SolarEdge Wechselrichter und FI-Schalter – Anforderungen an den Fehlerstromschutz

SolarEdge Systeme in Photovoltaikanlagen

SolarEdge gehört zu den weltweit führenden Herstellern von Wechselrichtersystemen für Photovoltaikanlagen. Das Unternehmen verfolgt ein besonderes Systemkonzept, das sich von klassischen Wechselrichterlösungen unterscheidet.

Während bei vielen Photovoltaikanlagen der Wechselrichter direkt mit den PV-Modulen verbunden ist, setzt SolarEdge zusätzlich sogenannte Leistungsoptimierer ein.

Diese Optimierer werden an den einzelnen Modulen installiert und übernehmen Aufgaben wie:

• Leistungsoptimierung einzelner Module
• Überwachung der Modulperformance
• Verbesserung der Energieausbeute bei Verschattung

Der Wechselrichter übernimmt anschließend die Umwandlung der von den Optimierern gelieferten Energie in Wechselstrom.

Durch diese Systemarchitektur entsteht eine Kombination aus mehreren elektronischen Komponenten, die gemeinsam die Energieumwandlung steuern.

Fehlerstromschutz in Photovoltaikanlagen

Der Fehlerstromschutz ist eine zentrale Sicherheitsmaßnahme in elektrischen Installationen.

Fehlerstromschutzschalter überwachen kontinuierlich den Stromfluss innerhalb eines Stromkreises.

In einem fehlerfreien Stromkreis fließt der Strom über die Phase zum Verbraucher und über den Neutralleiter zurück.

Wenn jedoch ein Teil des Stroms über einen anderen Weg abfließt, beispielsweise über geerdete Bauteile, erkennt der Fehlerstromschutzschalter diese Differenz.

In diesem Fall unterbricht er den Stromkreis automatisch.

Diese Schutzmaßnahme reduziert das Risiko eines elektrischen Schlags sowie mögliche Brandgefahren.

Leistungselektronik in SolarEdge Systemen

SolarEdge Systeme arbeiten mit mehreren elektronischen Komponenten zur Energieumwandlung.

Zu diesen Komponenten gehören:

• Leistungsoptimierer an den PV-Modulen
• Wechselrichter
• Kommunikations- und Steuerungselektronik

Diese Bauteile ermöglichen eine sehr effiziente Nutzung der Solarenergie.

Gleichzeitig entsteht dadurch komplexe Leistungselektronik, die unter bestimmten Bedingungen Einfluss auf das Fehlerstromverhalten der Anlage haben kann.

Fehlerströme in Photovoltaikanlagen

In elektrischen Anlagen können verschiedene Fehlerstromarten auftreten.

Typische Fehlerströme sind:

• Wechselstromfehlerströme
• pulsierende Gleichfehlerströme
• Gleichstromanteile im Fehlerstrom

Diese Fehlerströme können beispielsweise entstehen durch:

• Isolationsfehler
• beschädigte Leitungen
• defekte elektronische Bauteile
• Feuchtigkeit in elektrischen Komponenten

In Photovoltaikanlagen können solche Fehler sowohl auf der Gleichstromseite als auch auf der Wechselstromseite auftreten.

Gleichfehlerströme und ihre Auswirkungen

Gleichfehlerströme können unter bestimmten Bedingungen entstehen, beispielsweise durch Fehler in der Leistungselektronik.

Im Gegensatz zu Wechselstrom fließt Gleichstrom dauerhaft in eine Richtung.

Diese Eigenschaft kann das Verhalten von Fehlerstromschutzschaltern beeinflussen.

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

Dieser Effekt wird als DC-Vormagnetisierung bezeichnet.

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

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.

Integrierte Schutzfunktionen moderner SolarEdge Systeme

Viele moderne SolarEdge Wechselrichter verfügen über integrierte Schutzfunktionen.

Dazu gehören unter anderem Systeme zur Überwachung von Fehlerströmen.

Diese Schutzmechanismen können Gleichstromanteile erkennen und den Wechselrichter automatisch abschalten.

Dadurch wird verhindert, dass gefährliche Fehlerströme in das Hausnetz gelangen.

Wenn solche Schutzfunktionen vorhanden sind, kann unter Umständen ein FI-Schalter vom Typ A eingesetzt werden.

Die genaue Auslegung hängt jedoch von den technischen Eigenschaften des jeweiligen Systems sowie von den Herstellerangaben ab.

Bedeutung der Herstellerdokumentation

Die Installationsanleitungen der Wechselrichterhersteller enthalten wichtige Informationen zur Auswahl geeigneter Schutzgeräte.

Installateure sollten daher immer prüfen:

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

Diese Angaben sind eine wichtige Grundlage für eine sichere und normgerechte 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 SolarEdge-System sollten mehrere Faktoren berücksichtigt werden.

Dazu gehören:

• Systemarchitektur der Anlage
• mögliche Gleichfehlerströme
• Herstellerangaben
• Aufbau der elektrischen Installation

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

Fazit

SolarEdge Systeme nutzen eine besondere Architektur mit Leistungsoptimierern und Wechselrichter zur effizienten Nutzung von Solarenergie.

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