Feuer in Photovoltaik-Anlagen: Brandrisiken erkennen und minimieren

Bisher haben 120 Photovoltaik-Anlagen in Deutschland einen Brand ausgelöst. Bei derzeit 1,3 Millionen installierten Anlagen ist diese Feuerursache also viel seltener als durch Medienberichte vermittelt wird. Der TÜV Rheinland und das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE untersuchen derzeit, wann eine Solaranlage zum Brandauslöser werden kann. Dazu werteten sie unter anderem eine Online-Umfrage aus. „Die Entstehung von Lichtbögen zu vermeiden, ist ein wesentlicher Bestandteil beim Schutz vor Brand durch PV-Anlagen“, erklärt Projektkoordinator Florian Reil vom TÜV Rheinland. Getrennte Steckverbindungen oder defekte Lötkontakte können Auslöser für einen solchen Kurzschluss sein. Ist die Anlage bereits in Brand, können durch die Feuerhitze Kabelisolierungen schmelzen und mit offenen Metallteilen in Kontakt treten. Es kann zu einem mehrere tausend Grad heißen Spannungsüberschlag kommen, dem sogenannten Lichtbogen.
Gemeinsam mit dem Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE fragte der TÜV Rheinland in einer Online-Umfrage Details zu Schäden und Zwischenfällen in Zusammenhang mit Photovoltaik-Anlagen ab. In den meisten der bisher ausgewerteten Fälle waren mangelhafte Produkte oder eine nicht fachgerechte Installation Brandauslöser. Fehler beim Blitzschutz, der Leitungsverlegung oder unzureichende Haftverbindungen von Löt-, Klemm- oder Schraubkontakten erhöhen das Risiko, dass sich Lichtbögen bilden. Gefahren also, die bei jeder elektrischen Anlage auftreten können und nicht nur für Photovoltaik-Anlagen gelten. Neben kritischen Kontaktstellen innerhalb der Anlage spielen auch die verwendeten Werkstoffe eine entscheidende Rolle. Wichtig bei der Auswahl des Materials für PV-Anschlussdosen ist etwa, in welchem Ausmaß dieses nach einer Lichtbogenbildung selbstständig weiter brennt, wie die Flammen sich ausbreiten und wie das Abtropfverhalten ist. Schmelzendes, brennendes Material, das auf eine Folie der Unterkonstruktion tropft, kann diese im schlechtesten Fall in Brand setzen.

Detektoren reduzieren Brandgefahr

„Lichtbögen können durch adäquate und fachgerechte Montage mit zuverlässigen Komponenten vermieden werden“, so Reil, Leiter des Geschäftsfeldes Solar Innovation. Um eine Erhöhung der Brandsicherheit zu erhalten, kann der Einsatz von Lichtbogendetektoren hilfreich sein. Diese erkennen Lichtbögen frühzeitig und schalten die betroffenen Strings ab. Reil: „Hierbei fehlt es gegenwärtig jedoch an umfassenden Anforderungen und Normregelwerken für diese Geräte, die wir aber unter anderem innerhalb des Projektes erarbeiten.“

Feuerwehrleute schützen

Neben Forschungen zur Brandvermeidung ist die aktive Bekämpfung von Bränden Thema des Forschungsprojektes. Gemeinsam mit der Berufsfeuerwehr München entwickeln die Wissenschaftler Handlungsempfehlungen für Einsatzkräfte. Ziel ist es, diese vor einem elektrischen Schlag zu schützen. Dieser kann erfolgen, wenn der Löschstrahl auf die noch Strom führende Anlage trifft und ein zu geringer Sicherheitsabstand besteht.
Feuerwehrleute setzen Scheinwerfer ein, wenn die Sichtverhältnisse schlecht sind. Treffen die Strahlen auf die Photovoltaik-Anlage, können sie gefährliche Spannungen und Ströme erzeugen. Für diesen Fall entwickelten die Forscher eine Formel, die definiert welcher Abstand zwischen Scheinwerfer und Modul eingehalten werden sollte.
Das Bundesumweltministerium fördert das Projekt „Bewertung des Brandrisikos in Photovoltaik-Anlagen und Erstellung von Sicherheitskonzepten zur Risikominimierung“ von 2011 bis 2014 mit 1,7 Millionen Euro.
Quelle: bine informationsdienst, 9. Juli 2013