Ursachen und Eindämmung Strahlenbelastung durch Photovoltaik-Anlagen

Im Rahmen der Energiestrategie 2050 strebt der Bund einen raschen Ausbau von Photovoltaik-Anlagen (PV-Anlagen) in der Schweiz an. Für den Verein Schutz vor Strahlung ist dies ein guter Grund, genauer hinzuschauen. Denn eines ist jetzt schon klar: Beim Betrieb von PV-Anlagen entsteht Elektrosmog. PV-Anlagen erzeugen Elektrosmog hauptsächlich durch die Umwandlung von Sonnenlicht in elektrische Energie, den Betrieb von Wechselrichtern, Leistungsoptimierern und kabelloser Datenübertragung. Allerdings: Mit der richtigen Montage und dem Einsatz der passenden Technologie kann die Strahlenbelastung von Photovoltaik-Anlagen weitest­gehend eingedämmt werden. Wie das geht, erfahren Sie in diesem Artikel.

Ein Vater mit Kind auf dem Arm erklärt seiner Tocher die Photovoltaikanlage welche auf dem Hausdach installiert ist, auf welches er mit dem Finger zeigt.
Es gibt einige Punkte, auf welche beim Einbau von Photovoltaik geachtet werden sollte um Strahlungsemissionen zu vermeiden.

Elektrische und magnetische Felder bei fliessendem Strom

Je nach Grösse der PV-Anlage fallen etliche Me­ter Stromkabel an. Um Kabellängen einzusparen, werden die Kabel häufig möglichst direkt gezogen. So kommen die Plus-Kabel (rot) und die Minus-Kabel (blau) entfernt voneinander zu liegen. Damit entstehen zwischen den Adern elektromagnetische Felder, die sich von der Anlage bis in die Wohnräume ausbreiten können.

Minimierung von elektrischen- und magnetischen Feldern

  • Kabel verdrillen
    Zur Eindämmung der elektromagnetischen Abstrahlung von PV-Anlagen während des Betriebs empfiehlt es sich, die roten und die blauen Kabel (Phase und Nullleiter) nahe beieinander zu verlegen – am besten verdrillt. Dies führt zwar dazu, dass einige Kabel einen Umweg machen müssen. Die elektromagnetische Strahlung kann so aber weitestgehend eingedämmt werden.

Elektromagnetische Felder durch Wechselrichter

Wechselrichter wandeln den von den Solarpanelen produzierten Gleichstrom in die 50Hz-Wechselspannung um, damit der Strom ins Netz eingespeist werden kann. Dazu «verhackt» der Wechselrichter den Gleichstrom, indem er ihn sehr schnell ein- und ausschaltet. So entstehen elektromagnetische Felder. Die in alle Richtungen angeschlossenen Kabel haben dann den Effekt von Antennen, welche diese nieder- und hochfrequente Strahlung bis zu 500m in die Umwelt abstrahlen.

Vermeiden von elektromagnetischen Feldern

  • Abstand halten
    Bei der Installation von PV-Anlagen ist es ratsam, die Lage der Kabel sorgfältig zu prüfen. Stromkabel, die zur Anlage hin- und von den Wechselrichtern wegführen, sollten möglichst entfernt von Personen und empfindlichen Geräten geführt werden. Zudem ist es hilfreich, die Geräte möglichst weit weg von Ihren Wohn- und Arbeitsräumen zu platzieren.
  • Filter einbauen
    Empfohlen wird zudem die Installation eines Filters sowohl am Anschlusspunkt der Kabel zwischen der PV-Anlage und dem Wechselrichter als auch zwischen dem Wechselrichter und dem Anschluss ans Stromnetz.
  • Abschirmung gewährleisten
    Die Strahlung wird auch von den Kabeln abgegeben, die zu den einzelnen Solarpanelen führen. Eine Abschirmung aus einem feinen Metallgitter oder einem Vlies unter den Kabeln und Solarpanelen kann die Strahlung von Wohn- und Arbeitsräumen fernhalten. Wählen Sie Kabelkanäle aus Metall.
  • Gleichstromanlage wählen
    Als Alternative bietet sich der Verzicht auf den Wechselrichter und die Wahl eines Gleichstromnetzes an. Dieses kann vom öffentlichen Stromnetz getrennt installiert werden. Mit Gleichstrom können nur Haushaltsgeräte versorgt werden, die speziell dafür gebaut sind (Kühlschrank, Router, Fernseher). Durch Gleichstrom entsteht kaum Strahlung.

Strahlungsemissionen von Leistungsoptimierern

Um die maximale Energie aus einer PV-Anlage zu gewinnen, werden immer häufiger Leistungsoptimierer, so genannte Power Optimizer, eingesetzt. Power Optimizer sind Leistungsverstärker für den Fall, dass eine Solaranlage je nach Tages- und Jahreszeit zum Teil beschattet wird und dadurch weniger Licht aufnehmen und weniger Strom produzieren kann. Power Optimizer dienen dazu, die Gesamtleistung einer PV-Anlage trotz teilweiser Beschattung konstant hochzuhalten.

Solche Leistungsverstärker senden hochfrequente Störstrahlung aus, die den Empfang des Kurzwellenfunkverkehrs und andere Frequenzen beeinträchtigen kann. Das Problem ist auch den Behörden bekannt: Werden dem Bundesamt für Kommunikation (BAKOM) Störungen gemeldet, ist es verpflichtet, Massnahmen zur Reduktion der Störung zu verfügen. Meistens führt dies zur Abschaltung der Power Optimizer.

Reduktion von Strahlungsemissionen bei Leistungsoptimierern

  • Weniger und/oder leistungsfähigere Module einbauen
    In den meisten Fällen reicht es, anstelle von Leistungsoptimierern effizientere Module zu verwenden. Zudem: Prüfen Sie, ob Sie tatsächlich Power Optimizer brauchen oder ob Sie nicht vollständig darauf verzichten können. In vielen Fällen ist der Zugewinn von elektrischem Strom durch Leistungsoptimierer vernachlässigbar.
  • Optimierung durch das Schalten von Strings
    Es besteht auch die Möglichkeit, einzelne Abschnitte der PV-Anlage separat mit Wechselrichtern zu verbinden, sogenannte Strings zu schalten. Der Wechselrichter reguliert den Stromfluss der einzelnen Strings unabhängig voneinander und verursacht deutlich weniger hochfrequente Strahlung als Power Optimizer.

Emissionen durch WLAN- und Bluetooth-Verbindungen

Auch kabellose Verbindungen können Strahlungsemissionen verursachen. Wireless Local Area Networks (WLAN) nutzen eine hochfrequente elektromagnetische Strahlung, die kontinuierlich zwischen dem Sendegerät – beispielsweise einem Router oder einem Access-Point – und dem Empfangsgerät Daten transportiert. Ähnlich strahlen auch Bluetooth-Verbindungen hochfrequente elektromagnetische Wellen ab. Solche Verbindungen kommen beispielsweise zwischen der Steuerung der Anlage und dem Tablet zur Überwachung der Stromproduktion vor. Achtung: WLAN- und Bluetooth-Strahlung geht auch durch Wände.

Eliminieren von hochfrequenter elektromagnetischer Strahlung bei WLAN und Bluetooth

  • Mit Kabel anstatt kabellos verbinden
    Verzichten Sie auf kabellose Datenströme und setzen Sie stattdessen abgeschirmte Datenkabel zwischen allen Geräten der PV-Anlage ein.
  • Kabel von Anfang an einplanen
    Stellen Sie schon bei der Installation Ihrer PV-Anlage sicher, dass sämtliche drahtlosen Funktionen ausgeschaltet sind. Verbinden Sie die entsprechenden Geräte mit den passenden Kabeln.

4 Tipps zur Reduktion von Elektrosmog bei Photovoltaik-Anlagen

  1. Entfernung und Abschirmung
    Anlage von Wohn- und Arbeitsbereichen fernhalten oder durch geeignete Abschirmungen isolieren.
  2. Filterung und Entstörung
    Filter und Entstörungs-Einrichtungen können elektrische Störungen im Stromnetz reduzieren und die Ausbreitung von Elektrosmog minimieren.
  3. Standortwahl
    Standort sorgfältig auswählen, um die Exposition von Personen, Tieren und empfindlichen Geräten zu minimieren.
  4. Technische Optimierung
    Technisch ausgereifte Wechselrichter und andere Komponenten verringern die elektromagnetische Belastung durch PV-Anlagen.

Glossar

  • Schmutzige Elektrizität
    Elektrische Störungen im Stromnetz, die durch nichtlineare Lasten von Photovoltaik-Anlagen verursacht werden können. Solche Störungen breiten sich als hochfrequente Signale entlang der Stromleitungen aus.
  • Niederfrequente Felder
    Entstehen vor allem durch den Betrieb von Wechselrichtern und können zudem durch die Verkabelung der Anlage verursacht werden. Niederfrequente Felder breiten sich auch über längere Entfernungen aus.
  • Hochfrequente Strahlung
    Hochfrequente Strahlung kann durch Störungen in der elektrischen Leistungselektronik wie z. B. durch Wechselrichter entstehen. Diese Störungen beruhen auf elektromagnetischen Wellen und breiten sich bis in die Umgebung aus. Sie gehen auch von allen Kabeln aus, die mit dem Erzeuger der Störung verbunden sind.

Weitere Fachbegriffe finden Sie in unserem Glossar.

Strahlenschutzmassnahmen bei PV-Anlagen

Strahlung Quelle Wirkungseindämmung
Elektromagnetische Felder zwischen 1 Hz und 29 kHz
  • Stromfluss
  • Verkabelung
  • Kabel verdrillen
  • Abstand zur Anlage
  • Kabelkanäle aus Metall
Hochfrequente elektromagnetische Felder zwischen 20 kHz und 200 kHz
  • Wechselrichter
  • Abstand zur Anlage
  • Einsatz von Strahlungsfiltern
  • Abschirmung der Module
  • Kabelkanäle aus Metall
Hochfrequente elektromagnetische Strahlung zwischen 35 kHz und 30 MHz
  • Leistungsoptimierer
  • Verzicht auf Leistungsoptimierer
  • Separate Anschlüsse einzelner Strings
  • Kabelkanäle aus Metall
Hochfrequente elektromagnetische Strahlung zwischen 700 MHz und 6'000 MHz
  • WLAN
  • Bluetooth
  • Mobilfunk
  • Verbindungen mit Kabel herstellen
  • Abstand zur Anlage

Aktuelle Beiträge zu diesem Thema