung von 125 A.

4. Anbindung an den Potentialausgleich

Ein DC-Ableiter kann nur dann gegen Erde ableiten, wenn er niederimpedant mit dem Potentialausgleich verbunden ist. DEHN betont: Ohne Anbindung des Montagegestells kann der Überspannungsschutz auf der Modulseite nur Querspannungen (Plus gegen Minus) begrenzen, nicht aber Überschläge zum Rahmen oder Gestell verhindern. Empfohlen wird ein Funktionspotentialausgleich des Gestells mit mindestens 6 mm² Kupfer; der Leiter darf nach DIN VDE 0100-712 nicht grün-gelb sein. Ist bei vorhandenem Blitzschutz der Trennungsabstand nicht eingehalten, muss das Gestell blitzstromtragfähig (mindestens 16 mm² Cu oder 8 mm Rund-Al/Cu) mit der Blitzschutzanlage verbunden werden. Auch K2 Systems schreibt in seiner Montageempfehlung, dass PV-Anlagen nach VDE 0100 immer mit einem Potentialausgleich zu versehen sind.

5. Polarität und Schaltung auf der DC-Seite

PV-Ableiter werden zwischen Plus, Minus und Erde angeschlossen, meist in einer fehlerresistenten Y-Schaltung. Bei Wechselrichtern mit mehreren MPP-Trackern braucht jeder Tracker bzw. jeder String-Eingang seinen Schutz – entweder über mehrpolige Ableiter oder über einen Generatoranschlusskasten mit integrierten Ableitern, wie ihn mehrere Hersteller anschlussfertig für 1 oder 2 MPP anbieten.

6. Statusanzeige und Fernmeldekontakt

Varistor-Ableiter wie der OBO V20 besitzen eine Abtrennvorrichtung, die das Schutzelement bei Überlastung vom Netz trennt. Eine optische Anzeige oder – komfortabler – ein Fernmeldekontakt zeigt, wann ein Schutzmodul getauscht werden muss. Beim Fronius-Nachrüstset läuft die Meldung über das Online-Portal Solar.web; beim OBO V20-C 3-PH-1000 gibt es laut Datenblatt eine optische Funktionsanzeige, aber keine Fernsignalisierung.

Der beste Ableiter hilft wenig, wenn die Leitungen ungünstig verlegt sind. DEHN verweist auf DIN VDE 0100-444, die Installationshinweise zur Leitungsverlegung enthält, darunter:

• Plus- und Minusleitung eines Strings eng parallel führen, damit die aufgespannte Fläche (Induktionsschleife) klein bleibt.
• Module geschickt anordnen, etwa durch Drehen einzelner Module, sodass die Anschlüsse näher zusammenliegen.
• Leitungen der Energieversorgung und der Informationstechnik getrennt verlegen, ebenso geschützte und ungeschützte Leitungen. Eine ungeschützte Leitung, die neben einer geschützten liegt, kann die Überspannung wieder einkoppeln.
• Datenleitungen nicht vergessen: Nach Beiblatt 5 sollten auch Signal- und Kommunikationskreise einer PV-Anlage Überspannungsschutz erhalten, nach DIN VDE 0100-443 auch von außen eingeführte Datenleitungen (Telefon/DSL).

Falsche Leitungsführung kann laut DEHN die Schutzwirkung trotz korrektem Potentialausgleich beeinträchtigen oder sogar zu Schäden am Wechselrichter führen.

Viele Wechselrichter haben auf der DC- und AC-Seite bereits interne Schutzelemente oder bieten Steckplätze für Ableitermodule. Ob diese die Anforderungen der jeweiligen Installation erfüllen, hängt von drei Fragen ab:

1. Welcher Typ ist verbaut? Ein integrierter Typ-2-Schutz genügt nicht, wenn wegen eines nicht eingehaltenen Trennungsabstands Typ 1 + 2 erforderlich ist.
2. Wie lang sind die Leitungen? Der integrierte Schutz sitzt am Wechselrichter. Bei DC-Leitungen über 10 m ist laut DEHN zusätzlich ein Ableiter am Modulfeld zu empfehlen.
3. Ist der Schutz als Überspannungsschutz-Gerät nach Norm ausgewiesen? Maßgeblich ist das Datenblatt des Wechselrichters. Fronius bietet beispielsweise für die GEN24-Plus-Serie ein eigenes Typ-1+2-Nachrüstset an, das in den Anschlussbereich eingebaut wird.

Der AC-seitige Kombi-Ableiter im Zählerschrank wird durch einen Schutz im Wechselrichter ohnehin nicht ersetzt. Wenn ein Zählerschrank für die PV-Anlage erneuert wird, ist er dort mit einzuplanen – mehr dazu auf unserer Seite zum Zählerschrank.

Für die elektrische Anlage hinter der Hausanschlusssicherung ist nach § 13 der Niederspannungsanschlussverordnung (NAV) der Anschlussnehmer gegenüber dem Netzbetreiber verantwortlich. Errichtung, Erweiterung und Änderung dürfen – außer durch den Netzbetreiber – nur durch ein in ein Installateurverzeichnis eines Netzbetreibers eingetragenes Installationsunternehmen ausgeführt werden. Das betrifft insbesondere Arbeiten im Zählerschrank, wo der AC-Kombi-Ableiter sitzt.

Auch auf der DC-Seite sollten Sie nicht selbst Hand anlegen: Ein PV-String führt bei Tageslicht Gleichspannung von mehreren Hundert Volt, die sich nicht einfach abschalten lässt, und Lichtbögen auf der DC-Seite sind schwer zu löschen. Welche Arbeiten Laien bei einer PV-Anlage übernehmen können und welche nicht, erklärt unser Ratgeber PV-Anlage selbst installieren.

Praktisch bedeutet das: Sie können Komponenten auswählen, Angebote vergleichen und gezielt nachfragen – den Anschluss und die Prüfung übernimmt der Elektrofachbetrieb.

Ein vollständiges Angebot für eine Dachanlage sollte den Überspannungsschutz nachvollziehbar ausweisen. Fragen Sie nach, wenn diese Punkte fehlen:

• AC-seitiger Ableiter am Einspeisepunkt (meist Kombi-Ableiter im Zählerschrank) – vorhanden oder neu?
• DC-seitiger Ableiter am Wechselrichter: separat oder integriert, welcher Typ?
• Leitungslängen DC und AC: Liegt eine Strecke über 10 m, und ist dann ein zweiter Ableiter vorgesehen?
• Gibt es einen äußeren Blitzschutz, und wurde der Trennungsabstand geprüft?
• Funktionspotentialausgleich des Montagegestells (mind. 6 mm² Cu) und Anbindung an die Haupterdungsschiene
• Schutz für Daten- und Kommunikationsleitungen (z. B. Smart Meter, Netzwerk)
• Statusanzeige oder Fernmeldung der Ableiter

Wenn Sie mehrere Angebote vergleichen möchten, können Sie über unsere Seite Angebote von Installateuren bis zu drei Angebote anfordern und diese Punkte direkt gegenüberstellen. Komponenten wie Wechselrichter und Zubehör vergleichen Sie in unseren Kategorien; weitere Themen finden Sie in der Übersicht aller Ratgeber.