2.2.3 Photovoltaikanlagen

2.2.3 Photovoltaikanlagen

2.2.3 Photovoltaikanlagen


S. S.
Diese Lernkarten vertiefen Aufbau, Planung und Betrieb von Photovoltaikanlagen auf universitärem Niveau, von Modultechnik über Wechselrichter und Leitungen bis zu Schutzkonzepten wie SPD und NA-Schutz. Sie richten sich an Studierende und Fachkräfte, die fundierte Kenntnisse für sichere, effiziente und normkonforme PV-Projekte benötigen.
Karten
57
Lernende
3
Sprache
Deutsch
Kategorie
Elektrotechnik
Stufe
Universität
Erstellt / Aktualisiert
05.07.2026 / 13.08.2026

Lernkarten

Was ist der Grundaufbau einer netzgekoppelten Photovoltaikanlage?
Antworte mit : 
Eine netzgekoppelte PVA besteht grundsätzlich aus:

  • PV- Module
  • DC-Stringleitungen
  • optional GAK / DC-Überspannungsschutz
  • SPD
  • Wechselrichter
  • AC-Leitung zur Verteilung
  • Schutz- und Trennorgane
  • Messung / Zähler / Smart Meter
  • Netzanschluss über VNB

Quelle: STFW PVA, PV-Büchlein 2025, NIN 2025 Kap. 7.12, WV-CH Art. 10/11.

Zeichnen Sie das einfache Prinzipschema einer netzgekoppelten PVA mit Eigenverbrauch.

PV-Module → DC-Leitungen → DC-Trennstelle/GAK mit SPD → Wechselrichter → AC-Schutzorgan → Hauptverteilung → Verbraucher → Zähler/Smart Meter → Netz VNB.

Bei Speicher zusätzlich: Batterie, Batteriewechselrichter oder Hybridwechselrichter, Energiezähler / Energiemanager.

Zeichnen Sie das einfache Prinzipschema einer netzgekoppelten PVA mit Speicher , Eigenverbrauch.

PV-Module → DC-Leitungen → DC-Trennstelle/GAK mit SPD → Wechselrichter → AC-Schutzorgan → Hauptverteilung → Verbraucher → Zähler/Smart Meter → Netz VNB.

Bei Speicher zusätzlich: Batterie, Batteriewechselrichter oder Hybridwechselrichter, Energiezähler / Energiemanager.

Welche Normen und Grundlagen sind für PVA in der Schweiz besonders wichtig?

  • NIN 2025, besonders Kap. 7.12 Photovoltaik
  • NIV / SR 734.27
  • ESTI-Weisung 220 für Energieerzeugungsanlagen
  • Werkvorschriften CH, Art. 10 EEA und Art. 11 Speicher
  • VSE-Branchenempfehlung NA/EEA-NE7-CH
  • VKF-Merkblatt Solaranlagen bei Brandschutzfragen
  • Herstellerangaben

Quelle: STFW PVA verweist auf WV-CH Art. 10/11 und ESTI 220; ESTI 220 regelt Anforderungen an Erzeugungsanlagen

Was ist der Unterschied zwischen AC- und DC-Seite einer PVA?

DC-Seite: vom PV-Modul bis zum Wechselrichter, Gleichspannung, Stringspannung, besondere Lichtbogengefahr.


AC-Seite: vom Wechselrichter bis zur Verteilung / Netz, Wechselspannung 230/400 V, 

Quelle: STFW PVA, NIN 2025 Kap. 7.12, ESTI 220.

Welche vier Hauptfragen müssen vor der Planung einer PVA geklärt werden?

  1. Dachfläche / Ausrichtung / Neigung / Verschattung
  2. Eigenverbrauch / Jahresverbrauch / Lastprofil / Speicher
  3. Netzanschluss / VNB / Messkonzept
  4. Schutzkonzept / Blitzschutz / Brandschutz 

Quelle: STFW PVA

Frage:
Welche mittlere Jahres-Globalstrahlung wird im Schweizer Mittelland ungefähr erwartet?

Ca. 1’200 kWh/m² pro Jahr.
Als Richtwerte: Mittelland ca. 1’200 kWh/m², Tessin/Alpen ca. 1’400 kWh/m².

Quelle: STFW PVA V24.2, Grundlagen Globalstrahlung.

Frage:
Welche Ausrichtung einer PVA ist richtig gut!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!???????????

Süd +- 45Grad    Und mit ca. 30–40° Neigung ist meist sehr gut.

Quelle: STFW PVA nen

Warum ist Verschattung bei PV-Anlagen kritisch?

Weil in einem String das schwächste Modul den Strom begrenzt. Teilverschattung kann den ganzen String stark reduzieren und Hotspots / Lichtbogenrisiken begünstigen.

Quelle: PV-Büchlein 2025, Kapitel Verschattung; STFW PVA erklärt Strombegrenzung und Brandschutzrisiko bei DC-Lichtbogen.

Was ist der MPP bei einer PV-Anlage?

MPP = Maximum Power Point.
Das ist der Betriebspunkt, bei dem das Produkt aus Spannung × Strom maximal ist. Der Wechselrichter sucht diesen Punkt laufend mit dem MPP-Tracker.

Frage:
Was muss vor Baubeginn administrativ abgeklärt werden?

  1. Antwort:

  2. TAG beim VNB einreichen
  3. Netzverträglichkeit abwarten
  4. Installationsanzeige einreichen
  5. Baubewilligung oder Meldeverfahren Gemeinde/Kanton prüfen
  6. Messkonzept / Vergütungsmodell klären
  7. Unterlagen für SiNa / Messprotokoll vorbereiten

Quelle: STFW PVA Meldeablauf,

Frage:
Welche Unterlagen verlangt der VNB typischerweise zum TAG?

  1. Antwort:

  2. Prinzipschema mit Messanordnung
  3. Datenblätter PV-Module
  4. Datenblatt / Konformität WR
  5. Schutzeinrichtungen
  6. Vergütungsmodell
  7. Energieabnehmer / Eigenverbrauch / Einspeisung

Quelle: STFW PVA, WV-CH 2021.

Was ist bei jeder neu erstellten PVA sicherheitstechnisch zwingend zu erstellen?

ntwort:

  • Erstprüfung
  • Mess- und Prüfprotokoll PV
  • Sicherheitsnachweis SiNa
  • Abnahmekontrolle gemäss NIV / ESTI-Vorgaben
  • Übergabe der Dokumentation an Eigentümer / VNB

Quelle: ESTI 220; STFW PVA verweist auf SiNa und Mess-/Prüfprotokoll.

Frage:
Was bedeuten Pmax, Vmpp, Impp, Voc und Isc?

Antwort:
Pmax: maximale Modulleistung unter STC
Vmpp: Spannung im Maximum Power Point
Impp: Strom im Maximum Power Point
Voc: Leerlaufspannung
Isc: Kurzschlussstrom

Quelle: STFW PVA Begriffe Moduldatenblatt.

Was bedeutet STC bei PV-Modulen?

Antwort:
STC = Standard Test Conditions:

  • Einstrahlung 1000 W/m²
  • Zelltemperatur 25 °C
  • Luftmasse AM 1.5

Moduldaten werden unter STC verglichen.

Quelle: STFW PVA S

Frage:
Was passiert bei Serienschaltung von PV-Modulen?

Antwort:
Die Spannung addiert sich, der Strom bleibt gleich.
Beispiel: 4 Module à 40 V / 9.5 A → String: 160 V / 9.5 A.

Quelle: PV-Büchlein 2025, Kapitel Betriebsverhalten PVA; STFW PVA Serieschaltung.

Frage:
Was passiert bei Parallelschaltung von PV-Strings?

Antwort:
Die Spannung bleibt gleich, der Strom addiert sich.
Parallelschaltung wird nach WR-Eingangsstrom, Einstrahlung, Stringzahl und Rückstromfähigkeit geplant.

 

Quelle: STFW PVA Parallelschaltung.

Frage:
Wie wird die maximale DC-Systemspannung einer PVA vereinfacht berechnet?

Antwort:
Voc max = Voc Modul × Anzahl Module im String × Temperatur-Korrekturfaktor

 

Die Spannung darf nie höher sein als die kleinste zulässige Systemspannung von Modul, WR, GAK, Kabel, Stecker oder SPD.

Quelle: STFW PVA max. Systemspannung.

Welche maximale Systemspannung gilt bei heutigen PV-Anlagen typischerweise als Obergrenze?

Antwort:
Maximal 1500 V DC, sofern alle Komponenten dafür zugelassen sind.
Das schwächste Betriebsmittel bestimmt die zulässige maximale Anlagen-Spannung.

Quelle: STFW PVA.

Wann braucht es Strangsicherungen auf der DC-Seite?

Antwort:
Bei mehreren parallelen Strings, wenn der mögliche Rückstrom aus den übrigen Strings grösser ist als die Rückstrombelastbarkeit des betroffenen Moduls. Typisch kritisch ab mehreren parallelen Strings.

Quelle: STFW PVA Rückstrom / Strangsicherung.

Was ist ein Generatoranschlusskasten, GAK?

  • Antwort:
    Der GAK fasst DC-Strings zusammen und enthält je nach Anlage:

  • Strangsicherungen
  • DC-Überspannungsschutz
  • Trennstellen
  • Klemmen
  • teilweise Mess-/Überwachungseinrichtungen
  • Bei heutigen Stringwechselrichtern dient er oft primär für SPD und DC-Anschluss.

Quelle: STFW PVA GAK.

Welche Wechselrichterkonzepte gibt es?

  1. Zentralwechselrichter
  2. Stringwechselrichter
  3. Multistringwechselrichter
  4. Modulwechselrichter
  5. Hybridwechselrichter bei Speicheranlagen

uelle: STFW PVA Wechselrichterkonzepte.

Frage:
Was ist der Unterschied zwischen WR mit und ohne Transformator?

Antwort:
Mit Trafo: galvanische Trennung DC/AC, einfacher Fehlerschutz, schwerer und weniger effizient.
Ohne Trafo: heute üblich, effizienter, leichter, günstiger, aber RCMU oder passende RCD-Auswahl erforderlich.

Quelle: STFW PVA Wechselrichter mit/ohne Transformator.

Frage:
Was ist bei trafolosen Wechselrichtern bezüglich Fehlerstromschutz zu beachten?

Antwort:
Es braucht entweder:

  • integrierte allstromsensitive Fehlerstrom-Überwachungseinheit, RCMU, oder
  • RCD Typ B auf AC-Seite, wenn vom Hersteller / Norm gefordert.

 

Quelle: STFW PVA.

Frage:
Wann sind Leistungsoptimierer sinnvoll?

Antwort:
Sinnvoll bei:

  • Teilverschattung
  • unterschiedlichen Dachausrichtungen
  • unterschiedlichen Neigungen
  • Modulmonitoring
  • erhöhtem Sicherheitsbedürfnis
  • komplexen Dachflächen

Bei einfachen, einheitlich ausgerichteten Dächern sind sie nicht immer wirtschaftlich nötig.

Quelle: STFW PVA Optimizer / MPP-Tracker.

Frage:
Was ist der NA-Schutz?

Antwort:
NA-Schutz = Netz- und Anlagenschutz.
Er trennt die Energieerzeugungsanlage bei unzulässigen Netzbedingungen vom Netz, z. B. bei Spannungs-/Frequenzabweichungen oder Netzausfall.

(Nicht mehr Pflicht) Anfrage bei VNB

Quelle: STFW PVA verweist auf VSE-Branchenempfehlung NA/EEA-NE7-CH 2020.

Was ist ein ZEV?

ZEV = Zusammenschluss zum Eigenverbrauch.
Mehrere Endverbraucher nutzen gemeinsam lokal erzeugten Solarstrom und treten gegenüber dem VNB als ein Kunde auf.

Quelle: STFW PVA ZEV; EnV Art. 15 verlangt mindestens 10 % Produktionsleistung bezogen auf Anschlussleistung.

Frage:
Welche Werte auf dem PV-Moduldatenblatt sind für die Stringdimensionierung entscheidend?

  1. Antwort:

  2. Voc
  3. Vmpp
  4. Isc
  5. Impp
  6. Pmax
  7. Temperaturkoeffizient von Voc
  8. maximale Systemspannung
  9. Rückstrombelastbarkeit / max. Seriensicherung

Quelle: STFW PVA Moduldatenblatt / STC / Begriffe.

Frage:
Welche Temperatur ist für die maximale Leerlaufspannung kritisch?

Antwort:
Tiefe Temperaturen.
Bei Kälte steigt die Leerlaufspannung. Deshalb wird Voc max mit Temperaturkorrektur oder mit dem Modul-Temperaturkoeffizienten berechnet.

Quelle: STFW PVA Berechnung max. Systemspannung.

Frage:
Warum ist der Kurzschlussstrom bei PV besonders?

Antwort:
PV-Module liefern nur wenig mehr Kurzschlussstrom als Betriebsstrom. Normale Sicherungen sprechen deshalb bei DC-Fehlern oft nicht zuverlässig an. Gefährlich ist besonders der DC-Lichtbogen.

Quelle: STFW PVA Kennlinien / Kurzschluss / Lichtbogen.

Frage:
Welche Aussage zur PV-Kennlinie (Stom ) ist richtig?

Bei weniger Sonne sinkt vor allem der Strom. 

Quelle: STFW PVA Kennlinien.

Was ist bei der Verlegung von DC-Leitungen besonders wichtig?

  1. Antwort:

  2. kurze Leitungswege
  3. Plus und Minus eng zusammenführen
  4. keine grossen Leiterschlaufen
  5. mechanischer Schutz
  6. UV- und witterungsbeständige Leitungen
  7. klare Kennzeichnung DC
  8. DC-Trennstellen und Brandschutz beachten

Quelle: PV-Büchlein 2025, NIN 2025 Kap. 7.12, STFW PVA.

Frage:
Warum sollen Plus- und Minusleitung nahe zusammen verlegt werden?

Antwort:
Damit Leiterschleifen klein bleiben.
Das reduziert induzierte Überspannungen bei Blitz-/Schaltvorgängen und verbessert EMV.

Quelle: NIN 2025, Blitz-/Überspannungsschutz-Grundlagen, PV-Büchlein 2025.

Frage:
Welche Schutzmassnahmen sind bei PVA besonders prüfungsrelevant?

Antwort:

  • Basisschutz
  • Fehlerschutz
  • Schutzpotentialausgleich
  • Überspannungsschutz
  • Überstrom-/Rückstromschutz DC
  • Trenn- und Schaltmöglichkeiten
  • automatische Abschaltung AC
  • Schutz gegen DC-Lichtbogen / Brand

 

Quelle: NIN 2025, ESTI 220, STFW PVA.

Frage:
Wo werden SPD bei einer PVA typischerweise angeordnet?

  • Antwort:

  • DC-seitig beim Wechselrichter / GAK
  • AC-seitig in der Verteilung / beim WR-Anschluss
  • bei Blitzschutzsystem nach LPZ-Konzept und Leitungseintritt
  • bei langen Leitungen zusätzlich am anderen Leitungsende prüfen

Quelle: NIN 2025, SN 414022 / SN EN 62305, Electrosuisse Blitzschutz.

Zeichnen Sie das Prinzip „PVA mit Blitzschutz und SPD“.

Fangeinrichtung → Trennungsabstand → PV-Module → DC-Leitung → SPD Typ 1/2 je nach LPZ/LPS → WR → AC-SPD → Hauptpotentialausgleich → Erdungsanlage.

Quelle: Electrosuisse Blitzschutzmap, SN 414022 / SN EN 62305.

Frage:
Was muss bei einer PVA auf einem Gebäude mit bestehendem Blitzschutzsystem geprüft werden?

Antwort:

  • Einhaltung Trennungsabstand
  • Integration oder getrennte Führung der PVA
  • Führung DC-Leitungen
  • SPD Typ 1/2
  • Potentialausgleich
  • keine unkontrollierte Näherung zu Fangeinrichtung / Ableitungen

 

Quelle: Electrosuisse Blitzschutzmap; PV-Büchlein 2025.

Frage:
Welche Prüfungen gehören zur Erstprüfung einer PVA?

Antwort:

  • Sichtprüfung
  • Durchgängigkeit PE / Potentialausgleich
  • Polarität
  • Leerlaufspannung je String
  • Kurzschlussstrom oder Betriebsstrom
  • Isolationsmessung DC
  • Funktion WR / Abschaltung
  • RCD / Schutzorgane AC
  • Dokumentation / SiNa / PV-Messprotokoll

 

Quelle: STFW PVA Mess- und Prüfprotokoll; ESTI 220 empfiehlt PV-Mess- und Prüfprotokoll.

Frage:
Was muss auf der DC-Seite eindeutig gekennzeichnet sein?

Antwort:

  • DC-Leitungen
  • GAK
  • Trennstellen
  • Wechselrichter
  • Warnhinweis: PVA führt auch bei ausgeschalteter AC-Seite Spannung
  • Stringbezeichnungen
  • Polarität + / −

Quelle: NIN 2025 Kap. 7.12, PV-Büchlein 2025.

Was ist bei AC-seitigem Anschluss des Wechselrichters zu prüfen?

 

  • korrekte Absicherung
  • Leitungsdimensionierung
  • Spannungsfall
  • Abschaltbedingungen
  • RCD-Typ gemäss WR-Hersteller
  • Netzform / Neutralleiter / PE
  • Messkonzept
  • Netzrückwirkungen / TAG

Quelle: STFW PVA TAG, WR, AC-Schutz.

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