Beitrag in Zusammenarbeit mit der SOLARIS and more GmbH
Die Sicherheit von Photovoltaik-Anlagen rückt immer mehr in den Fokus, wenn es um den Schutz vor Bränden geht. Angesichts der steigenden Zahl von PV-Anlagen auf Hausdächern ist es wichtig, sich mit den Ursachen, Häufigkeiten, Statistiken und Präventionsmaßnahmen auseinanderzusetzen. In diesem Artikel werfen wir einen genauen Blick auf diese Thematik und beleuchten die Notwendigkeit geeigneter Schutzmaßnahmen. Mit der steigenden Nutzung von Sonnenenergie zur Strom- und Wärmeerzeugung erhöht sich das Risiko einer Beteiligung der Photovoltaik-Anlagen an Gebäudebränden.
Brände bei PV-Anlagen erzeugen eine große öffentliche Aufmerksamkeit und Angst, wenn sie auftreten. Tatsächlich sind solche Ereignisse jedoch die Ausnahme und nicht die Regel. Trotz ihrer Seltenheit ist es wichtig, sich mit den Risiken auseinanderzusetzen und geeignete Präventionsmaßnahmen zu ergreifen, um die Sicherheit zu gewährleisten.
Inhalt
Steigende Brandgefahr durch Photovoltaik-Anlagen?
Laut Angaben des Fraunhofer ISE liegt die Brandrate von Photovoltaik-Anlagen, die einen Brand mit erheblichem Schaden verursachen, bei lediglich 0,006 Prozent. Diese Zahl deutet darauf hin, dass Photovoltaik-Anlagen nicht gefährlicher sind als herkömmliche Elektroinstallationen.
Dipl.-Phys. Björn Maiworm, Branddirektor bei der Branddirektion München, Einsatzvorbeugung Stabstelle Forschung und Innovation, bestätigt ebenfalls, dass Brände, die durch Photovoltaik-Anlagen verursacht werden, selten sind.
„Gäbe es ein weit verbreitetes Problem mit Bränden in Verbindung mit Solarmodulen, wäre dies den Feuerwehren bekannt.“, so Herr Maiworm.
Er erwähnt zudem, dass PV-Anlagen oft problemlos funktionieren, bis aufgrund fehlerhafter Installationen oder durch Kabelprobleme (z. B. geknickte oder von Tieren beschädigte Kabel) verursachte Störungen aufträten. Dabei betont er, dass eine regelmäßige Wartung hilft, solche Probleme zu vermeiden. (Quelle: persönliche Kommunikation, Juni 2023)
Die Rolle von Fachwissen und ordnungsgemäßer Wartung
Die meisten Probleme, die zu Bränden führen können, sind auf unsachgemäße Installation oder mangelhafte Wartung zurückzuführen und nicht auf die Solartechnologie selbst. Photovoltaik-Anlagen sind in dieser Hinsicht vergleichbar mit Autos: Sie können jahrelang problemlos laufen, doch wenn sie nicht regelmäßig gewartet werden, kann es zu Störungen oder gar zu schwerwiegenden Problemen kommen.
Ähnlich können fehlerhafte Installationen oder Kabelprobleme bei PV-Anlagen zu Störungen führen, wenn sie nicht regelmäßig gewartet und überprüft werden. Es ist daher von entscheidender Bedeutung, qualifizierte Fachleute für die Installation und Wartung der Solaranlagen zu engagieren.
In einer persönlichen Kommunikation im Juni 2023 betonte Björn Maiworm, dass Feuerwehrleute PV-Anlagenbrände mit konventionellen Methoden, beispielsweise mit Wasser aus sicherem Abstand, löschen können. In Deutschland gäbe es keinen bekannten Fall, in dem Feuerwehrangehörige durch einen elektrischen Schlag von einer PV-Anlage verletzt worden seien.
Auch die Frage der Restspannung in den Modulen nach dem Abschalten haben wir diskutiert. Herr Maiworm wies darauf hin, dass dies kein Problem darstelle, solange man nicht gleichzeitig die positiven und negativen Anschlüsse berühre.
Effektive Brandbekämpfung bei Photovoltaik-Anlagen ist möglich
Die weit verbreitete Annahme, dass die Feuerwehr im Falle eines Brandes ein Gebäude mit Photovoltaik-Anlagen bewusst nicht lösche und es stattdessen kontrolliert abbrennen lasse, ist falsch. Bereits im Jahr 2010 hat der Deutsche Feuerwehrverband eine Broschüre herausgebracht, die detailliert erläutert, wie Gebäude mit solchen Anlagen effektiv gelöscht werden können und welche technischen Hilfeleistungen dafür notwendig sind.
Was passiert bei einem direkten Kontakt eines Solarmoduls mit Feuer?
Die Forschung unserer #solarisierer-Abteilung konnte bedeutende Erkenntnisse gewinnen. Bei einer engen Zusammenarbeit zwischen der Löscheinheit Happerschoß der Freiwilligen Feuerwehr Hennef und der SOLARIS and more GmbH, haben wir der Brandfähigkeit eines Glas-Glas-Solarmoduls auf den Zahn gefühlt.
Was passiert, wenn ein Solarmodul direktem Feuer ausgesetzt wird? Um dies herauszufinden, haben die Experten im Rahmen des Teils des Brandtests ein Glas-Glas Modul mittels eines Brenners stark erhitzt. Die Materialien des Moduls durchliefen dabei verschiedene Stufen, von der einfachen Erwärmung bis zur Materialdeformation und Entgasung.
Interessanterweise zeigte das Glas-Glas Modul eine beeindruckende Beständigkeit gegen die direkte Flamme. Ein Beweis dafür, dass dieses Modul nicht nur für die Umwandlung von Sonnenenergie optimal ist, sondern auch bei der Sicherheit punktet.
Die Brandtest-Ergebnisse bieten eine Bestätigung der Sicherheit und Qualität von Glas-Glas Solarmodulen, aber auch eine Erinnerung an die stetige Notwendigkeit, Technologien zu prüfen und zu verbessern. Bei der Entwicklung und Installation von Solartechnik geht es nicht nur darum, umweltfreundlichen Strom zu erzeugen, sondern dies auch auf die sicherste und effizienteste Weise zu tun.
Dieser Brandtest war ein Beispiel einer wissenschaftlichen Untersuchung und ein Zeugnis der Bedeutung von Zusammenarbeit und ständiger Weiterbildung. Ein großes Dankeschön an alle Beteiligten, die Licht in die vielen Aspekte der Solartechnik bringen. Damit ist es deutlich, dass die Zukunft sonnig – und sicher – aussieht.
Brandtest eines Glas-Glas-Moduls
Ein Glas-Glas-Solarmodul besteht, wie der Name schon sagt, aus zwei Glasplatten, zwischen denen die Solarzellen eingebettet sind. Das doppelte Glas bietet mehr Schutz als herkömmliche Module, deren Rückseite oft aus Kunststoff besteht.
Hier beschreiben wir, was in aufeinanderfolgender Reihenfolge mit einem Glas-Glas-Solarmodul passiert, wenn es direkt der Flamme eines Bunsenbrenners ausgesetzt wird:
Erwärmung: Zunächst erwärmt sich das Modul, insbesondere im Bereich des direkten Kontakts mit der Flamme. Glas ist ein guter Wärmeleiter, daher verteilt sich die Wärme über das gesamte Modul.
Zellenreaktion: Obwohl das Glas eine Schutzbarriere bietet, werden die Solarzellen zwischen den Glasschichten durch die Erwärmung beeinflusst. Ihre Leistungsfähigkeit kann abnehmen, und sie werden anfällig für Schäden, wenn sie übermäßiger Hitze ausgesetzt sind.
Materialdeformation im Inneren: Obwohl das äußere Glas die meisten anderen Bestandteile schützt, können interne Materialien, wie z. B. die EVA-Folie, die zur Verbindung der Solarzellen mit dem Glas verwendet wird, anfangen zu schmelzen oder sich zu verformen.
Entgasung: Trotz des Schutzes durch das doppelte Glas können interne Materialien bei hohen Temperaturen entgasen und Dämpfe zwischen den Glasschichten freisetzen.
Potenzial für Glasbruch: Wenn das Glas-Glas-Solarmodul einer intensiven und anhaltenden Hitzequelle ausgesetzt ist, kann es zu Spannungen im Glas kommen, insbesondere wenn unterschiedliche Bereiche des Moduls unterschiedlichen Temperaturen ausgesetzt sind. Dies kann zu Rissen oder zum Brechen des Glases führen.
Entflammung: Das Risiko, dass ein Glas-Glas-Modul Feuer fängt, ist im Vergleich zu Modulen mit Kunststoffrückseite geringer. Allerdings können, wenn überhaupt, interne Komponenten oder Materialien, die leicht entflammbar sind, brennen.
Fazit
Wie bei allen technischen Anlagen müssen wir auch bei Photovoltaik-Anlagen auf die Sicherheit achten. Eine fachgerechte Installation und regelmäßige Wartung verringern das Risiko eines potenziellen Schadens. Es besteht kein Grund, vor einer Gefahr durch diese Technologie zu warnen. Sie ist sicher und die Feuerwehren können bei Bränden damit umgehen und brennende Gebäude mit PV-Anlage sicher löschen.