Solaranlage und PV-Module erden?

Stefano Fonseca
Zuletzt aktualisiert: 23/06/2024

Laut Herstellervorgaben und VDE 0100 - Teil 712 müssen Sie eine Solaranlage erden. Warum Blitzschutz und das Erden von PV-Modulen unerlässlich sind und wie Sie diese vornehmen, erfahren Sie in diesem Ratgeber.

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Was ist eine PV-Erdung?

Unter PV-Erdung versteht man den Prozess der sicheren Ableitung elektrischer Ströme in die Erde. Diese ist in Photovoltaikanlagen aus Sicherheitsgründen unerlässlich. Dadurch werden Systemschäden, Brände und Verletzungen verhindert. Diese Maßnahme umfasst den Schutz vor Stromschlägen, Blitzeinschlägen und elektromagnetischen Störungen.

Muss Photovoltaik geerdet werden?

Das Erden von Photovoltaik ist laut Herstellerangaben zwingend notwendig, ansonsten droht der Entfall des Garantieanspruchs. Zudem schreibt die VDE 0100 - Teil 712 den Potenzialausgleich von PV-Anlagen vor. Dazu später mehr.  

Ein Überspannungsschutz ist seit 2018 für Neubauten mit Stromnetz nach DIN VDE 0100-443 und -534 vorgeschrieben, und zwar unabhängig davon, ob Sie über eine PV-Anlage verfügen oder nicht. Ältere Gebäude benötigen erst einen Überspannungsschutz, wenn Sie Änderungen an der elektrischen Anlage vornehmen. Das ist der Fall, wenn Sie eine PV-Anlage installieren. 

Warum sollte man PV-Module erden?

PV-Module sollten geerdet werden, um Sie vor Strom- und Blitzeinschlägen sowie elektromagnetischen Störungen zu schützen. Das ist nicht nur für die Funktion der PV-Anlage wichtig, sondern auch für die Sicherheit bei Wartungsarbeiten. Darüber hinaus ist ein innerer Blitzschutz als Überspannungsschutz notwendig. Dieser schützt Haushaltsgeräte vor Schäden. 

Erhöht eine PV-Anlage auf dem Dach das Risiko von Blitzschlägen?

Eine Photovoltaikanlage auf dem Dach eines Gebäudes erhöht nicht die Gefahr eines Blitzeinschlags. Die PV-Anlage verändert die Höhe des Gebäudes unwesentlich, sodass das Risiko eines Blitzeinschlags gleich bleibt.

Welche Arten von Blitzschutz bei Photovoltaik gibt es?

Ein Blitzschutzsystem besteht aus zwei Teilen: dem äußeren und dem inneren Blitzschutz. Der äußere Schutz verhindert direkte Einschläge und leitet den Strom sicher ab. Der innere Schutz schützt elektrische Geräte vor Überspannungen.

Äußerer Blitzschutz bei PV-Anlagen

Das äußere Blitzschutzsystem befindet sich außerhalb des Hauses. Es besteht aus vertikalen Metallstangen auf dem Dach, die untereinander und mit einem Metallkabel mit der Erde verbunden sind. Die Fangstangen müssen die höchsten Punkte auf dem Dach sein, damit Sie den Blitz anziehen und einfangen.

Die PV-Module müssen mindestens 0,5 bis 1,0 m von den Metallstangen entfernt sein. Dadurch wird verhindert, dass Blitze die Solarmodule erreichen. Fangstangen sind mit Erdungsleitern mit geringem Widerstand verbunden. So können Blitze sicher den Boden erreichen.

Doch nicht alle Häuser verfügen über eine Blitzschutzanlage. Diese müssen Sie nicht nachrüsten, wenn Ihr Einfamilienhaus nicht über ein Ableitungssystem verfügt. Für PV-Anlagen ist ein Überspannungsschutz in der Hausinstallation ausreichend. Dieser ist als innerer Blitzschutz bekannt.

Innerer Blitzschutz bei PV-Anlagen

PV-Anlagen verwenden für den inneren Blitzschutz Überspannungsableiter, auch SPDs (surge protection device) genannt. Diese verhindern Schäden durch direkte oder nahe Blitzeinschläge. Überspannungsableiter leiten hohe Ströme zur Erde ab und verhindern dadurch, dass die Spannung Haushaltsgeräte erreicht.

Die Installation von Überspannungsableiter ist auf der Wechselstromseite (AC) pflichtig. Allerdings empfiehlt sich auch die Installation eines Ableiters auf der Gleichstromseite (DC), also zwischen PV-Modulen und Wechselrichter. 

  • Ein zentraler Überspannungsableiter wird im Vorzählerbereich auf der AC-Seite platziert. Wenn der Abstand zwischen diesem Ableiter und dem Wechselrichter der PV-Anlage mehr als 10 Meter beträgt, müssen Sie einen zweiten SPD Typ 2 Überspannungsableiter (Zentral Schutz) vor dem Wechselrichter installieren.
  • Auf der DC-Seite wird vor dem Wechselrichter ein Überspannungsableiter vom Typ 1 SPD eingesetzt. Bei DC-Leitungen, die länger als 10 Meter sind, wird ein zusätzlicher Typ-1-SPD an der Hauseinführung empfohlen.

PV-Module und Photovoltaik richtig erden: So geht’s!

Neben einem Blitzschutz sollten Sie ebenfalls die PV-Module erden. Dafür schließen Sie den Modulrahmen an die Haupterdungsschiene des Gebäudes an, um Stromschläge zu vermeiden. Gehen Sie dabei wie folgt vor:

  • Modulklemmen erden: Modulklemmen stellen eine Verbindung zwischen dem Rahmen und der PV-Anlage her. So können Sie die Rahmen leitend mit der PV-Unterkonstruktion verbinden. Dabei müssen Sie nur die Schienen erden, was den Vorgang vereinfacht. Achten Sie darauf, dass die Modulklemmen einen Erdungsstift haben, der die Eloxalschicht der Aluminiumrahmen durchdringt. Wenn dieser nicht vorhanden ist, sollten sie die nächste Erdungsart vornehmen. Eine Beschädigung der Eloxalschicht kann nämlich zum Erlöschen der Herstellergarantie führen.
  • Erdungslöcher erden: Einige Rahmen werden mit vorgebohrten Erdungslöchern für die Erdung geliefert. Dies macht zwar die Installation komplexer, die Modulklemmen mit Erdungsstiften werden aber überflüssig. Die Eloxalschicht bleibt intakt, und die Spezifikationen des Modulherstellers werden ohne Beschädigung eingehalten.

Wie wichtig ist der 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. Es hat folgende Funktionen:

  • Der Potenzialausgleich schützt vor elektrischen Schlägen, indem er alle Metallteile eines Gebäudes auf das gleiche elektrische Potenzial bringt. Dadurch werden gefährliche Strompfade zwischen verschiedenen Metallteilen verhindert, die im Falle eines Fehlers oder Blitzschlags Menschen gefährden.
  • Er verhindert gefährliche Überspannungen zwischen den Geräten, die durch Blitzeinschläge oder Störungen verursacht werden. Die Geräte werden auf diese Weise vor Schäden geschützt.
  • Der Potenzialausgleich eine wesentliche Voraussetzung dafür, dass Schutzgeräte wie Überspannungsableiter und Sicherungen effektiv funktionieren. Wenn alle Anlagenteile auf demselben Potenzial liegen, können diese Geräte korrekt arbeiten und die elektrische Sicherheit erhöhen.
  • Er ist für das äußere Blitzschutzsystem unerlässlich. Bei einem Blitzeinschlag verteilt er den Strom auf die Anlage, bringt alle metallischen Strukturen auf das gleiche Potenzial und leitet den Strom sicher in die Erde ab.

Alle metallischen Teile eines Gebäudes sind mit einem gemeinsamen Erdungssystem für den Potenzialausgleich verbunden. Dieses System umfasst leitende Verbindungen und Elektroden, die den elektrischen Strom sicher in die Erde ableiten. Ein ordnungsgemäßer Potenzialausgleich ist für die Sicherheit von Menschen, Gebäuden und elektrischen Anlagen unerlässlich und zählt als ein wesentlicher Bestandteil von Blitzschutz- und Erdungsanlagen.

Was kostet die Erdung und Installation eines PV-Blitzschutzes?

Für die Erdung und Installation eines PV-Blitzschutzes zahlen Sie in einem durchschnittlichen Einfamilienhaus 1.500 bis 5.000 €. Für den inneren Blitzschutz fallen Kosten zwischen 500 und 2.000 € an. Der äußere Blitzschutz kostet 1.000 bis 3.000 €, je nach Arbeitsumfang und Größe der Anlage.

Wer führt eine Erdung der PV-Anlage durch?

Für den Blitzschutz sollten Sie einen zertifizierten Elektriker beauftragen. Haben Sie diesen bereits mit der Installation der PV-Anlage beauftragt, benötigen Sie keine zusätzliche Fachkraft. In diesem Fall kann er die PV-Module während der Montage erden. 

Worauf sollte ich noch achten?

Ein Blitzschutz ist nicht die einzige Maßnahme für einen sicheren und ungestörten Betrieb. Damit Sie das Maximum aus einer PV-Anlage herausholen, sollten Sie auf mehrere Punkte achten. Es fängt bei der fachgerechten Planung an und geht bis zur regelmäßigen Wartung der Anlage. Darauf sollten Sie achten:

  1. Prüfen Sie die örtlichen Gegebenheiten, damit Sie feststellen, ob diese sich für die Installation einer PV-Anlage eignen. Neben der Ausrichtung und dem Neigungswinkel der PV-Anlage sollten Sie auch möglichst Verschattungen vermeiden.
  2. Erkundigen Sie sich vor der Installation der PV-Anlage nach Genehmigungen und behördlichen Auflagen. Normalerweise benötigen PV-Anlagen keine Genehmigung, dennoch sollten Sie dies prüfen, bevor Sie mit der Planung fortfahren.
  3. Melden Sie die PV-Anlage beim Netzbetreiber an und stellen Sie einen Antrag zur Netzverträglichkeitsprüfung.
  4. Als Nächstes müssen Sie die Komponenten auswählen. Zum einen spielt die Qualität von Solarmodulen, Wechselrichter, Montagesystemen und anderen Komponenten eine wichtige Rolle. Stellen Sie sicher, dass die Komponenten den Anforderungen des Projekts in Bezug auf Leistung und Kapazität entsprechen. Zum anderen müssen alle Komponenten aufeinander abgestimmt sein, damit die PV-Anlage reibungslos funktioniert.
  5. Danach müssen Sie die Installation planen. Darunter versteht man die Verlegung der Verkabelung sowie den Einsatz von Schutzvorrichtungen und Überspannungsschutzgeräten.
  6. Für die Montage ist für ausreichend Schutz und einen sicheren Transport der PV-Module zu sorgen. Besonders bei Schrägdächern ist Vorsicht geboten. Vergewissern Sie sich, dass die Montagekonstruktionen sicher befestigt sind. Achten Sie darauf, dass der Installateur die Anweisungen des Herstellers zur Montage der Solarmodule befolgt.
  7. Achten Sie auf eine fachgerechte Erdung der PV-Anlage und Erstellung des Potenzialausgleichs.
  8. Nach Fertigstellung der PV-Anlage erfolgt die Inbetriebnahme. Teil davon sind der Netzanschluss und die Funktionsprüfung. Die Inbetriebnahme gilt erst als abgeschlossen, wenn die PV-Anlage einwandfrei funktioniert. Am Ende erhalten Sie ein Inbetriebnahmeprotokoll. 
  9. Neben dem Inbetriebnahmeprotokoll sollten Sie weitere Dokumentationen wie Handbücher, Garantieerklärung oder Anlagenschema vom Installateur erhalten. Bewahren Sie diese gut auf. 
  10. Warten Sie die PV-Anlage regelmäßig. Auf diese Weise erkennen Sie Störungen frühzeitig und gewährleisten einen einwandfreien und effizienten Betrieb. Am besten schließen Sie einen Wartungsvertrag mit dem Solarteur ab. 

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