Huawei Wechselrichter und FI-Schalter – Anforderungen an den Fehlerstromschutz

Huawei Wechselrichter in Photovoltaikanlagen

Huawei gehört zu den weltweit größten Herstellern von Wechselrichtern für Photovoltaikanlagen. Besonders die Geräte der SUN2000-Serie werden häufig in privaten und gewerblichen PV-Anlagen eingesetzt.

Huawei-Wechselrichter zeichnen sich durch eine kompakte Bauweise, hohe Wirkungsgrade und umfangreiche Kommunikationsfunktionen aus. Viele Geräte sind außerdem als Hybridwechselrichter ausgelegt und ermöglichen die Integration von Batteriespeichern.

Typische Funktionen moderner Huawei-Wechselrichter sind:

• Umwandlung von Gleichstrom in Wechselstrom
• Kommunikation mit Energiemanagementsystemen
• Integration von Batteriespeichern
• Netzüberwachung
• Schutzfunktionen für den sicheren Betrieb

Durch die integrierte Leistungselektronik entstehen jedoch auch besondere Anforderungen an den elektrischen Schutz.

Fehlerstromschutz in Photovoltaikanlagen

Der Fehlerstromschutz ist eine grundlegende Sicherheitsmaßnahme in elektrischen Anlagen.

Fehlerstromschutzschalter überwachen permanent den Stromfluss innerhalb eines Stromkreises. Wenn ein Teil des Stroms über einen unerwünschten Weg abfließt, erkennt der Schutzschalter diese Differenz und unterbricht den Stromkreis.

Solche Fehlerströme können beispielsweise entstehen durch:

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

Der Einsatz geeigneter Fehlerstromschutzschalter ist daher ein wichtiger Bestandteil jeder Photovoltaikinstallation.

Leistungselektronik in Wechselrichtern

Wechselrichter arbeiten mit komplexer Leistungselektronik zur Umwandlung elektrischer Energie.

Zu den wichtigsten Bauteilen gehören:

• Leistungshalbleiter
• Gleichrichterstufen
• elektronische Schalter
• Filterelemente

Diese Bauteile ermöglichen eine effiziente Energieumwandlung. Gleichzeitig können sie auch unterschiedliche Fehlerstromformen erzeugen.

Neben klassischen Wechselstromfehlern können in solchen Anlagen auch Gleichstromanteile auftreten.

Gleichfehlerströme in Wechselrichtern

Gleichfehlerströme können unter bestimmten Bedingungen entstehen, beispielsweise durch:

• Fehler in der Leistungselektronik
• defekte Halbleiterbauteile
• Isolationsprobleme in Leitungen

Im Gegensatz zu Wechselstrom fließt Gleichstrom dauerhaft in eine Richtung.

Diese Eigenschaft kann Auswirkungen auf die Funktion von Fehlerstromschutzschaltern haben.

Einfluss auf Fehlerstromschutzschalter

Fehlerstromschutzschalter arbeiten mit einem magnetischen Summenstromwandler.

Dieser erkennt Differenzen zwischen Hin- und Rückstrom im Stromkreis.

Wenn Gleichstromanteile auftreten, kann der magnetische Kern des Wandlers beeinflusst werden. Dieser Effekt wird als DC-Vormagnetisierung bezeichnet.

Eine solche Vormagnetisierung kann dazu führen, dass der Fehlerstromschutzschalter weniger empfindlich auf Wechselstromfehler reagiert.

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.

Integrierte Schutzfunktionen bei Huawei Wechselrichtern

Viele moderne Huawei-Wechselrichter verfügen über integrierte Schutzmechanismen zur Überwachung von Fehlerströmen.

Dazu gehört häufig eine Gleichstrom-Fehlerstromüberwachung, die mögliche Gleichfehlerströme erkennt.

Wenn ein solcher Fehler erkannt wird, kann der Wechselrichter automatisch abschalten.

Dadurch wird verhindert, dass gefährliche Gleichstromanteile in das angeschlossene Stromnetz gelangen.

Bedeutung der Herstellerdokumentation

Die Installationsanleitungen von Wechselrichtern enthalten häufig wichtige Hinweise zur Auswahl geeigneter Schutzgeräte.

Installateure sollten daher immer prüfen:

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

Die Herstellerangaben bilden eine wichtige Grundlage für die Planung einer sicheren Installation.

Normative Anforderungen

Die Installation von Photovoltaikanlagen 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.

Diese Normen definieren grundlegende Anforderungen an Schutzmaßnahmen in elektrischen Anlagen.

Planung des Fehlerstromschutzes

Bei der Planung einer Photovoltaikanlage mit Huawei-Wechselrichter sollten mehrere Faktoren berücksichtigt werden.

Dazu gehören unter anderem:

• Wechselrichtertechnologie
• mögliche Gleichfehlerströme
• Herstellerangaben
• Aufbau der elektrischen Installation

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

Fazit

Huawei-Wechselrichter werden in vielen modernen Photovoltaikanlagen eingesetzt und bieten umfangreiche Funktionen für Energieumwandlung und Energiemanagement.

Durch die integrierte 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
• SMA Wechselrichter und FI-Schalter – Anforderungen an den Fehlerstromschutz
• Fronius Wechselrichter und FI-Schalter – Anforderungen an den Fehlerstromschutz
• SolarEdge Wechselrichter und FI-Schalter – Anforderungen an den Fehlerstromschutz