Potenzielle Brandrisiken bei der Photovoltaik-Stromerzeugung und Maßnahmen zur Prävention und Reaktion

Inhaltsverzeichnis:

1. Einführung
2. Alarmierende Vorfälle von Photovoltaikbränden
3. Ursachen von Photovoltaikbränden
4. Präventions- und Reaktionsmaßnahmen für Photovoltaikanwender
5. Fazit

Einführung

Die Erzeugung von Strom durch Photovoltaik ist eine umweltfreundliche, sichere und saubere Methode, die in den letzten Jahren stark zugenommen hat und weit verbreitet genutzt wird. Wie andere elektrische Geräte sind auch Photovoltaikanlagen nicht frei von Brandrisiken. Solche potenziellen Gefahren können durch Ausfälle von Geräten, Probleme bei der elektrischen Verkabelung, ungünstige Wetterbedingungen oder unsachgemäßen Umgang entstehen. Bricht ein Feuer aus, kann dies zu Schäden an den Geräten führen und ernsthafte Risiken für Leben und Eigentum darstellen, wodurch der stabile Betrieb von PV-Systemen erheblich beeinträchtigt wird. Daher ist die rechtzeitige Erkennung und effektive Verwaltung von Brandgefahren für den sicheren Betrieb von Photovoltaikanlagen unerlässlich.

Alarmierende Vorfälle von Photovoltaikbränden

Im April 2024 brach in einem Container mit Lithium-Ionen-Batterien in Neermoor ein Feuer aus. Laut Berichten beobachteten die Feuerwehrleute bei ihrer Ankunft nur leichten Rauch. Beim Öffnen des Containers kam es jedoch zu einer Explosion mit einem Flammenblitz. Es dauerte fast zehn Stunden, bis die Feuerwehr und die Polizei den Brand löschten, und die angrenzende Autobahn war für mehrere Stunden gesperrt. Die Polizei schätzte den Schaden zunächst auf etwa 500.000 Euro. Obwohl die genaue Ursache des Feuers unklar bleibt, wird vermutet, dass ein thermisches Durchgehen der Auslöser war. Dieses Phänomen beinhaltet physikalische und chemische Reaktionen innerhalb der Batterie, die übermäßige Hitze und Gase erzeugen können, was zu einem Feuer oder einer Explosion führen kann, sobald der stabilisierte Temperaturbereich überschritten wird.

Im Februar 2024 brach in einem 70 Millionen Pfund teuren Gewerbelager in Peterborough, Großbritannien, ein Feuer in den dachmontierten PV-Modulen aus. Der Brand wurde auf einen elektrischen Fehler zurückgeführt, der die Dachsolarmodule entzündete.

Im August 2023 brach auf einer photovoltaischen Eierfarm in Italien ein Feuer aus, bei dem über 20.000 Legehennen im Stall starben. Die örtliche Feuerwehr vermutete, dass das Feuer wahrscheinlich durch das Photovoltaiksystem verursacht wurde. Das Feuer zerstörte mehr als 1.500 Quadratmeter Hitzeschilder und erzeugte eine große Menge Rauch, die zum Ersticken von Zehntausenden von Hennen führte.

Im Oktober 2022 erlitt eine Pharmafabrik in West-Sydney, Australien, umfangreiche Sachschäden, als Solarmodule auf dem Dach Feuer fingen und Millionen von Dollar an Ausrüstung zerstörten.

Ursachen von Photovoltaikbränden

Photovoltaikbrände verursachen nicht nur Sachschäden, sondern stellen auch Risiken für die menschliche Sicherheit und die Umwelt dar. Daher ist das Verständnis der Ursachen dieser Brände entscheidend.

1.Geräteausfälle

Die Hauptbestandteile von PV-Anlagen bestehen aus Solarpanelen, Inverter und Kabeln. Mit der Zeit können diese Komponenten durch Beschädigungen, Alterung oder Lockerungen Kurzschlüsse, Lichtbögen und andere Defekte verursachen, die Brände auslösen können. Statistiken belegen, dass über 80% der Brände in PV-Anlagen durch Fehler auf der Gleichstromseite entstehen. Die Sicherstellung der einwandfreien Funktion der PV-Systemausrüstung ist daher unerlässlich, da sie die Effizienz, Zuverlässigkeit und Sicherheit des gesamten Systems maßgeblich beeinflusst.

2.Lose Verbindungen, Überlastung oder Kurzschluss in der elektrischen Leitung

Überlastungen, lockere Verbindungen oder Kurzschlüsse in einem PV-System können übermäßigen Stromfluss erzeugen, der Brände auslösen kann. Fehlkonstruierte Komponenten oder Schaltungen, wie z.B. das Nichtberücksichtigen von Lastschwankungen, mangelhafte Verkabelung oder Materialmängel, können während des Betriebs zu Überstrom, übermäßiger Erwärmung, verminderter Isolationsfestigkeit und möglicher Selbstentzündung führen, was schließlich Brände verursachen kann.

3.Unsachgemäße Installation

Eine unsachgemäße Installation ist ein weiterer wichtiger Faktor bei Bränden in Photovoltaikanlagen. Installateure, die nicht über das nötige Fachwissen verfügen oder fehlerhaft arbeiten, können Probleme wie falsche Verbindungen der Komponenten, übermäßig gespannte Drähte oder mangelhafte Erdung verursachen, was zu einem abnormen Betrieb des Systems und Bränden führen kann. Designfehler, wie unpassende Installationsorte, instabile Tragstrukturen oder unzureichend geplante Verteilungssysteme, können ebenfalls zu elektrischen Problemen und erhöhtem Brandrisiko führen. Daher sind eine professionelle Planung, der Bau und die Installation unerlässlich, um Sicherheitsrisiken zu minimieren und einen sicheren Betrieb von PV-Systemen zu gewährleisten.

4.Externe Faktoren

Photovoltaikanlagen werden im Freien gebaut und sind daher anfällig für Wetter- und Naturkatastrophen. Extreme Wetterbedingungen wie starke Winde, starker Regen oder Hagel können die Ausrüstung der Anlage beschädigen. Zum Beispiel können starke Winde zu strukturellen Lockerungen führen, starker Regen kann die Ausrüstung feucht werden lassen und Hagel kann die Gehäuse der Ausrüstung beschädigen. Diese Schäden können nicht nur die Leistung der Ausrüstung beeinträchtigen, sondern in schweren Fällen auch zu Geräteausfällen und Bränden führen. Daher ist es wichtig, die Auswirkungen dieser natürlichen Faktoren rechtzeitig zu erkennen und darauf zu reagieren, um den sicheren Betrieb von Photovoltaikanlagen zu gewährleisten.

5.Hot-Spot-Effekt

Während des Betriebs von Photovoltaikmodulen können Hindernisse wie Vogelkot, Schlamm, Blätter oder starker Staub das Sonnenlicht blockieren und dazu führen, dass sich lokal begrenzte Bereiche stärker erhitzen als andere. Dieses Phänomen, bekannt als "Hot-Spot-Effekt," führt zu deutlich höheren Temperaturen in den blockierten Bereichen im Vergleich zum Rest des Moduls. Diese lokale Erwärmung übt übermäßigen Druck auf den betroffenen Teil des Photovoltaikmoduls aus, was dessen Stromerzeugungseffizienz verringern und Sicherheitsrisiken schaffen kann. In extremen Fällen können die hohen Temperaturen in diesen lokalen Bereichen sogar zu Brandunfällen führen, die erhebliche Gefahren für Personal und Eigentum darstellen. Daher ist die regelmäßige Reinigung der Oberfläche von Photovoltaikmodulen, um sie frei von Hindernissen zu halten, eine wichtige Maßnahme zur Vermeidung des "Hot-Spot-Effekts" und zur Verringerung des Brandrisikos.

Präventions- und Reaktionsmaßnahmen für Photovoltaikanwender

1.Ordnungsgemäße und professionelle Installation von Photovoltaikmodulen

Eine ordnungsgemäße und professionelle Installation von Photovoltaikmodulen ist der erste Schritt zur Vermeidung von Bränden. Installationspläne sollten an die spezifischen Gegebenheiten des Standorts angepasst werden, um die Nutzung der Solarenergie zu maximieren und gleichzeitig Brandgefahren durch unsachgemäße Installation zu minimieren. Die richtige Verbindung der Module mit Batterien, Wechselrichtern und anderen elektrischen Komponenten ist ebenfalls von großer Bedeutung. Eine präzise elektrische Verkabelung kann das Risiko von Bränden durch schlechte Kontakte oder Kurzschlüsse erheblich reduzieren.

2.Regelmäßige Inspektion und Wartung von Photovoltaikmodulen

Regelmäßige Inspektionen des Zustands und der Funktionalität von Photovoltaikmodulen sind entscheidend, um potenzielle Sicherheitsrisiken frühzeitig zu erkennen und zu beheben. Dies umfasst die Überprüfung auf beschädigte Komponenten, lose Verbindungen oder angesammelten Schmutz sowie das rechtzeitige Ersetzen oder Reinigen dieser Teile. Zudem sollte das Erdungssystem regelmäßig kontrolliert werden, um sicherzustellen, dass es intakt und wirksam ist. Die Wartung von Photovoltaikmodulen in optimalem Betriebszustand trägt dazu bei, das Brandrisiko zu minimieren. Daher sind regelmäßige Inspektionen und Wartungen wichtige Maßnahmen zur Verhinderung von Bränden in Photovoltaikanlagen und bieten einen wesentlichen Schutz für die Sicherheit und Zuverlässigkeit erneuerbarer Energiequellen.

3.Ausstattung mit vollständigen Brandschutzsystemen

Das Einrichten von Brandgürteln um Photovoltaikanlagen, die Installation von Brandschutzausrüstungen (wie Feuerlöscher und Feuerpumpen) und die Einrichtung von Sicherheitswegen für den einfachen Zugang und Abgang von Feuerwehrfahrzeugen und Rettungspersonal können die Wahrscheinlichkeit von Photovoltaikbränden erheblich verringern. Es ist auch wichtig, den Status der Feuerlöscher regelmäßig zu überprüfen, um sicherzustellen, dass sie funktionsfähig sind.

Fazit

Neben der Standardisierung von Systemdesign und Installation sowie der strengen Kontrolle der Produktqualität können bestimmte technische Mittel und Ausrüstungen die Wahrscheinlichkeit von Bränden in PV-Kraftwerken erheblich reduzieren. Die Auswahl der richtigen Produkte kann das Risiko von PV-Bränden weiter verringern.

Maysun Solars HJT-Solarmodule bieten nicht nur eine hervorragende Zelleffizienz und Stabilität, sondern auch eine überlegene Feuerbeständigkeit, zertifiziert vom deutschen TÜV, und bieten somit eine umfassendere Garantie für Ihr PV-Projekt.

Seit 2008 spezialisiert sich Maysun Solar auf die Produktion hochwertiger Photovoltaikmodule. Unser breites Sortiment an Solarmodulen wie IBC, HJT, TOPCon-Solarmodule und Balkon-Solarkraftwerke nutzt fortschrittliche Technologie für überlegene Leistung und garantierte Qualität. Maysun Solar hat erfolgreich Büros, Lagerhäuser und langfristige Beziehungen zu exzellenten Installateuren in vielen Ländern aufgebaut! Für die neuesten Solarmodul-Angebote oder bei PV-bezogenen Anfragen, kontaktieren Sie uns bitte. Wir freuen uns, Ihnen zu dienen. Unsere Produkte können Ihnen eine sichere Garantie bieten.

Referenz:

natürlichzukunft, r. (2024b, april 15). solar¬anlage brand¬gefährlich? was die feuer¬wehr rät.... natürlichzukunft. https://www.erdgas-suedwest.de/natuerlichzukunft/solaranlage-brandgefahrlich-was-die-feuerwehr-rat/

sfpe europe digital issue 21 - investigation of the effects of photovoltaic (pv) system component aging on fire properties for residential rooftop applications. (n.d.). higher logic, llc. https://www.sfpe.org/publications/periodicals/sfpeeuropedigital/sfpeeurope21/europeissue21feature5

enkhardt, s. (2024, may 8). ursache für großbrand von batterien in neermoor noch unklar. pv magazine deutschland. https://www.pv-magazine.de/2024/05/08/ursache-fuer-grossbrand-von-batterien-in-neermoor-noch-unklar/

brandgefahr durch solaranlagen? (2023, october 26). solaranlage ratgeber. https://www.solaranlage-ratgeber.de/photovoltaik/photovoltaik-installation/brandgefahr

Mehr Lesen: