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Photovoltaikanlage & Brandschutz


Photovoltaikanlage – Tipps für Brand & Brandschutz

Photovoltaikanlage – Tipps für Brand & Brandschutz

Photovoltaikanlage – Tipps für Brand & Brandschutz

Der Albtraum eines jeden Hausbesitzers – ein Brand der neu installierten und eventuell noch nicht abgezahlten Photovoltaikanlage. Eigentlich soll die Photovoltaikanlage sehr umweltfreundfreundlich und kostengünstig Strom erzeugen und dem Hausbesitzer eine gute Möglichkeit bieten, um Stromkosten einzusparen bzw. Geld zu verdienen. Doch immer wieder ist ein unkalkulierbares Brandrisiko der Solaranlagen in der Diskussion. Wohlgemerkt dieses Risiko gilt nur für Photovoltaikanlagen – nicht für solarthermische Anlagen (zur Unterstützung der Warmwasserbereitung und der Heizung).

 

Ursachen für den Brand einer PV-Anlage

Als Brandursache sind oftmals Herstellungsfehler und vor allem Ausführungsfehler im Rahmen der Installation einer PV-Anlage zu nennen. Beispielsweise können defekte / offene Anschlussstellen (Löt-, Steck-, Klemmverbindungen) oder offen auf dem Dach verlegte Kabel langfristig eine potentielle Brandgefahr darstellen. Gern befassen sich auch Vögel mit freiliegenden Kabelleitungen und verursachen Beschädigungen.

Hinzu kommen Witterungseinflüsse und damit auch altersbedingte Veränderungen.

Das Brandrisiko ist insgesamt nicht sehr hoch, jedoch gibt es in Deutschland inzwischen etwa 1,4 Millionen Anlagen (Stand bis Ende 2018), so dass insgesamt auch mehr Brandfälle zu verzeichnen sind. In den letzten 20 Jahren traten etwa 350 Brände auf, bei denen eine PV-Anlage involviert war. In 120 Fällen war die PV-Anlage der Auslöser des Brands. Die Ursachen lagen in den meisten Fällen Fehler in der Verkabelung und den Anschlüssen.

 

Brand – Entstehung

Bei Sonneneinstrahlung wird in den Kollektorplatten typischerweise Gleichstrom erzeugt. Dieser Strom wird über den Wechselrichter in Wechselstrom umgewandelt und anschließend in das Stromnetz eingespeist oder durch den Hausbesitzer direkt verbraucht. Von Hause aus besteht damit bei Photovoltaikanlagen kein höheres Brandrisiko im Vergleich zu anderen technischen Anlagen.

Brände könnten bei technischen Mängeln oder Ausführungsfehlern auf verschiedene Weise entstehend. Insbesondere können infolge von Leitungsunterbrechungen oder infolge von Kurzschlüssen in der Anlage Lichtbögen erzeugt werden. Dieser Lichtbogen kann aufgrund der Gleichspannung (d.h. der nicht vorhandenen Spannungsunterbrechung – wie bei der Wechselspannung) lange stehen bleiben und so beispielsweise auch zum Brand führen.

 

Probleme im Brandfall

Im Brandfall wird – bei Sonneneinstrahlung – weiterhin in den Kollektorplatten eine Spannung erzeugt; und das selbst wenn die Anlage über einen Hauptschalter abgeschaltet werden würde. Diese Systemspannung kann bis zu 1.000 V Gleichspannung erreichen. … und damit begründet sich das Hauptproblem: Es existiert eine riesige Spannungsquelle die bei Lichteinfall nicht „abschaltbar“ ist.

Spannung von 130 Volt – wie bei unserem „normalen“ Wechselstrom aus der Steckdose – ist bereits gefährlich. Höhere Spannungen sind in der Tat lebensgefährlich. Selbst bei geringer Sonnenscheinintensität (Bewölkung etc.) können gefährlich hohe Spannungen erzeugt werden. Gefahren bestehen somit in erster Linie darin, dass im Brandfall der Löschstrahl einen Stromfluss zum Feuerwehrmann verursachen kann.

In der Summe erweist es sich im Brandfall in der Nähe von Solaranlagen als lebensgefährlich. Ein Mindestabstand von einigen Metern als Sicherheitsabstand ist bei der Brandbekämpfung erforderlich.

 

Photovoltaikanlage – Tipps für Brand & Brandschutz

Photovoltaikanlage – Tipps für Brand & Brandschutz

Weitere Gefahren im Brandfall

Neben der eigentlichen hohen Spannung und der Entstehung von Lichtbögen, können bei einem Brand auch Gefahren durch entstehende giftige Gase während des Brandvorganges entstehen. Hierbei gibt es Unterschiede zwischen den einzelnen Modul-Arten. Zu nennen sind vor allem CdTe Module. Aber auch andere Modularten, wie beispielsweise waferbasierte Module, könnten auf der Rückseite fluorhaltige Kunststoffe (z.B. Fluorpolymere) enthalten, die im Brandfall zu verschiedenen giftigen Brandgasen führen können.

Ferner können bei einem Brand einzelne Module vom Dach abstürzen, sobald sich die Verankerung infolge des Brandes löst.

 

Gegenmaßnahmen im Brandfall

Zuerst ist natürlich der DC-Freischalter, sofern vorhanden, auszuschalten. Dennoch ist bei Lichteinfall davon auszugehen, dass Kabel und alle Bauteile bis zum DC-Schalter weiterhin elektrische Spannung führen. Sofern kein DC-Freischalter vorhanden ist, weisen bei Lichteinfall alle Bauteile bis zum Wechselrichter weiterhin Gleichspannung auf.

Im besten Fall ist sogar ein Freischalten jedes einzelnen PV-Moduls möglich. Einige Solaranlagen verfügen bereits über entsprechende technische Lösungen. Dies ist beispielsweise bei PV-Anlagen mit sogenannten Leistungsoptimierern der Fall.

Die Abschaltung der Wechselstromseite erfolgt durch das Abschalten der Hauptsicherung bzw. das Umlegen des Hauptschalters.

Theoretisch hilft bei einem Brand nur, die Kollektorplatten komplett abzuschalten bzw. abzudunkeln. Letzteres ist nur schwieriger getan als gesagt. Mit einem entsprechend großen Abstand von mindestens 5 Metern, ist es jedoch möglich, einen Brand des Gebäudes auch bei anliegender Spannung der PV-Anlage mit einem Vollstrahl zu löschen.

 

Vorbeugende Maßnahmen

Nach wie vor gestalten sich die Löschaktionen bei einem Brand von Photovoltaikanlagen als sehr schwierig. Daher sind vorbeugenden Maßnahmen um so wichtiger. Der Grundstein wird bereits mit der brandschutzgerechten Installation der Anlage durch das Fachunternehmen gelegt. Hier existieren bereits entsprechende Richtlinien vom BSW Solar bzw. ZVEH. Man kann sich auch Referenzen zeigen lassen und weiterhin das Thema Brand & Brandschutz direkt ansprechen.

Neben dem Vertrauen zur Fachfirma ist ebenfalls eine regelmäßige Wartung und Inspektion der Anlage von besonderer Bedeutung. So können Langzeitschäden rechtzeitig festgestellt und vermieden werden.

 

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