Photovoltaikanlagen:

Lichtbogendetektierung als vorbeugender Brandschutz in PV-Anlagen

In der Gebäudetechnik hat sich eine ganze Reihe von lebensrettenden Schutzfunktionen als Standard herausgebildet. Diese Techniken wie Rauchmelder oder Fehlerstromschutzschalter sind sowohl durch Normen und Richtlinien wie auch durch den regelmäßigen Einsatz etabliert und gelten als anerkannten Stand der Technik. Im Bereich der Photovoltaik lässt sich der Personenschutz dagegen noch spürbar weiter verbessern. Der Bedarf ist hier angesichts mehr als einer Million installierter Anlagen und weltweiter rasanter Zuwachsraten bei den Neuanlagen ausgesprochen groß.
Photovoltaik-Dachanlagen in Eigenheimen und Zweckgebäuden sind nach wie vor stark gefragt. Je nach Installationsort sind zur Vermeidung von Personen- und Sachschäden Sicherheitsfunktionen gefordert, die einen Schadensfall mit verheerenden Folgen wirkungsvoll verhindern. Das Worst-Case-Szenario stellen dabei fehlerhafte Anlagenkomponenten dar, die einen DC-Lichtbogen auf der Gleichstromseite einer PV-Anlage zünden und als Folge einen Gebäudebrand verursachen.

Mögliche Fehlerquellen

Potenzielle Fehlerquellen für solche gefährlichen Lichtbögen sind materialbedingte Fehler an PV-Modulen, Modulanschlussdosen, Steckverbindungen, Leitungen oder Überstromschutzgeräten. Ursachen dafür können Materialermüdung oder äußere Einwirkungen wie Hagel, Schneelasten oder Tierverbiss sein. Installationsbedingte Fehler durch den Anlagenmonteur sind gerade bei Bestandsanlagen ein nicht zu unterschätzendes Risiko. Dies gilt gerade für Anlagen, die in den Boomzeiten ohne existierende Normen unter hohem Zeitdruck durch Branchenneulinge installiert wurden. Mit der Alterung dieser Anlagen ist zukünftig mit einem erhöhten Korrekturaufwand zu rechnen. Zur Minimierung der Fehlerrisiken in Neuanlagen muss daher in erster Linie die Installation entsprechend den aktuellen Normen sauber ausgeführt werden. Darüber hinaus geben Anwendungsrichtlinien und Brandschutzmerkblätter zusätzliche Hinweise z.B. auf die Leitungsverlegung in bestimmten Installationsrohren zum Schutz vor äußeren Einwirkungen.

Neue Technologie schützt vor gefährlichen Lichtbögen

Eine zusätzliche und neue Technologie für den aktiven Schutz vor gefährlichen Lichtbögen auf der DC-Seite einer PV-Anlage sind sogenannte Lichtbogendetektoren. Diese erkennen gefährliche Lichtbögen und können diese vor allem auch gegenüber unkritischen, betriebsmäßigen Schaltlichtbögen abgrenzen. Der Lichtbogendetektor enthält als Hauptbestandteile einen Stromsensor und eine Auswerteelektronik mit Signalprozessor. Anhand eines Mustererkennungs-Algorithmus detektiert dieser die für Störlichtbögen charakteristischen Stromänderungen und wertet sie aus. Gefährliche Störlichtbögen werden so bereits in der Entstehungsphase frühzeitig erkannt, bevor es zu einem Brand kommt.

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