Photovoltaik - Brand - Feuer - Löschen - Gefahren und Vorkehrungen

Ernüchterndes oder aber auch niederschmetterndes Ergebnis einer persönlichen Mini-Umfrage unter fünf Feuerwehrleuten brachte folgendes Ergebnis zu Tage: Von den befragten Einsatzkräften, unter denen sich immerhin ein Zugführer und ein Gruppenführer befanden, wurde noch keiner im Thema Photovoltaik geschult. Die Verantwortlichen weisen zwar darauf hin, dass es sich im Ernstfall um eine "elektrische Anlage" handelt und hierfür Regeln existieren nach denen gehandelt wird, aber ein Basiswissen über die Funktion einer Photovoltaikanlage ist wenn überhaupt dann nur rudimentär vorhanden.
Aber Besserung scheint in Sicht zu sein. Beide Feuerwehreinsatzkräfte wiesen darauf hin, dass noch dieses Jahr eine Schulung speziell für Einsätze bei Brandfällen mit Photovoltaikanlagen eingeplant ist.....

.....Eigentlich das Schlimmste, was sich ein Hausbesitzer vorstellen kann: Es brennt!
Und jetzt stellen Sie sich vor, die Feuerwehr kommt innerhalb weniger Minuten zu Ihrem brennenden Haus, auf dem eine Photovoltaikanlage montiert ist und läßt Ihr Häuschen "kontrolliert abbrennen", ohne größere Anstrengungen zu unternehmen, den Brand zu löschen.
Unvorstellbar, denken Sie? Es handelt sich hier nicht um Science Fiction, sondern um eine gar nicht so weit hergeholte Szenerie. Zwar ist jeder Feuerwehrmann nicht nur verpflichtet, sondern auch gewillt, jeden auch noch so großen Brand einzudämmen, aber wenn es um die Gesundheit oder sogar das eigene Leben geht, steht der Erhalt des Wohneigentums an zweiter Stelle.

Eine Photovoltaikanlage erzeugt hohe Spannung aber keine "Hochspannung"

Was mag nun die Feuerwehr davon abhalten, den Brand wie gewohnt schnellstmöglich einzudämmen? Ganz einfach: Auch in Feuerwehrkreisen hat es sich herumgesprochen, dass eine Photovoltaikanlage hohe Spannungen erzeugt. Achtung! Keine Hochspannung! Von Hochspannung ist laut VDE erst die Rede, wenn Spannungen über 1.000 Volt erreicht werden. Das ist auf der DC-Seite einer PV-Anlage nicht der Fall! Hochspannung kann nur auf der AC-Seite anstehen, diese lässt sich aber im Notfall, anders als die DC-Seite abschalten! Diese "relativ" hohe Gleichstromspannung in Kombination mit Wasser, und davon ist beim Löschen mehr als genug vorhanden, löst nicht nur bei einem Feuerwehrmann mehr als nur Unbehagen aus, es ist schlicht und ergreifend lebensgefährlich.

Nur wenn der Brand während der Nacht ausbricht, also wenn kein Sonnenschein vorhanden ist, steht die Photovoltaikanlage nicht unter Spannung. Mondschein und Licht von Straßenlaternen erzeugen entgegen anderen Aussagen die man lesen kann nicht genügend Spannung, um eine nennenswerte Gefährdung bei einem Löscheinsatz hervorzurufen.

Sobald aber Licht in Form von Sonnenstrahlen auf die Solarzellen trifft, auch bei bedecktem Himmel oder in der Dämmerung, produzieren sie Strom und die Anlage lässt sich bis zur DC-Freischaltstelle nicht spannungsfrei halten. Bei Gleichstrom wird ein kritischer Wert bei ca. 120 Volt erreicht. Eine moderne Photovoltaikanlage erreicht aber Spannungen bis zu 1.000 Volt.

Ursachen für einen Brandherd

Am ehesten kommen als Brandursache Lichtbögen in Frage. Wer schon einmal Stecker und Kontakte von Photovoltaikanlagen, die in vollem Betrieb sind gezogen hat, weiß wie schnell sich hier ein Lichtbogen bildet. Das Schlimme an der Sache ist der Gleichstrom. Während bei Wechselstrom ein entstehender Lichtbogen durch die dauernden Richtungswechsel des Stromes gleich wieder abbricht, kann er sich bei Gleichstrom stundenlang halten. Bereits ein loser Stecker kann solch einen Lichtbogen auslösen.

Gefahren beim Löschen einer PV-Anlage

Ein Wasserstrahl, der aus geringer Entfernung (unterhalb Mindestabstand!) direkt auf Solarmodule gerichtet wird, kann einen Stromkreis schliessen und den patschnassen Feuerwehrmann unter Strom setzen. Eine Abdeckung der Module ist nicht praktikabel. Photovoltaikanlagen bilden oft einen Deckel auf dem Dach, der den Zugang zum Feuer und Brandherd verhindert. Weiterhin ist die Unterkonstruktion der Anlage aus Aluminium, welches nicht mit abbrennt. Dann können Teile der Anlage oder die gesamte Photovoltaikanlage in einem Rutsch vom Dach herunterstürzen und damit die Feuerwehrleute gefährden. Wenn Kunststoffe, die an der Rückseite der Module und als Ummantelung der Solarkabel verbaut sind brennen, kann Zyanidgas entstehen, das zu Blausäure-Vergiftungen führen kann. Es gibt keine genau spezifizierten Standorte für die Komponenten der PV-Anlage, wie Trennschalter oder Wechselrichter. Die Feuerwehr muss zuerst auf die Suche danach gehen. Ein weiterer Gefahrenpunkt ist das mögliche Splittern der Module. Kein erhöhtes Gefahrenpotential in Form von gefährlichen Gasen soll von Dünnschichtmodulen wie die von First-Solar ausgehen, auch wenn diese unter anderem mit dem giftigen Schwermetall Cadmium hergestellt sind.

Was kann unternommen werden, um das Löschen zu erleichtern, das Feuer einzudämmen oder die Gefahr eines Stromschlages zu vermeiden.

Versuche der Feuerwehr München, Photovoltaikanlagen durch Beschäumen abzudunkeln und damit spannungsfrei zu bekommen schlug fehl. Bereits nach ca. fünf Minuten war die Ausgangsspannung wieder erreicht, weil der Schaum einfach von den Modulen gerutscht ist. Also fällt diese Möglichkeit schon einmal weg.

August 2010:
Ralf Freude, Oberbrandmeister der freiwilligen Feuerwehr in St. Wendel ist bereits seit dem Jahr 2002 Betreiber einer kleinen 2,8 kWp-Anlage. Seit dieser Zeit führt er als ausgebildeter Fachelektriker Diskussionen über die Gefahren und Maßnahmen bei einem Brand. Die (gescheiterten) Versuche der Berufsfeuerwehr in München haben ihn veranlasst, zusammen mit einem befreundeten Chemielaboranten eine "Verdunkelungsmasse" zu finden, die sowohl gut auf den Modulen haftet sowie auch lichtundurchlässig ist. Nach mehreren Versuchen wurde nicht nur dieses Ziel erreicht, zudem lässt sich die Masse auch laut Ralf Freude nachträglich wieder durch Abspritzen mit dem Feuerwehrschlauch entfernen. Nachdem dieser Schritt erfolgreich vollzogen war, konnte auch ein erster Vorschlag zur Aufbringung des Mittels gefunden werden. Das Mittel kommt in ein fahrbares Löschgerät mit Spiralschlauch, der bis zur Dachtraufe reicht. Mit Hilfe einer Sprühlanze mit Breitstrahl konnten ca. 40 kg der Verdunkelungsmasse auf einer Kollektorfläche von ca. 45 qm versprüht werden, wodurch die Module verdunkelt wurden. Momentan wird an einem Konzept gearbeitet, um auch größere Dachflächen praxisgerecht verdunkeln zu können. Als nächster Schritt wäre die Erstellung einer entsprechenden Einsatzregel, Richtlinie oder Dienstvorschrift erforderlich. Sollte sich die Verdunkelungsmasse auch in weiteren Versuchen in der Praxis als geeignet erweisen und die Technik auch von anderen Feuerwehren akzeptiert werden, wäre der Weg hierzu nicht mehr weit.

Was sollte die Feuerwehr also beachten?

Allgemein gültige Unfallverhütungsvorschriften beachten

§29 der Unfallverhütungsvorschrift Feuerwehren einhalten!

Bei Einsätzen in elektrischen Anlagen und in deren Nähe sind Maßnahmen zu treffen, die verhindern, dass Feuerwehrangehörige durch elektrischen Strom gefährdet werden.

Diese Forderung schließt ein, dass:

• geeignete Werkzeuge und Hilfsmittel benutzt werden, z.B.
  
  • isolierte Werkzeuge
  • Erdungsstangen
  • Kurzschließeinrichtungen
  • isolierende Abdeckungen
  • isolierende Schutzbekleidung

• DIN VDE 0132 „Brandbekämpfung im Bereich elektrischer Anlagen“ beachtet wird (Sicherheitsabstände!)

• Unterweisungen durchgeführt werden.

Was kann unternommen werden, um den Brandschutz zu verbessern?

Seitens Anlagenbetreiber:

• Gefahrenkennzeichnung für Kabelverläufe und Bauteile in Gebäuden mit Photovoltaikanlagen. Am elektrischen Hausanschluß einen Hinweis auf die Photovoltaikanlage anbringen.
  
• Meldung der Photovoltaikanlage bei der örtlichen Feuerwehr (Wobei ich mir nicht sicher bin, ob so eine Meldung im Brandfall tatsächlich vorab dem Einsatzleiter mitgeteilt wird oder werden kann. Es wäre zumindest einen Versuch wert, das mit der Feuerwehr im Ort zu besprechen)
  Alternativ könnte eine Meldung der Photovoltaikanlage an die Feuerwehren allgemein geregelt werden, da seit Beginn des Jahres 2009 alle Neuanlagen der Bundesnetzagentur gemeldet werden müssen.
• Einsatz von Geräten wie SolarMagic Power Optimizer, EHW Smart Power Box oder Solaredge Powerbox.
  Diese Geräte sind primär dafür gedacht, das mpp-Tracking der Anlage bei Verschattungssituationen zu optimieren. Ein weiterer positiver Nebeneffekt wäre, dass bei einem Brandfall über ein Signal an diese Boxen das Modul deaktiviert werden könnte. Erste Tests der Solaredge Powerbox durch die Zeitschrift Photon zeigen, dass eine Leistungsoptimierung nur bei langen Strings und bei Verschattungen durch Gauben eintritt. Bei kurzen Strings kann die Box sogar zu Leistungsverlusten führen. Zudem stellt sich wiederum das Problem, dass zusätzliche Komponenten auch eine erhöhte Ausfallwahrscheinlichkeit der Anlage nach sich ziehen.

Seitens der Feuerwehr:

Schulen Sie die Mitarbeiter der Feuerwehr in der Technik der Photovoltaikanlagen! Gehen Sie vor Ort und lassen Sie sich von einem Solarteur alle Anlagenbestandteile haargenau erklären. Führen Sie spezielle Übungen an Gebäuden mit Photovoltaikanlagen durch. (Wenn Sie dabei Trennschalter betätigen und die Anlage ausschalten seien Sie gnädig mit dem Betreiber und suchen Sie sich einen trüben, regnerischen Tag heraus)
Ein gutes Beispiel, wie so eine Schulung aussehen kann wird in diesem Zeitungsartikel über die Feuerwehr in Rahden beschrieben: Bloss nicht einfach am Kabel ziehen

Seitens Modulhersteller - Wechselrichterhersteller:

• Modulspannungen unter einer Spannung von 120 Volt (Gleichspannung) zu halten ist technisch machbar, indem die Strings so klein gehalten werden, dass diese Spannung nicht überschritten wird. In der Praxis ist das aber nicht realistisch, da der Wirkungsgrad einer Anlage mit zunehmender Systemspannung ansteigt. Dünnschichtmodule arbeiten mit noch höheren Spannungen als kristalline Module, hier wäre es technisch fast nicht zu realisieren.
• Einsatz von Modulwechselrichtern. Dadurch werden die Spannungen ebenfalls niedrig gehalten. Vor- und Nachteile siehe im Kapitel Wechselrichterarten unter dem Stichwort "Modulwechselrichter"
• Modifizierte Modulanschlussdosen
  Technisch machbar und auch gar nicht teuer wäre folgende Lösung:
  Der Wechselrichter sendet, solange er störungsfrei arbeitet und der Trennschalter nicht betätigt wurde ein Signal an das Modul, dieses nicht kurz zu schliessen. Sobald dieses Signal fehlt, ist jedes Modul der Anlage sofort abgeschaltet. Dies hätte nicht nur im Brandfall enorme Vorteile, sondern auch bei allen sonstigen Wartungsarbeiten an den Modulen oder der Anlage DC-seitig. Diese Technik existiert, wird aber nicht umgesetzt, da jede zusätzliche Komponente im oder am Modul auch die Ausfallwahrscheinlichkeit erhöht. Erschwerend kommt hinzu, dass die Modulanschlussdose sämtlichen Witterungseinflüssen ausgesetzt ist, und somit von vorne herein anfällig für Störungen ist.
  
  Sind Sie an weiteren Informationen zum Thema Brandschutz - Feuer - Löschen interessiert? Dann lohnt sich ein Besuch der nicht kommerziellen Homepage www.brand-feuer.de.