Wann ist ein FI Typ B bei Photovoltaik-Anlagen erforderlich?

Fehlerstromschutz in Photovoltaikanlagen

Fehlerstromschutzschalter gehören zu den zentralen Schutzmaßnahmen in elektrischen Installationen. Sie dienen dazu, gefährliche Fehlerströme zu erkennen und Stromkreise automatisch abzuschalten. Dadurch werden sowohl Personen vor elektrischen Gefahren geschützt als auch Schäden an elektrischen Anlagen verhindert.

Auch Photovoltaikanlagen müssen mit geeigneten Schutzmaßnahmen ausgestattet werden. Da sie Teil der elektrischen Installation eines Gebäudes sind, gelten für sie die gleichen grundlegenden Sicherheitsanforderungen wie für andere Stromkreise.

In der Praxis stellt sich jedoch häufig die Frage, wann ein FI Typ B bei Photovoltaikanlagen erforderlich ist und wann ein FI Typ A ausreichend sein kann.

Die Antwort hängt von mehreren technischen Faktoren ab, insbesondere von der Wechselrichtertechnologie und von möglichen Gleichfehlerströmen innerhalb der Anlage.

Unterschiede zwischen FI Typ A und FI Typ B

Fehlerstromschutzschalter werden nach den Fehlerstromarten unterschieden, die sie erkennen können.

Ein FI Typ A erkennt:

• sinusförmige Wechselstromfehlerströme
• pulsierende Gleichfehlerströme

Dieser Typ wird in den meisten Haushaltsinstallationen eingesetzt und bietet einen zuverlässigen Personenschutz bei typischen Fehlerstromformen.

Ein FI Typ B erkennt zusätzlich:

• glatte Gleichfehlerströme
• hochfrequente Fehlerstromanteile

Damit deckt dieser Schutzschalter ein deutlich breiteres Spektrum möglicher Fehlerstromformen ab.

Gerade in Anlagen mit Leistungselektronik kann dies eine wichtige Rolle spielen.

Warum Photovoltaikanlagen besondere Anforderungen haben

Photovoltaikanlagen arbeiten mit Leistungselektronik, insbesondere im Wechselrichter.

Der Wechselrichter wandelt den von den PV-Modulen erzeugten Gleichstrom in Wechselstrom um, der im Gebäude genutzt oder in das öffentliche Stromnetz eingespeist werden kann.

Dabei kommen elektronische Schaltelemente zum Einsatz, beispielsweise:

• IGBTs
• MOSFETs
• Gleichrichterstufen

Diese Bauteile ermöglichen eine effiziente Energieumwandlung. Gleichzeitig können sie jedoch auch Gleichstromanteile im Fehlerstrom erzeugen.

Wenn solche Gleichfehlerströme auftreten, kann dies Auswirkungen auf das Verhalten von Fehlerstromschutzschaltern haben.

Gleichfehlerströme in Photovoltaikanlagen

Gleichfehlerströme können in Photovoltaikanlagen unter bestimmten Bedingungen entstehen.

Mögliche Ursachen sind:

• Fehler in der Leistungselektronik des Wechselrichters
• Isolationsfehler auf der DC-Seite der Anlage
• defekte elektronische Bauteile
• besondere Betriebszustände der Leistungselektronik

Während Wechselstromfehler ihre Richtung regelmäßig ändern, fließt Gleichstrom konstant in eine Richtung.

Diese Eigenschaft kann das Verhalten von Fehlerstromschutzschaltern beeinflussen.

DC-Vormagnetisierung

Ein wichtiger Effekt im Zusammenhang mit Gleichfehlerströmen ist die sogenannte DC-Vormagnetisierung.

Fehlerstromschutzschalter arbeiten mit einem Summenstromwandler. Dieser enthält einen magnetischen Kern, der auf Differenzströme reagiert.

Wenn Gleichstrom durch diesen Kern fließt, kann er magnetisch gesättigt werden. Dadurch reagiert der Fehlerstromschutzschalter weniger empfindlich auf Wechselstromfehler.

Im ungünstigsten Fall kann dies dazu führen, dass ein Fehlerstromschutzschalter vom Typ A einen Fehlerstrom nicht mehr korrekt erkennt.

Aus diesem Grund müssen Gleichfehlerströme in Anlagen mit Leistungselektronik besonders berücksichtigt werden.

Wechselrichter mit integrierter Fehlerstromüberwachung

Viele moderne Wechselrichter verfügen über eine integrierte Gleichstrom-Fehlerstromüberwachung.

Diese überwacht mögliche Gleichfehlerströme innerhalb des Geräts und kann den Wechselrichter abschalten, bevor gefährliche Zustände entstehen.

Wenn ein Wechselrichter über eine solche Überwachung verfügt, kann unter Umständen ein FI-Schalter vom Typ A eingesetzt werden.

Die genaue Auslegung hängt jedoch immer von den Herstellerangaben und den geltenden Normen ab.

Wann ein FI Typ B erforderlich sein kann

Ein FI Typ B kann erforderlich sein, wenn Gleichfehlerströme auftreten können, die von einem FI Typ A nicht zuverlässig erkannt werden.

Dies kann beispielsweise der Fall sein bei:

• bestimmten Wechselrichtertechnologien
• Anlagen ohne integrierte Gleichstromüberwachung
• komplexen Leistungselektroniken
• bestimmten industriellen Anwendungen

Der FI Typ B bietet in solchen Fällen einen erweiterten Schutz, da er auch glatte Gleichfehlerströme erkennen kann.

Bedeutung der Herstellerangaben

Bei der Planung von Photovoltaikanlagen ist es wichtig, die Angaben des Wechselrichterherstellers zu beachten.

Die Installationsanleitungen enthalten häufig konkrete Hinweise zur Auswahl geeigneter Schutzgeräte.

Diese Angaben berücksichtigen die technischen Eigenschaften des jeweiligen Geräts und sind daher eine wichtige Grundlage für die Planung.

Installateure sollten daher immer prüfen:

• welche Fehlerstromarten auftreten können
• welche Schutzgeräte empfohlen werden
• ob eine integrierte Fehlerstromüberwachung vorhanden ist

Normative Grundlagen

Die Planung und Installation von Photovoltaikanlagen erfolgt auf Grundlage verschiedener elektrotechnischer Normen.

Eine zentrale Norm ist DIN VDE 0100-712, die Anforderungen an elektrische Anlagen mit Photovoltaik-Stromversorgungssystemen definiert.

Darüber hinaus sind weitere Normen relevant:

DIN VDE 0100-410
Schutz gegen elektrischen Schlag.

DIN VDE 0100-530
Auswahl und Errichtung von Schalt- und Schutzgeräten.

Diese Normen definieren die grundlegenden Anforderungen an Schutzmaßnahmen in elektrischen Anlagen.

Planung des Fehlerstromschutzes

Bei der Planung von Photovoltaikanlagen sollte der Fehlerstromschutz sorgfältig ausgelegt werden.

Dabei müssen mehrere Aspekte berücksichtigt werden:

• Wechselrichtertechnologie
• mögliche Gleichfehlerströme
• Herstellerangaben
• Aufbau der Anlage
• geltende Normen

Eine sorgfältige Planung sorgt dafür, dass die Anlage sicher und zuverlässig betrieben werden kann.

Fazit

Ob ein FI Typ B bei einer Photovoltaikanlage erforderlich ist, hängt von den technischen Eigenschaften der Anlage ab.

Während in vielen Installationen ein FI Typ A ausreichend sein kann, können Anlagen mit bestimmten Wechselrichtern oder komplexer Leistungselektronik Gleichfehlerströme erzeugen.

In solchen Fällen bietet ein FI Typ B einen erweiterten Schutz, da er auch glatte Gleichfehlerströme zuverlässig erkennt.

Die konkrete Auslegung sollte daher immer auf Grundlage der Herstellerangaben und der geltenden Normen erfolgen.

Weiterführende Informationen

Wenn Sie sich intensiver mit der Auswahl und Installation eines FI Typ B für Photovoltaik-Anlagen beschäftigen möchten, finden Sie hier weiterführende technische Informationen:

• FI Typ B bei PV-Anlagen – Normen, Wechselrichter und richtige Auswahl
• FI Typ B in PV-Anlagen – Schutzmaßnahmen nach DIN VDE 0100-712
• FI Typ A oder Typ B bei Photovoltaik – Unterschiede und richtige Auswahl
• Fehlerstromschutz in Photovoltaikanlagen – Auswahl des richtigen FI-Schalters
• Welche FI-Typen gibt es in Photovoltaikanlagen? Übersicht der Fehlerstromschutzschalter