Die Erdung ist entscheidend für die Sicherheit und den ordnungsgemäßen Betrieb von PV-Anlagen. Je nach Anwendung können diese Systeme geerdet oder ungeerdet sein, um Stromschläge zu vermeiden und einen effizienten Betrieb zu gewährleisten. In diesem Blog erklären wir Ihnen die wichtigsten Unterschiede zwischen geerdeten und ungeerdeten PV-Anlagen.
Geerdete vs. ungeerdete PV-Systeme
Geerdete und ungeerdete Photovoltaiksysteme (PV) unterscheiden sich in Design, Implementierung und den damit verbundenen Risiken und Vorteilen. Bevor wir sie vergleichen, betrachten wir jedes System im Detail.
Was sind geerdete Systeme?
Diese Systeme verfügen gemäß NEC Abschnitt 250-23(b) über einen geerdeten Leiter, der zu jeder Trennvorrichtung geführt werden muss. Dieser geerdete Leiter kann sowohl als stromführender Leiter für alle neutralleiterbezogenen Verbraucher als auch gemäß NEC Abschnitt 250-61 als Schutzleiter zur Ableitung von Erdschlüssen dienen.
Ein System gilt als geerdet, wenn die Versorgungsquelle, wie beispielsweise ein Transformator oder Generator, geerdet ist. Die Neutralität eines geerdeten Systems dient zwei Hauptzwecken:
- Ermöglicht die Verwendung von Phase-Neutral-Spannung und dient als stromführender Leiter für unsymmetrischen Strom.
- Bereitstellung eines Pfads mit niedriger Impedanz für Fehlerströme, um den Betrieb von Überstromschutzeinrichtungen im Stromkreis zu ermöglichen.
Was ist ein ungeerdetes System?
Ungeerdete Systeme sind nicht völlig ohne Verbindung zur Erde. Elektrisch gesehen ist Ihr System über die Kapazität zwischen den Leitungen und der Erde mit der Erde verbunden. Korrekter wäre die Bezeichnung kapazitiv geerdetes System. Üblicherweise spricht man jedoch von einem ungeerdeten System, da keine beabsichtigte physische Verbindung zwischen den Stromleitungen und der Erde besteht.
Vereinfacht ausgedrückt ist in einem ungeerdeten System der Erdschlussstrom minimal , wodurch das Risiko eines Stromschlags für Personen verringert wird. Im Fehlerfall sind zwei Leiter erforderlich, um einen Teil des Stroms zu leiten und so Überspannungen zu verhindern, die zu Hitzeentwicklung und Geräteschäden führen können. Da der Erdschlussstrom jedoch minimal ist, kann die Fehlersuche schwierig und zeitaufwändig sein, was die Gesamtkosten ungeerdeter Systeme erheblich in die Höhe treibt.
Nachdem Sie nun beide Arten der elektrischen Erdung für PV-Systeme kennen, gehen wir auch eine Tabelle durch, die den Unterschied zwischen geerdeten und ungeerdeten PV-Systemen hervorhebt.
| Eigenschaften | Geerdete PV-Systeme | Ungeerdete PV-Systeme |
| Physische Verbindung zwischen Stromleitungen und Erde | Haben Sie einen geerdeten Leiter, der als stromführender Leiter und Geräteerdungsleiter dient | Durch die Kapazität zwischen den Leitungen und der Erde mit der Erde verbunden |
| Verbindung zur Erde | 1 notwendiger Anschluss von der positiven oder negativen Seite | Keine notwendigen Anschlüsse von beiden Bussen |
| Regionen, in denen häufig verwendet | Nordamerika | Europa und Asien |
| Anforderung an geerdete Stromkreisleiter | Erforderlich | Nicht erforderlich |
| Erdschlussschutz | Schützt vor Problemen wie Lichtbogenblitzen, Stromschlaggefahr, Geräteschäden und Bränden | Geringerer Schutz vor Auslösungen aufgrund der Kapazität, bezogen auf die Größe des PV-Systems |
Obwohl sowohl geerdete als auch ungeerdete PV-Systeme ein gleichwertiges Sicherheitsniveau bieten können, bieten geerdete Systeme einen besseren Schutz vor Erdschlüssen und sind weniger anfällig für Fehlauslösungen.
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Preis für geerdete vs. ungeerdete PV-Systeme
Ungeerdete Systeme unterscheiden sich nicht wesentlich von geerdeten Systemen, da auch sie Schutzleiter verwenden, die Modulgestelle, Kombinergehäuse, Trennschalter und Wechselrichter untereinander und mit der Erde verbinden. Die Kosten von geerdeten und ungeerdeten PV-Systemen können je nach den verwendeten Komponenten variieren. Ungeerdete Systeme sind jedoch aufgrund des einfacheren Installationsprozesses und des Wegfalls der Notwendigkeit eines Schutzleiters möglicherweise günstiger .
Was ist eine funktional geerdete PV-Anlage?
Ein funktional geerdetes PV-System ist ein Solarstromsystem, das für Betriebszwecke einen elektrischen Erdungsbezug zur Erde hat, jedoch nicht fest geerdet ist.
Siehe auch: Erdung eines Solarwechselrichters
Was ist ein negativ geerdetes PV-System?
Eine negativ geerdete PV-Anlage ist eine Solaranlage, bei der der Minuspol des PV-Moduls mit der Erde verbunden ist. Diese Verbindung wird durch leitfähige Materialien wie Sicherungen, Leitungsschutzschalter, Widerstände, nicht isolierte geerdete Wechselstromkreise oder elektronische Bauteile im Wechselrichter oder Laderegler hergestellt . Die negative Erdung von Solarwechselrichtern verbessert die Gesamtleistung der Solaranlage, indem sie elektrische Störungen und Interferenzen reduziert und so den reibungslosen Betrieb des Wechselrichters und der Solaranlage gewährleistet.
Geerdete vs. ungeerdete PV-Systeme: Welches sollte man wählen und wann?
Sowohl geerdete als auch ungeerdete PV-Systeme bieten spezifische Vorteile. Die Entscheidung zwischen den beiden Systemen hängt von den örtlichen Vorschriften, Sicherheitsanforderungen und der Systemauslegung ab. Geerdete Systeme, die in Nordamerika weit verbreitet sind, bieten einen besseren Fehlerschutz, können aber komplexere Betriebsabläufe aufweisen. Ungeerdete Systeme hingegen, die in Europa und Asien üblich sind, nutzen die Kapazität und sind aufgrund des Wegfalls eines Erdungsleiters unter Umständen kostengünstiger.
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