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Blitzschutz und EMV

Ein von der Bundesministerium für Bildung und Forschung gefördertes Forschungsprojekt (Förderkennzeichen: 1708700).



Wissenswertes über Blitze und Blitzschutz bei PV-Anlagen




Aufgabenstellung:

Ziel war es, für typische PV- und Solarthermieanlagen ein Konzept zum Schutz vor Blitzeinwirkungen und zur Gesamtanlagen-EMV zu erstellen. Besonderes Augenmerk wurde dabei auf die technisch/wirtschaftliche Ausgewogenheit gelegt. D.h., die Schutzmaßnahmen sollen nur dann angewendet werden, wenn es als Ergebnis einer Risikoanalyse sinnvoll erscheint. Die hierzu verwendete Norm ist die DIN V VDE V 0185 Teil 2: 2002. Hierin wird auch der Gefahr von nahen Blitzeinschlägen wie auch elektromagnetischen Blitzimpulsen Rechnung getragen. Damit wird die Anwendbarkeit des Verfahrens sowohl für den Blitzschutz von baulichen Anlagen als auch für den elektrischer und elektronischer Anlagen möglich. Die Berechnungsmöglichkeiten werden von Herrn Prof. Kern in Zusammenarbeit mit der Firma AixThor aus Aachen in eine anwenderfreundliche Softwarelösung umgewandelt. Damit bietet sich jedem Erbauer die Möglichkeit, das Schadensrisiko quantitativ zu beurteilen und die aus technisch/wirtschaftlicher Sicht besten Schutzmaßnahmen zu treffen. Die umzusetzenden Schutzmaßnahmen sollten ohne deutliche Verteuerung realisierbar sein. Die Maßnahmen zum Schutz der Anlagen und ihrer Umgebungen gegen elektromagnetische Beeinflussungen (EMV) sollten durch einfach anzuwendende Regeln und Aufbauhinweise realisiert werden können. Sie sollten sich in die Blitzschutzmaßnahmen mit integrieren lassen und somit helfen, die Gesamtkosten zu senken.


Voraussetzungen unter denen das Projekt durchgeführt wurde:

Das Projekt wurde notwendig, da der Blitzschutz von diesen Anlagen ein bislang noch vergleichsweise unzureichend bearbeitetes Fachgebiet darstellt. Erkennbar ist dies an den immer noch nicht vorhandenen spezifischen Normen und Aufbau- Grundsätzen, die den Aufbau und die Anforderungen an den Blitzschutz und die EMV entsprechend beschreiben könnten. Das Resultat ist eine große Verunsicherung der Erbauer bezüglich dieser Problematik.


Wissenschaftlicher und technischer Stand, an den angeknüpft wurde:

Auf dem Gebiet der EMV von solchen Anlagen ist das ISE Fraunhofer-Institut in Freiburg in den letzten Jahren besonders aktiv gewesen. Hier wurden sehr viele Untersuchungen bezüglich der EMV von Wechselrichtern und Ladereglern durchgeführt. Aufgrund dieser Ergebnisse wurden in Zusammenarbeit mit den Herstellern deren Geräte ständig verbessert. Inzwischen ist ein technischer Stand erreicht, der die Geräte in der Regel als Quelle und Senke von elektromagnetisch bedingten Beeinflussungen ausschließt. Auf dem Gebiet des Blitzschutzes ist die Berner Fachhochschule für Technik und Architektur in Burgdorf (Schweiz) aktiv. Informationsquellen speziell für diese Themen sind Fachseminare und Veröffentlichungen der Institutionen gewesen.

Die Grundlage des Projektes bildete eine Literaturrecherche (Normensituation), verbunden mit einer Iststandsaufnahme der aktuell bereits getroffenen Maßnahmen zum Blitzschutz und der EMV von PV- und Solarthermieanlagen. Darauf folgte die Beurteilung einiger ausgewählter und untersuchter Großanlagen (Solar-Anlage FZ-Jülich und Handwerkskammer zu Köln) mit Hilfe der eben bereits erwähnten Risikoabschätzung. Diese zeigte grobe Mängel an deren Schutzkonzepten. In den folgenden Abschnitten sind als Ergebnis von Literaturrecherche, Iststandsaufnahme und durchgeführten Versuchen einfache, daher leicht umzusetzende, kostengünstige und effiziente Schutzkonzepte entwickelt worden. Die gewonnenen Ergebnisse wurden in einer Diplomarbeit, deren praktischer Teil es ist die Konzepte in einem Demonstrationsmodell zu realisieren, umgesetzt. Hieran werden die Ergebnisse in Zukunft den interessierten Kreisen praktisch in Form von Seminaren und Schulungen dargeboten werden können. Die Schulungen, und Seminare fördern die Akzeptanz von Schutzmaßnahmen, und die Sensibilisierung für die Gefahren wird dadurch erhöht. Damit werden sich die Ergebnisse verbreiten lassen, was die Anzahl der Schäden in Zukunft vermindern hilft. Die Ergebnisse dieses Forschungsvorhabens sind auf der internationalen Konferenz (14. bis 16. Juni 2001) "Renewable Energies For Islands Towards 100% Res Supply" in Chania auf Kreta auf einem Poster dargeboten worden. Des Weiteren auf der internationalen Konferenz (11. bis 13. September 2001) "International Conference On Lightning And Static Electricity (ICOLSE)" in Seattle, Washington, USA.
In Planung ist ein Faltblatt mit den wichtigsten Ergebnissen, welches über den "Ausschuss für Blitzschutz und Blitzforschung (ABB)" im VDE verteilt werden soll.


Zusammenarbeit mit anderen Stellen:

Das Solarinstitut Jülich (SIJ) hat im Rahmen seiner Möglichkeiten das Projekt gefördert. Das betraf die Bereitstellung von Anlagenteilen und Datenmaterial. Darüber hinaus knüpft ein Folgeprojekt, gefördert von der AG Solar, was sich mit dem Blitzschutz speziell von netz-autarken Hybridanlagen beschäftigt, an.


Eingehende Darstellung des erzielten Ergebnisses:

Dargestellt im Schlussbericht des Vorhabens, der auf Wunsch eingesehen werden kann.