Der TÜV Rheinland und das Fraunhofer Institut für Solare Energiesysteme (ISE) hat das gemeinsame Forschungsprojekt zum vorbeugenden Brandschutz bei Photovoltaikanlagen abgeschlossen. Ziel des Projektes, das seit 2011 läuft, war die Sicherheit von Solarstromanlagen in Bezug auf Brandrisiken zu optimieren. Neben den beiden Projektpartnern haben auch die Branddirektion München, Energiebau Solarsysteme in Köln, die Deutsche Gesellschaft für Sonnenenergie (DGS), das Sicherheitsunternehmen Currenta sowie die Berner Fachhochschule mitgearbeitet.
Schadenanalyse durchgeführt
Während ihrer Forschungsarbeit haben die Projektpartner bundesweit und systematisch Schadenfälle installierter Photovoltaikanlagen auf Häusern oder Freiflächen recherchiert, um bei anschließenden Analysen die Gründe, Umstände und Auswirkungen defekter Produkte oder mangelhafter Installationen bewerten zu können. Nach den Ergebnissen der Forscher gab es in den letzten 20 Jahren in Deutschland rund 75 Brände, die zweifelsfrei durch eine Photovoltaikanlage ausgelöst wurden. In zehn Fällen brannte das Gebäude vollständig ab. Damit ist das Risiko eines Brandes, der durch eine Photovoltaikanlage ausgelöst wird, vergleichsweise gering, wenn man im Vergleich dazu die Zahl der insgesamt installierten Anlagen heranzieht. Dann wird klar, dass nur 0,005 Prozent der in Deutschland installierten 1,4 Millionen Photovoltaikanlagen einen Brand ausgelöst haben.
Gefahrenquelle Lichtbogen
Das Projekt beinhaltet aber nicht nur die Analyse der Schäden, sondern befasst sich vor allem mit vorbeugenden Maßnahmen gegen Brandrisiken, die durch eine Solarstromanlage ausgelöst werden können. Dabei ist die häufigste Brandursache der sogenannte Lichtbogen. Der entsteht, wenn Gleichstromverbindungen sich lösen, die Enden aber noch so nahe beieinander liegen, dass weiterhin Strom fließt. Dass kann entweder durch eine schlechte Installationsarbeit ausgelöst werden. Dabei lösen sich unter anderem Steckverbindungen und verursachen einen Lichtbogen. Aber auch Verwitterung, Materialverschleiß oder ein Marderbiss kann die Gleichstromverbindungen lösen und einen Lichtbogen auslösen. „Die weitaus häufigste in Photovoltaikanlagen auftretende Art des Lichtbogens ist der Reihenlichtbogen, also der innerhalb des gewöhnlichen Stromkreises“, erklärt der Fachgroßhändler für Solartechnik Asotec in Hattert. Die Rheinländer haben deshalb einen Lichtbogenschutz entwickelt. „Die Lichtbogenerkennung mit Abschaltung verringert das Risiko durch Lichtbögen in einer Photovoltaikanlage ganz erheblich, da die Anlage sofort nach dem Auftreten eines Lichtbogens abgeschaltet wird“, betont das Unternehmen. Das Gerät wird entweder auf der Wechselstromseite des Wechselrichters installiert und trennt im Fall eines Lichtbogens den Gleichstrom- vom Wechselstromkreis. Oder das Gerät wird in den Gleichstromkreis integriert und schaltet die Anlage im Brandfall komplett stromfrei. Dazu reicht es, dass die Stromversorgung der Schutzeinrichtung durch die Feuerwehr unterbrochen wird.
Sicherheit beim Einsatz
Ein zweiter Forschungsschwerpunkt war, den Rettungskräften und Feuerwehren mehr Sicherheit im Einsatz bei Objekten mit Photovoltaikanlagen zu geben. Immerhin sind die meisten Feuerwehrmänner in Deutschland freiwillige Helfer in ländlichen Regionen. Nur ein geringer Teil ist beruflich mit der Brandbekämpfung beschäftigt. Dazu haben die Forscher schon 2011 Versuche durchgeführt. Sie haben bestätigt, dass die geltenden Sicherheitsabstände von einem Meter zu spannungsführenden Einrichtungen bei den Löscharbeiten mit einem Sprühstrahl zum Schutz der Einsatzkräfte grundsätzlich ausreichend sind. Wenn die spannungsführende Einrichtung mit einem Vollstrahl bekämpfen, vergrößert sich der Mindestabstand auf fünf Meter. Schon 2010 wurden diese Maßnahmen in der Checkliste des Deutschen Feuerwehrverbandes zur Handlungsempfehlung für Photovoltaikanlagen zusammengefasst.
Workshop Anfang April
Die kompletten Forschungsergebnisse werden die Projektpartner in den Räumen des TÜV Rheinland Anfang April vorstellen. Einen ausführlichen Beitrag zum Thema automatische Modulabschlatung im Brand- und Katastrophenfall lesen Sie in der Märzausgabe des Magazins Erneuerbare Energien. (Sven Ullrich)
