Blitzschutz für Antenne und PV: Anbinden ist die schlechtere Lösung, nicht die sichere

„Das schließen wir gleich mit an den Blitzableiter an, dann ist es sicher.“ Dieser Satz fällt auf vielen Baustellen, wenn Module oder ein Antennenmast aufs Dach kommen. Er beschreibt aber die zweitbeste Lösung — diejenige, die gewählt wird, wenn die beste nicht mehr möglich ist.

Die beste Lösung heißt Abstand halten. Alles, was mit der Fangeinrichtung verbunden wird, führt im Fall der Fälle Blitzstrom. Und Blitzstrom im Dach bedeutet: stärkere Ableiter, teurere Bauteile und ein Schutzkonzept, das bis in den Zählerschrank reicht.

Die eine Zahl, an der alles hängt

DIN EN 62305-3 nennt den Mindestabstand, den eine leitende Einrichtung zur Fangeinrichtung oder zu einer Ableitung einhalten muss, damit kein Überschlag stattfindet. Er heißt Trennungsabstand und berechnet sich zu

s = k_i · k_c / k_m · l

Dabei beschreibt k_i die gewählte Blitzschutzklasse — mit steigender Schutzklasse steigt der geforderte Abstand —, k_c die Aufteilung des Blitzstroms auf die vorhandenen Ableitungen, k_m den Werkstoff im Zwischenraum (Luft ungünstiger als Mauerwerk oder Beton) und l die Länge entlang der Ableitung vom betrachteten Punkt bis zum nächsten Potentialausgleich oder zur Erde.

Für ein Einfamilienhaus mit zwei Ableitungen, Schutzklasse III und einem Modulfeld gut zehn Meter über dem Anschlusspunkt landet man je nach Anordnung in der Größenordnung von zwei bis fünf Dezimetern. Auf einem hohen Gebäude mit langer Ableitungsstrecke werden daraus schnell 0,8 Meter und mehr. Weil in die Rechnung mehrere Annahmen eingehen, gehört der konkrete Wert in eine Blitzschutzplanung — aber die Größenordnung entscheidet bereits, ob der Plan aufgeht: Ein 40 Zentimeter hoher Abstandshalter am Modulgestell ist machbar, ein Meter ist es auf einem Schrägdach in der Regel nicht.

Was aus dem Abstand für die Elektrik folgt

Hier wird aus einem geometrischen Wert eine Kostenentscheidung.

Trennungsabstand eingehalten. Der Blitz trifft die Fangstange und fließt über die Ableitungen zur Erde, ohne in die PV-Anlage überzuschlagen. Auf der Gleichstromseite genügt dann ein Überspannungsableiter vom Typ 2. Er beherrscht eingekoppelte Überspannungen, nicht aber direkten Blitzstrom.

Trennungsabstand nicht einhaltbar. Dann ist die Anlage mit geprüften Bauteilen blitzstromtragfähig in die Blitzschutzanlage einzubinden — mindestens 16 Quadratmillimeter Kupfer oder 25 Quadratmillimeter Aluminium. Auf der DC-Seite sind jetzt Ableiter vom Typ 1 oder Kombiableiter Typ 1+2 erforderlich, weil im Gebäude Blitzteilströme fließen können. Dieselbe Aufrüstung greift auf der Wechselstromseite.

Der Preisunterschied zwischen einem DC-Ableiter Typ 2 und einem Typ-1+2-Gerät ist beträchtlich, und er bleibt nicht allein: Ein Gebäude, in dem Blitzteilströme fließen, braucht auch für Datenleitungen und für die Ableiterstufen im Zählerschrank ein abgestimmtes Konzept. Wie diese Stufen zusammenspielen, steht im Beitrag zum mehrstufigen Überspannungsschutz.

Die Fangstange gehört in die Angebotsposition

Praktisch heißt das: Wer eine PV-Anlage auf ein Haus mit äußerem Blitzschutz setzt, sollte die Fangstangen mit ausschreiben lassen — isolierte Fangstangen mit Abstandshaltern, so positioniert, dass die Module im Schutzbereich liegen und der berechnete Abstand gewahrt bleibt. Das ist ein Zusatzposten von einigen hundert bis wenigen tausend Euro, je nach Dachform und Anzahl der Stangen. Er ist fast immer günstiger als die Aufrüstung auf ein blitzstromtragfähiges Konzept.

Eine Nebenbedingung wird dabei oft übersehen: Fangstangen werfen Schatten. Eine Stange, die morgens quer über eine Modulreihe wandert, kostet Ertrag und kann bei ungünstiger Verschaltung ganze Strings drücken. Verschattungsplanung und Blitzschutzplanung gehören deshalb an denselben Tisch — ebenso wie die Lastannahmen, die der Beitrag zur Dachstatik für Photovoltaik beschreibt.

Potentialausgleich und Leitungsführung auf der DC-Seite

Unabhängig vom äußeren Blitzschutz gehören Modulgestell und metallische Tragkonstruktion in den Potentialausgleich des Gebäudes. Ohne äußere Blitzschutzanlage genügt dafür ein üblicher Schutzpotentialausgleichsleiter; mit Blitzschutzanlage und direkter Anbindung gelten die blitzstromtragfähigen Querschnitte. Wie der Hauptpotentialausgleich im Haus aufgebaut ist, an den all das angeschlossen wird, beschreibt der Beitrag zum Hauptpotentialausgleich.

Der zweite Hebel kostet nichts und wird trotzdem selten genutzt: die Schleifenfläche. Plus- und Minusleitung eines Strings, die getrennt über das Dach geführt werden, spannen eine Fläche auf, in die ein naher Blitz eine Spannung induziert — je größer die Fläche, desto größer die Spannung. Werden die beiden Leitungen parallel und eng beieinander verlegt, schrumpft die Fläche gegen null. Das gehört in die Montageanweisung und sollte bei der Abnahme kontrolliert werden, denn nachträglich ist es unter den Modulen nur mit erheblichem Aufwand zu ändern.

Ohne äußeren Blitzschutz: was dann gilt

Die meisten Einfamilienhäuser in Deutschland haben keine Blitzschutzanlage, und eine PV-Anlage auf dem Dach begründet für sich genommen keine Pflicht, eine zu errichten. Die Module erhöhen die Einschlagwahrscheinlichkeit nicht nennenswert — sie stehen nicht über die Dachfläche hinaus und sind nicht geerdet, solange sie nur im Potentialausgleich liegen.

Was sich mit der Anlage sehr wohl ändert, ist das Schadenpotenzial. Ein Blitz muss das Haus nicht treffen, um Schaden anzurichten; ein Einschlag in einiger Entfernung induziert genug Spannung, um Wechselrichter, Energiemanager und Netzwerktechnik zu zerstören. Genau dafür schreiben die Errichtungsnormen DIN VDE 0100-443 und -534 seit Dezember 2018 in Wohngebäuden den Überspannungsschutz vor, wenn Neuanlagen errichtet oder bestehende wesentlich geändert werden. Der Ableiter im Zählerschrank ist damit keine Empfehlung mehr, sondern Stand der Technik.

Ob darüber hinaus eine Blitzschutzanlage sinnvoll ist, hängt an Faktoren, die nichts mit der PV zu tun haben: Lage im Gelände, Gebäudehöhe, Dachaufbauten, Blitzdichte der Region und Wert der Innenausstattung. Die Normenreihe DIN EN 62305 sieht dafür in Teil 2 eine Risikoabschätzung vor. Wer sie vor der PV-Montage machen lässt statt danach, spart im günstigen Fall die spätere Nachrüstung von Fangstangen auf einem bereits vollgestellten Dach.

Ein Sonderfall bleibt der Antennenmast. Er ragt über die Dachfläche hinaus, ist geerdet und wird damit selbst zum bevorzugten Einschlagpunkt. Ein Haus ohne Blitzschutzanlage, aber mit geerdeter Dachantenne, führt den Blitzstrom im Ernstfall über genau diese eine Leitung ins Gebäude — ein Grund, die Antenne so tief wie möglich zu setzen oder ganz auf eine Fassaden- oder Innenlösung auszuweichen.

Die Antenne folgt einer eigenen Norm

Für Antennen gilt nicht die Blitzschutz-, sondern die Antennennorm DIN EN 60728-11, in Deutschland als VDE 0855-1 geführt. Sie unterscheidet klar:

• Dachantennen sind zu erden. Der Erdungsleiter hat mindestens 16 Quadratmillimeter Kupfer, wird auf möglichst kurzem, vorwiegend senkrechtem Weg geführt und endet an einer normgerechten Erdungsanlage.
• Fassadenantennen, die mindestens zwei Meter unterhalb der Dachkante und höchstens anderthalb Meter von der Fassade entfernt montiert sind, sowie Innenantennen sind von der blitzstromtragfähigen Erdung ausgenommen.
• Die Schirme der Koaxialkabel sind über Erdungsblöcke oder Erdungswinkel in den Potentialausgleich einzubeziehen — und zwar so, dass die Verbindung auch dann bestehen bleibt, wenn ein Gerät abgeklemmt wird.

Existiert am Gebäude eine Blitzschutzanlage, wird der Antennenmast nicht separat geerdet, sondern in diese eingebunden — oder er hält, wie die PV-Anlage, den Trennungsabstand ein und liegt im Schutzbereich einer Fangeinrichtung. Zwei getrennte Erdungswege für dasselbe Dach sind der klassische Fehler: Sie schaffen genau die Potentialdifferenz, die vermieden werden soll. Wie tragfähig der vorhandene Erdungsweg überhaupt ist, klärt der Beitrag zur Erdungsanlage im Altbau.

Was Sie vor der Montage klären

Drei Fragen entscheiden über das Konzept, und alle drei lassen sich vor dem ersten Bohrloch beantworten. Erstens: Gibt es am Gebäude eine Blitzschutzanlage, und welcher Blitzschutzklasse entspricht sie? Zweitens: Wie groß ist der berechnete Trennungsabstand, und lässt er sich an der geplanten Modulfläche und am Antennenstandort tatsächlich einhalten? Drittens: Welche Ableitertypen ergeben sich daraus für die DC-Seite, die AC-Seite und die Datenleitungen?

Verlangen Sie die Antwort auf Frage zwei schriftlich und mit den eingesetzten Faktoren. Ein Angebot, das den Trennungsabstand nicht beziffert, hat die Entscheidung zwischen Typ 2 und Typ 1 noch gar nicht getroffen — und damit auch den Preis nicht.