Sichere Energiewende

[Werbung] Immer mehr Hausbesitzer, -käufer und -modernisierer setzen beim Heizen auf Wärmepumpen. Das ist den Vorgaben des Gebäudeenergiegesetzes, aber auch stark schwankenden Preisen für Gas und Öl geschuldet. Wärmepumpen nutzen – je nach Typ – für die Erzeugung von Wärme etwa drei Viertel Umweltwärme. Der verbleibende Anteil von ca. einem Viertel zum Antrieb der Wärmepumpe wird durch elektrischen Strom gedeckt. Oft werden Wärmepumpen mit Photovoltaikanlagen kombiniert, um den benötigten Strom kostengünstig selbst zu produzieren.

PV-Anlagen und Wärmepumpen erzeugen oder verbrauchen Strom und werden dort genutzt, wo in der Regel auch Menschen sind – sei es im gewerblichen/industriellen Bereich oder in Wohngebäuden. Zum Schutz von Menschen, Sachwerten und Anlagen ist daher bei der Nutzung dieser Zukunftstechnologien die Absicherung gegen gefährliche Fehlerströme und damit der Schutz vor Stromunfällen essenziell.

Ein Fehlerstrom liegt vor, wenn ein Teil des Stroms nicht auf dem vorgegebenen Weg, sondern „gegen Erde“ fließt. Ursache kann ein defekter elektrischer Verbraucher oder eine kaputte stromführende Leitung sein. Ein Teil des Stroms kann dann über ein leitfähiges Material abfließen, im schlimmsten Fall kann das zu Bränden oder gar bei Berühren zum (lebens-)gefährlichen elektrischen Schlag führen.

Den besten Schutz vor Fehlerströmen bieten Fehlerstromschutzschalter (FI-Schalter). Sie erkennen, vereinfacht gesagt, wenn eine Differenz zwischen dem Stromfluss zum Verbraucher und zurück vom Verbraucher auftritt. Ist die Differenz gefährlich groß, trennen FI-Schalter umgehend die elektrische Anlage vom Netz.

Ganz so einfach bleibt es leider nicht: Abhängig von den elektrischen Verbrauchern können verschiedene Arten von Fehlerströmen auftreten. Für den zuverlässigen Schutz sind daher auch verschiedene Typen von Fehlerstromschutzschaltern notwendig.

Bei klassischen Beleuchtungen und in Steckdosenstromkreisen können Puls- und Wechselfehlerströme auftreten. Hier ist ein FI-Schalter des Typs A ausreichend.

Kommt eine Waschmaschine oder ein Klimagerät ins Spiel oder werden an eine Steckdose häufiger Bohrhämmer oder ähnliche Geräte angeschlossen, ist ein weitreichenderer Fehlerstromschutz erforderlich. Diese Verbraucher nutzen zur stufenlosen Regelung ihrer Motordrehzahl einphasige Frequenzumrichter (FU). Im Fehlerfall können FU allerdings Fehlerströme mit sogenannten Mischfrequenzen, abweichend von der Netzfrequenz von 50 Hz, verursachen. Fehlerstromschutzeinrichtungen des Typs A können diese Mischfrequenzen nicht ausreichend erfassen. Daher sollten im modernen Haushalt mindestens Fehlerstromschutzschalter des Typs F verwendet werden, die neben Puls- und Wechselfehlerströmen auch solche mit Mischfrequenzanteil erfassen. Außerdem sind sie kurzzeitverzögert, was zu weniger Fehlauslösungen bei Gewitter oder hohen Einschaltströmen, z. B. bei LED-Beleuchtungen, führt.

Frequenzumrichter gibt es nicht nur einphasig, sondern auch dreiphasig. Dreiphasige FU wiederum können im Fehlerfall auch glatte Gleichfehlerströme verursachen. Diese werden nur von allstromsensitiven FI-Schaltern (Typ B/Typ B+) zuverlässig erfasst. Wärmepumpen sind einphasig oder mehrphasig erhältlich und werden von entsprechenden Frequenzumrichtern geregelt. Handelsüblicher, weil heizleistungsstärker, sind die dreiphasigen Wärmepumpen. Daher ist für Wärmepumpen ein allstromsensitiver Fehlerstromschutz in jedem Fall die sicherste Wahl.

Photovoltaikanlagen erzeugen Gleichstrom. Unser Stromnetz basiert aber auf Wechselstrom. Daher wandelt ein Wechselrichter den von den Solarzellen erzeugten Gleichstrom in Wechselstrom um, bevor er ins Haus- oder öffentliche Netz eingespeist wird. Auch bei Wechselrichtern können ihm Fehlerfall glatte Gleichfehlerströme auftreten. Daher sollten auch PV-Anlagen optimalerweise mit einem allstromsensitiven FI geschützt werden.

Mittlerweile sind auf dem Markt spezielle Fehlerstromschutzschalter und FI-/LS-Kombinationen (FI-Schalter und Sicherung in einem Gerät) für Wärmepumpen und PV-Anlagen erhältlich. Diese vereinen zuverlässigen allstromsensitiven Fehlerstromschutz mit einer optimierten Kurzzeitverzögerung. Dadurch sind diese Schalter resistent gegenüber Stoßströmen (bei Gewitter und z. T. beim Starten der jeweiligen Anlage) und gewährleisten dadurch eine hohe Anlagenverfügbarkeit. Fehlauslösungen sind dadurch nahezu ausgeschlossen.