Das Wichtigste in Kürze:
- Bei Fehlern oder Blitzeinschlägen können gefährliche elektrische Ströme entstehen.
- Die vielen metallischen Komponenten von PV-Anlagen erhöhen das Risiko.
- Ein Tiefenerder leitet diese elektrischen Ströme sicher in die Erde ab.
Ein Tiefenerder ist eine von mehreren Möglichkeiten, eine zuverlässige Erdung in einem Gebäude und bei einer PV-Anlage zu gewährleisten.
Erdung bedeutet, dass Ströme bei Überspannungen, Kurzschlüssen oder Blitzeinschlägen sicher in die Erde abgeleitet werden.
Wenn eine PV-Anlage nicht geerdet ist, besteht das Risiko von Stromschlägen, Schäden an der Anlage, Bränden, Korrosion und elektromagnetischen Interferenzen.
Ein korrekt gesetzter Tiefenerder ist nicht nur für die Sicherheit unerlässlich, sondern trägt auch zur Langlebigkeit deiner PV-Anlage bei.
In diesem Artikel erfährst du, was ein Tiefenerder genau ist, was er macht und wie er installiert wird.
Tiefenerder im Überblick
Aufbau und Installation
Ein Tiefenerder besteht in der Regel aus einem metallischen Erdungsstab oder -rohr (meist aus V4A Edelstahl), das in den Boden eingegraben wird. Die Tiefe kann variieren, sie liegt meistens zwischen 0,5 und neun Metern. Bei dieser Tiefe ist eine gute Erdverbindung gewährleistet. Der Erder besteht aus korrosionsbeständigem Material wie verzinktem Stahl oder Kupfer.
Funktion
Der Tiefenerder leitet elektrische Ströme, die im Falle eines Fehlers (z.B. Kurzschluss oder Überspannung) entstehen, sicher in die Erde ab. Auf diese Weise wird sowohl die Solaranlage als auch die angeschlossenen Geräte vor Schäden durch Überspannung geschützt. Der Tiefenerder kann auch verwendet werden, um die Solaranlage vor den Auswirkungen von Blitzeinschlägen zu schützen, indem die Blitzströme in die Erde abgeleitet werden. Ein Potenzialausgleich bzw. die Erdung ist zudem wegen der vielen metallischen Teile auf dem Dach (wie die Rahmen der PV-Module) auch für den Schutz des Menschen sehr wichtig.
Widerstand
Der sogenannte Erdungswiderstand des Tiefenerders ist entscheidend für seine Effektivität. Ein niedriger Erdungswiderstand sorgt dafür, dass elektrische Ströme effizient abgeleitet werden können. Der Widerstand kann durch die Wahl des Standorts, die Tiefe des Erders und die Bodenbeschaffenheit beeinflusst werden.
Verbindung zur Solaranlage
Der Tiefenerder wird über ein Erdungskabel mit der Solaranlage verbunden. Dieses Kabel leitet die elektrischen Ströme vom Wechselrichter oder anderen Komponenten der Solaranlage zum Erder.
Stabilität der elektrischen Systeme
Die meisten Solaranlagen verwenden Wechselrichter, die die erzeugte Gleichspannung in Wechselspannung umwandeln. Eine ordnungsgemäße Erdung sorgt dafür, dass diese Geräte stabil und sicher arbeiten, was die Effizienz der gesamten Anlage erhöht.
Schutz vor Korrosion
Durch die richtige Erdung wird auch das Risiko von Korrosion an den elektrischen Komponenten der Solaranlage verringert, was die Lebensdauer der Anlage verlängert.
Insgesamt ist der Tiefenerder ein entscheidendes Element für die Sicherheit und Zuverlässigkeit von PV-Anlagen, da er dazu beiträgt, elektrische Schäden zu minimieren und die Lebensdauer der Anlage zu verlängern.
Wie setzt man einen Tiefenerder für PV-Anlagen?
Das Setzen eines Tiefenerders für Solaranlagen erfordert sorgfältige Planung und Ausführung. Hierbei geht es vor allem darum, die vielen metallischen und berührbaren Teile auf dem Dach nach der Norm zu erden und einen Potenzialausgleich zu schaffen. Nur so kann sichergestellt werden, dass die Erdung effektiv und den geltenden Vorschriften nach DIN VDE 0100-410 und DIN VDE 0100-540 entsprechend erfolgt.
Wir erklären dir das Setzen eines Tiefenerders in sieben Schritten.
1: Planung und Vorbereitung
Zunächst muss ein geeigneter Standort für den Tiefenerder gefunden werden. Der Standort sollte möglichst nah an der Solaranlage und in einem Bereich mit gut leitfähigem Boden liegen. Fachleute können den besten Standort mithilfe von Erdungsmessungen ermitteln.
Vermieden werden sollten Bereiche mit hohem Grundwasserstand oder starkem Fels. Bei der Standortwahl muss beachtet werden, dass der Tiefenerder keine anderen Installationen wie Stromleitungen oder Abwasserrohren beschädigen kann. Gegebenenfalls sind regionale Vorschriften für die Installation des Tiefenerders zu beachten.
2: Materialien und Werkzeuge
Benötigt werden ein Erdungskabel, Erdungsklemmen sowie der Tiefenerder selbst. Eventuell ist auch eine Erdungsplatte notwendig. Für das Setzen sind Werkzeuge wie ein Hammer oder eine Erdungsmaschine, ein Bohrer (falls erforderlich), Schaufeln und eventuell ein Erdungswiderstandsmesser erforderlich.
3: Installation des Tiefenerders
Der Erdungsstab kann mit einem Hammer oder einer Erdungsmaschine in den Boden eingeschlagen werden. Der Stab sollte in der Regel mindestens zwei bis drei Meter tief in den Boden eingetrieben werden, um einen niedrigen Erdungswiderstand, Frostschutz und das richtige Maß an Bodentrockenheit zu gewährleisten. Wenn der Boden sehr hart ist, kann auch ein Loch gebohrt und der Erdungsstab hineingesetzt werden. In einigen Fällen wird eine Erdungsplatte verwendet, die in den Boden eingegraben wird. Diese sollte ebenfalls gut mit dem Erdungsdraht verbunden werden.
4: Verbindung zur Solaranlage
Das Erdungskabel wird nun mit dem Tiefenerder verbunden. Das Kabel führt von der Erdungsklemme des Wechselrichters oder der Solaranlage zum Tiefenerder. Die Verbindung muss sicher und korrosionsbeständig sein.
5: Überprüfung des Erdungswiderstands
Nach der Installation wird der Erdungswiderstand mit einem Erdungswiderstandsmesser überprüft. Ein Wert von unter 10 Ohm wird oft als akzeptabel angesehen, kann aber – je nach lokalen Vorschriften – variieren.
6: Abschlussarbeiten
Wurde ein Loch zum Setzen des Tiefenerders gegraben, so wird dieses nun wieder aufgefüllt und verschlossen. Es folgt die Dokumentation der Installation, einschließlich der verwendeten Materialien, der Messwerte und der durchgeführten Arbeiten, um sie für zukünftige Wartungen oder Inspektionen bereitzuhalten.
7: Regelmäßige Wartung
Eine regelmäßige Wartung des Tiefenerders ist ratsam, um sicherzustellen, dass er ordnungsgemäß funktioniert und der Erdungswiderstand im akzeptablen Bereich bleibt.
Die Installation eines Tiefenerders sollte idealerweise von einem Fachmann durchgeführt werden, um sicherzustellen, dass alle Sicherheitsstandards und Vorschriften eingehalten werden.
