FI Typ B für Wallbox und Photovoltaik – gemeinsame Installation und Anforderungen

Kombination von Photovoltaikanlage und Wallbox

Immer mehr Gebäude verfügen heute sowohl über eine Photovoltaikanlage als auch über eine Wallbox zum Laden von Elektrofahrzeugen. Diese Kombination ermöglicht es, selbst erzeugten Solarstrom direkt zum Laden eines Elektroautos zu nutzen.

Der erzeugte Strom der Photovoltaikanlage wird zunächst im Wechselrichter in Wechselstrom umgewandelt und anschließend in das Hausnetz eingespeist. Von dort aus kann er von verschiedenen Verbrauchern genutzt werden.

Zu diesen Verbrauchern gehören unter anderem:

• Haushaltsgeräte
• Batteriespeicher
• Wärmepumpen
• Wallboxen

Gerade beim Laden eines Elektrofahrzeugs kann ein erheblicher Teil des Solarstroms direkt genutzt werden.

Durch diese Kombination entstehen jedoch besondere Anforderungen an die elektrische Installation und an den Fehlerstromschutz.

Bedeutung des Fehlerstromschutzes

Fehlerstromschutzschalter gehören zu den wichtigsten Sicherheitskomponenten in elektrischen Anlagen. Sie überwachen den Stromfluss innerhalb eines Stromkreises und erkennen, wenn Strom über einen unerwünschten Weg abfließt.

Ein solcher Fehler kann beispielsweise entstehen durch:

• beschädigte Leitungen
• Isolationsfehler
• defekte elektrische Geräte
• Feuchtigkeit in elektrischen Komponenten

Wenn ein Fehlerstrom erkannt wird, unterbricht der Fehlerstromschutzschalter den Stromkreis automatisch.

Dadurch werden Personen vor elektrischen Gefahren geschützt und mögliche Brandrisiken reduziert.

Leistungselektronik in Photovoltaik und Wallbox

Sowohl Photovoltaikanlagen als auch Wallboxen enthalten moderne Leistungselektronik.

Diese Elektronik ist notwendig, um elektrische Energie effizient zu steuern und umzuwandeln.

Typische elektronische Komponenten sind:

• Leistungshalbleiter
• Gleichrichterstufen
• elektronische Schalter
• Filterelemente

Diese Bauteile ermöglichen eine effiziente Energieumwandlung, können jedoch auch unterschiedliche Fehlerstromformen erzeugen.

Fehlerströme in kombinierten Anlagen

In Anlagen mit Photovoltaik und Wallbox können verschiedene Arten von Fehlerströmen auftreten.

Dazu gehören unter anderem:

• Wechselstromfehlerströme
• pulsierende Gleichfehlerströme
• Gleichstromanteile im Fehlerstrom

Diese Fehlerströme können beispielsweise entstehen durch:

• Fehler in der Leistungselektronik
• beschädigte Leitungen
• Isolationsprobleme
• defekte elektronische Bauteile

Solche Fehler müssen durch geeignete Schutzgeräte erkannt werden.

Gleichfehlerströme und ihre Auswirkungen

Gleichfehlerströme können das Verhalten von Fehlerstromschutzschaltern beeinflussen.

Im Gegensatz zu Wechselstrom fließt Gleichstrom dauerhaft in eine Richtung.

Wenn Gleichstrom durch den Summenstromwandler eines Fehlerstromschutzschalters fließt, kann der magnetische Kern beeinflusst werden.

Dieser Effekt wird als DC-Vormagnetisierung bezeichnet.

Der magnetische Kern kann dabei teilweise gesättigt werden, wodurch sich das Verhalten des Schutzschalters verändert.

Unterschiede zwischen FI Typ A und FI Typ B

Fehlerstromschutzschalter unterscheiden sich hinsichtlich der Fehlerstromarten, die sie erkennen können.

Ein FI Typ A erkennt:

• Wechselstromfehlerströme
• pulsierende Gleichfehlerströme

Ein FI Typ B erkennt zusätzlich:

• glatte Gleichfehlerströme
• hochfrequente Fehlerstromanteile

Der FI Typ B kann daher auch Fehlerstromformen erkennen, die in Anlagen mit moderner Leistungselektronik auftreten können.

Fehlerstromschutz bei Wallboxen

Beim Laden von Elektrofahrzeugen können ebenfalls Gleichstromanteile auftreten.

Viele Wallboxen verfügen deshalb über integrierte Schutzfunktionen zur Überwachung von Gleichfehlerströmen.

In einigen Fällen kann dadurch ein FI-Schalter vom Typ A ausreichend sein.

Die genaue Auslegung hängt jedoch immer von der jeweiligen Wallbox sowie von den Herstellerangaben ab.

Gemeinsame Installation von Photovoltaik und Wallbox

Wenn Photovoltaikanlage und Wallbox gemeinsam betrieben werden, muss der Fehlerstromschutz sorgfältig geplant werden.

Dabei spielen mehrere Faktoren eine Rolle:

• Wechselrichtertechnologie
• Wallbox-Technologie
• mögliche Gleichfehlerströme
• Aufbau der elektrischen Installation

Je nach Anlagenkonzept können unterschiedliche Schutzlösungen eingesetzt werden.

Bedeutung der Herstellerangaben

Die Installationsanleitungen der Gerätehersteller enthalten häufig konkrete Hinweise zur Auswahl geeigneter Schutzgeräte.

Installateure sollten daher immer prüfen:

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

Diese Angaben sind eine wichtige Grundlage für eine sichere Installation.

Normative Anforderungen

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

Zu den wichtigsten gehören:

DIN VDE 0100-410
Schutz gegen elektrischen Schlag.

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

DIN VDE 0100-712
Elektrische Anlagen von Photovoltaik-Stromversorgungssystemen.

DIN VDE 0100-722
Stromversorgung von Elektrofahrzeugen.

Diese Normen definieren grundlegende Anforderungen an Schutzmaßnahmen in elektrischen Anlagen.

Planung der elektrischen Installation

Bei der Planung einer kombinierten Installation aus Photovoltaikanlage und Wallbox sollten mehrere Faktoren berücksichtigt werden.

Dazu gehören:

• elektrische Leistung der Anlage
• Aufbau des Stromverteilers
• mögliche Gleichfehlerströme
• Herstellerangaben der Geräte

Eine sorgfältige Planung trägt wesentlich zur elektrischen Sicherheit der Anlage bei.

Fazit

Die Kombination aus Photovoltaikanlage und Wallbox ermöglicht eine besonders effiziente Nutzung von Solarstrom.

Durch die verwendete Leistungselektronik können jedoch unterschiedliche Fehlerstromformen auftreten, die bei der Planung des Fehlerstromschutzes berücksichtigt werden müssen.

Die Auswahl geeigneter Schutzgeräte sollte daher immer auf Grundlage der Herstellerangaben sowie der geltenden elektrotechnischen 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 B bei Photovoltaikanlagen – Kosten und wirtschaftliche Aspekte
• FI Typ B bei Photovoltaikanlagen nachrüsten – Möglichkeiten und Anforderungen
• FI Typ B bei Photovoltaik mit Batteriespeicher – Anforderungen und Hintergründe