Schlafen unter Photovoltaikanlage - geht das?

Eine PV-Anlage wandelt Gleichstrom in Wechselstrom um. Dabei entstehen elektrische und magnetische Felder, die Elektrosmog erzeugen. Im Fokus stehen dabei die jeweiligen Feldstärken bzw. die Flussdichten der Photovoltaikanlagen. Letztere werden in Mikrotesla (μT) gemessen.

Es gibt diesbezüglich feststehende Grenzwerte. Demnach sind Flussdichten von unter 100 (μT), die elektrischen Feldstärken von bis zu 20 mV/m erzeugen nicht gefährlich und für den menschlichen Körper unbedenklich.

Eine PV-Anlage weist laut Messungen lediglich einen Wert von 0,2 bis 2 (μT) ab einem Abstand von 30 cm auf. Somit stellt eine PV-Anlage eigentlich keine Gefahr für den Menschen dar. Im Gegensatz zu Photovoltaikanlagen verbreitet sogar ein klassischer Wecker mehr Elektrosmog.

Welche Messwerte weisen Photovoltaikanlagen auf?

Daher ist das Schlafen unter oder in der Nähe einer PV-Anlage in Bezug auf Elektrosmog erst einmal nicht problematisch. Es besteht auch keine erhöhte Krebsgefahr durch Strahlung durch eine Solaranlage. Mit diesem Thema hat sich die Wissenschaft bereits intensiv beschäftigt.

Hinzu kommt: Photovoltaikanlagen bzw. die entsprechenden Module befinden sich außerhalb von Innenräumen. Hier dient die Gebäudehülle als zusätzlicher Schutz vor Strahlung und Elektrosmog.

Allerdings empfehlen Experten, dass der von einer PV-Anlage genutzte Wechselrichter ohne Trafo einen Mindestabstand von mindestens zwei Metern zu anderen Komponenten der Photovoltaikanlage einhalten sollte.

Was genau ist überhaupt unter Elektrosmog zu verstehen?

Umgangssprachlich steht der Begriff Elektrosmog für elektrische und magnetische Felder sowie für elektromagnetische Felder, die unter Verdacht stehen, möglicherweise gesundheitsschädlich zu wirken. Grundsätzlich muss dabei erst einmal zwischen den verschiedenen Feldern unterschieden werden. Diese entstehen bei einer entsprechenden Anlage nämlich nicht durch die gleichen Auslöser.

1. Elektrische Felder

Immer dort, wo elektrische Leitungen oder Geräte mit dem Stromnetz verbunden sind, treten auch elektrische Felder auf. Das gilt auch für ausgeschaltete Geräte. Die jeweilige Höhe der Feldstärke korrespondiert dabei mit der Spannungshöhe.

Das bedeutet: Eine hohe Spannung sorgt immer auch für eine hohe Feldstärke. Die Feldstärken lassen sich dabei stark durch leitfähige Materialien in der Umgebung und im Umfeld beeinflussen. Aber: Sie können auch hervorragend abgeschirmt werden.

So reduzieren massive Hauswände die elektrische Feldstärke bereits um bis zu 90 Prozent. Auch wichtig im Zusammenhang mit einer Photovoltaikanlage: Elektrische Felder treten nur in der Nähe der jeweiligen Quelle auf. Bei größeren Distanzen nimmt dann auch die Feldstärke entsprechend stark ab.

2. Magnetische Felder

Fließt irgendwo Strom, dann entstehen dort auch magnetische Felder. Das ist ein Naturgesetz. Je mehr Strom dabei fließt, desto mehr Stärke bzw. Strahlung besitzt letztendlich auch das Magnetfeld.

Für die Praxis heißt das: Die stärksten Felder werden von Geräten mit dem höchsten Stromverbrauch erzeugt. Im Gegensatz zu elektrischen Feldern lassen sich magnetische Felder kaum wirkungsvoll beeinflussen. Dies liegt an der Eigenschaft, nahezu alle Materialien ungehindert zu durchdringen.

Demzufolge ist ein Abschirmen vor Strahlung auch nur mithilfe von bestimmten Spezialwerkstoffen möglich. Auch hier ist zu beachten, dass die Feldstärke mit wachsender Distanz von der eigentlichen Quelle immer weiter zurückgeht.

3. Elektromagnetische Felder

Wie es der Name schon vermuten lässt, setzt sich diese Konstellation aus elektrischen und magnetischen Feldern zusammen. Sie entstehen immer dann, sobald sich Spannungen und elektrische Ströme verändern. In diesen Fällen bildet sich eine elektromagnetische Welle, die Energie transportiert und sich räumlich ausbreitet.

Das passiert in der Natur zum Beispiel bei einem Unwetter in Form von Blitzen. In der eigenen Wohnung fungieren demgegenüber etwa der CD-Player, der Haartrockner, das elektrische Bügeleisen oder auch der Fernseher als Auslöser.

Wie unterscheiden sich nieder- und hochfrequente Felder?

Da diese Felder sich verändern, spricht man hier auch von Wechselfeldern. Handelt es sich dagegen um Gleichfelder bzw. statische Felder, verändern diese ihre Ausrichtung nicht. Wechselfelder lassen sich dabei in zwei Kategorien unterteilen: in niederfrequente Bereiche und in hochfrequente Bereiche.

Zu den Niederfrequenzfeldern zählen neben Quellen wie Erdkabel, Transformatoren oder Hochspannungsleitungen auch die Stromversorgung in Gebäuden sowie elektrische Haushaltsgeräte. Felder dieser Art basieren auf bis zu 9.000 wiederholende Vorgänge pro Sekunde.

Das sind neun Kilohertz oder 9.000 Hertz). Einen negativen Einfluss auf den Menschen und seine Gesundheit durch Strahlung haben die niedrigfrequenten elektromagnetischen Felder nicht. Das ist wissenschaftlich bewiesen.

Sind Hochfrequenzfelder gefährlich für die eigene Gesundheit?

Zu den Quellen für Hochfrequenzfelder zählen dagegen zum Beispiel medizinische Geräte, Mikrowellenherde, Radiosender, Funksendeanlagen und Mobiltelefone. Theoretisch liegt die Frequenz hier zwischen neun Kilohertz und 300 Gigahertz.

Allerdings nimmt das Funkfeld mit wachsender Entfernung von der Quelle deutlich ab. Beim Menschen wirken die Hochfrequenzfelder in erster Linie auf die in unserem Gewebe befindlichen Wassermoleküle.

Sie erzeugen dabei Reibungswärme durch Schwingungen. Nimmt der menschliche Körper dabei zu viel Energie auf und erwärmt sich, kann sich dies möglicherweise auf die Gesundheit negativ einwirken. Diesbezüglich konnte im Rahmen von Studien mit Tieren als Probanden auffällige Verhaltensänderungen, veränderte Stoffwechselprozesse sowie Störungen in der Embryonalentwicklung nachgewiesen werden.

In Photovoltaik-Anlagen entstehen in erster Linie Gleichfelder

Sowohl im niederfrequenten als auch im hochfrequenten Bereich bilden immer die Wechselfelder die Ausgangsbasis für eine Strahlung. Die Komponenten von PV-Anlagen, wie zum Beispiel die Verkabelung und die Solarmodule, erzeugen stattdessen statische Gleichfelder.

Handelt es sich bei einer Photovoltaikanlage zum Beispiel um eine geschaltete Verbindung mehrerer Solarplatten, entsteht die stärkste Ausgangsspannung genau an der Stelle, an der Wechselrichter und Solargenerator via Leitung miteinander verbunden sind.

Wie gefährlich sind elektrische Gleichfelder?

Elektrische Gleichfelder sind dabei in der Regel nicht problematisch für den Menschen. Dazu sind zum einen die Frequenz und die Strahlung zu schwach. Zum anderen können die Felder kaum ins Körperinnere eindringen. Das wird durch die Leitfähigkeit des menschlichen Körpers verhindert. Außerdem fungiert die Kleidung als hervorragender Schutz zur Abschirmung von elektrischen Gleichfeldern.

Gibt es wissenschaftliche Beweise für eine Gefährdung?

Es gibt in diesem Zusammenhang allerdings immer noch einige Gerüchte über negative gesundheitliche Auswirkungen auf den Menschen. Dass es aber tatsächlich durch elektrische Gleichfelder und damit auch durch eine Photovoltaikanlage zu Auswirkungen auf die Gesundheit, wie zum Beispiel in Form von Müdigkeit, einer erhöhten Zellteilungsrate, Schlafstörungen, einer Immunschwäche oder sogar Depressionen, kommt, konnte zu keinem Zeitpunkt nachgewiesen werden. Es gibt also keine wissenschaftlichen Beweise für derartige Behauptungen.

Wie werden magnetische Gleichfelder bei PV-Anlagen erzeugt?

Eine PV-Anlage erzeugt gleichzeitig aber auch magnetische Gleichfelder. Hierfür sind die elektrischen Komponenten vor dem Wechselrichter (Gleichspannungs- bzw. Gleichstrombereich) verantwortlich. Dies betrifft vor allem die Module sowie die Gleichstromverkabelung des Solargenerators. Bei einer Photovoltaikanlage schwankt das magnetische Feld mit der Sonneneinstrahlung.

Nach dem baubiologischen Standard handelt es sich hierbei allerdings um Felder mit weniger als 2 µT. Daher besteht hier nur eine schwache Anomalie. Trotzdem aber können magnetische Gleichfelder dann zum Problem werden, wenn sie Eisenteile im Bett oder in Schlafplatze-Nähe magnetisieren.

Wann treten elektrische Wechselfelder bei Photovoltaikanlagen auf?

Elektrische Wechselfelder kommen dagegen in der Regel nur ab dem Wechselrichter Richtung Netz auf. Fixpunkte sind diesbezüglich der Wechselrichter und die vom Zähler wegführende Wechselspannungsleitung zum Wechselrichter.

Dabei wird im Wechselrichter selbst eine Umwandlung von Gleichstrom und Gleichspannung in Wechselstrom- und Wechselspannung (50 Hz) realisiert. Auch an den Leitungen zu den PV-Modulen lassen sich häufig elektrische Wechselfelder messen.

Darum ist die Erdung so wichtig

Dies passiert beispielsweise dann, wenn Gleichstromleitungen zu nah an Wechselspannungsleitungen verlegt wurden. Das sollte dann auch beim Einbau vermieden werden.

Trafolose Wechselrichter können hier ebenfalls für Probleme sorgen, da sie nicht sauber zwischen dem Gleichstrombereich und der Wechselspannungsseite trennen. Daher ist es wichtig, die Rahmen der Module in diesem Fall zu erden (nach VDE). Die Erdung ist allerdings nicht ausreichend um Elektrosmog zu reduzieren.

Zudem kann ein elektrisches Wechselfeld durch Rückwirkungen in das Stromnetz seitens des Wechselrichters entstehen. Dadurch kommt es zu Störspannungen in Form von hochfrequenten Oberwellen. Diese lassen sich allerdings vergleichsweise leicht abschirmen.

Wann gibt es bei einer Photovoltaikanlage magnetische Wechselfelder?

Ab dem Wechselrichter Richtung Netz können auch magnetische Wechselfelder auftreten. Allerdings ist dies nur bei Tageslicht möglich, wobei die Feldstärke dann abhängig von der Sonneneinstrahlung ist. Diesbezüglich ist es ratsam, einen größeren Abstand zwischen Wechselrichter und tagsüber benutzten Ruhe- und Schlafbereichen zu schaffen. Das unterbindet die Gefahr durch magnetische Wechselfelder.

Befinden sich zudem Wechselstromleitungen zu nah am DC-Bereich, können ebenfalls magnetische Wechselfelder entstehen. Werden trafolose Wechselrichter genutzt, müssen Sie mit magnetischen Wechselfeldern rechnen, die sogar höhere Feldstärken aufweisen. Deshalb sollten die Module entsprechend geerdet werden.

Mit welchen Flussdichten muss gerechnet werden?

Allerdings treten die magnetischen Wechselfelder immer nur in unmittelbarer Quellennähe auf. Bereits bei einem Abstand von rund 30 cm nimmt die Feldstärke stark ab. Bei einem Meter Abstand ist die Feldstärke dann bereits so gering, dass sie als unbedenklich für die eigene Gesundheit eingestuft wird.

Die häusliche Stromversorgung oder auch elektrische Haushaltsgeräte weisen mitunter sogar die höheren Feldwerte gegenüber PV-Lösungen auf. Dabei bleiben aber dennoch sowohl PV-Anlagen als auch Haushaltsgeräte und heimische Stromversorgung ab einer Distanz von 30 cm immer weit unter den erlaubten Grenzwerten im Körper von 20 Millivolt pro Meter.

Selbst im Fall einer Dauereinwirkung liegt damit eine Flussdichte von unter 100 vor - und das bewirkt keinerlei gesundheitlichen Folgen. Die folgende Tabelle (Quelle: Bundesamt für Srahlenschutz) zeigt entsprechende Beispielswerte.

Elektronische Wechselrichter oder Trafo-Modelle - was ist besser?

Demgegenüber entstehen bei elektronischen Wechselrichtern kaum Wechselfelder. Stattdessen werden viele Oberwellen erzeugt. Das lässt sich durch den Einsatz von Filtern aber vermeiden. Anders sieht das bei Wechselrichtern mit Trafo aus. Hier kommt es in den Leitungen zu erheblichen Magnetfeldern, aber nur zu wenigen Oberwellen.

Wie kann der Elektrosmog einer Photovoltaik-Anlage reduziert werden?

• - Abschirmungsmaßnahmen im Hochfrequenzbereich von 9 kHz – 3000 kHz durchführen (Aluminium-Folie an der Modulrückseite).
• - Wechselrichter mit Trafo bevorzugen, der eine galvanischer Trennung von Gleichstrom und Wechselstrom ermöglicht.
• - Bestenfalls Wechselrichter mit Metall-Gehäuse nutzen.
• - Den Minuspol bzw. die Minus-Leitung auf der Gleichstromseite erden (Modulrahmen).
• - Solarleitungen in Metallrohre verlegen zwecks Abschirmung der Felder.
• - Plus- und Minusleitung zusätzlich verdrillen und Leiterschleifen auf dem Dach reduzieren.
• - Wechselrichter bestenfalls im Keller platzieren.

PV-Anlagen und Elektrosmog: Was bedeutet das jetzt für die Praxis?

Von den PV-Modulen selbst gehen kein Elektrosmog bzw. elektromagnetische Strahlung aus. Denn das Gleichstromkabel zum Wechselrichter und die Module lassen in erster Linie nur Gleichfelder entstehen. Dies muss daher keine großen Sorgen bereiten, da bei einem Abstand von wenigen Zentimetern die Feldstärke und damit die elektromagnetische Strahlung kaum noch messbar ist.

Für das Schlafen im Dachbereich stellt das kein Problem dar. Das gilt auch für Häuser mit Schrägdach, auf der PV-Module positioniert sind. Schon bei 50 Zentimeter Entfernung sind die Feldstärken verschwindend gering. Das natürliche Magnetfeld ist hier bedeutend größer.

Der Wechselrichter als kritischer Faktor

Nicht ganz so unproblematisch für die Hausbewohner sieht das im Hinblick auf den Wechselrichter, der an den jeweiligen PV-Generator ausgeschlossen ist. Denn an dieser Stelle werden Wechselfelder erzeugt. Aber diese Felder weisen lediglich eine geringe Stärke auf.

So erzeugen beispielsweise Laptop-Netzteile weitaus größere Feldstärken. Außerdem hat einen Wechselrichter seinen Standort typischerweise im Kellerbereich. Das ist weit entfernt von Wohn- und Schlafräumen, sodass der Elektrosmog nicht wirklich eine Relevanz hat.

Zusammenfassend kann also konstatiert werden, dass es bei einer professionell verbauten Photovoltaik-Anlage lediglich zu einer vergleichsweise geringen Elektrosmog-Belastung kommt. Da erzeugen elektrische Wecker, ein Radio oder andere elektrische Geräte auf dem Nachttisch von den Messwerten her häufig höhere Wechselfeldstärken.

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