22.09.2020 | Arbeitssicherheit & Brandschutz | ID: 1074027

Brandschutz und Sicherheit für Photovoltaikanlagen

Zwei Drittel aller durch PV-Anlagen verursachten Brände sind durch Mängel bei der Planung und Installation verursacht. Welche Sicherheitsrisiken gibt es? Was muss für den Brandschutz sowie die Sicherheit der Einsatzkräfte im Brandfall getan werden?

Brandereignisse an Photovoltaikanlagen (PV-Anlagen) waren laut einer Erhebung in Deutschland* häufig die Folgen von:

• Nichteinhaltung von Abstandsregeln (bei verschiedenen Komponenten: Module, Montageschienen, Wechselrichter, DC-Hauptschalter)
• Ungeschützte, ungeeignete Montageplätze zB von Generatoranschlusskästen und Wechselrichtern
• Fehlende Brandschotts bei der Gebäudedurchführung von Leitungen
• Ungeeignete Komponenten (Wechselrichter, falsche Klemmen, Stecker verschiedener Hersteller)
• Unterdimensionierung von Komponenten (Kabel, Leitungen, DC-Hauptschalter)
• Fehlende Zugentlastung
• Schlecht gesteckte oder gecrimpte Kontakte

Von PV-Experten betont wird dennoch, dass bei ordnungsgemäßer und normgerechter Installation die Gefahren, die von der Anlage ausgehen, sehr gering sind.

Für die Errichtung sind in Österreich einige Normen maßgeblich:

• OVE E 8101 Teil 712 "Photovoltaikanlagen"
• ÖVE/ÖNORM EN 62305-1 "Blitzschutz"
• in Bezug auf den Brandschutz die OIB-Richtlinie 2
• sowie die OVE R 11-1 "PV-Anlagen – Zusätzliche Sicherheitsanforderungen, Teil 1 - Anforderungen zum Schutz von Einsatzkräften".

Sicherheitsrisiken

Es gibt jedoch Sicherheitsrisiken, und sie spielen auch im Brandfall eine Rolle. Diese sind bei der Planung, der Installation und dem Betrieb zu minimieren, und im Brandfall von den Einsatzkräften im Auge zu behalten:

Elektrizität

• Auftreten von elektrischen Spannungen von bis zu 1000 V Gleichstrom. Die Spannung liegt bei Lichteinfall automatisch an, und es gibt spannungsführende Teile auf dem Dach und im Haus (Solarleitungen)
• Es können Lichtbögen auftreten
• Am Wechselrichter liegt die Netzspannung an (230/400V, 50Hz). Unbedingt zu beachten ist, dass das Abschalten des Wechselrichters oder auch eine Netztrennung keinen Spannungsabfall auf der Gleichstrom-Seite bewirken.

Ist die PV-Anlage auf dem Dach angebracht,

• besteht Absturzgefahr
• hat die Anlage Einfluss auf die Statik durch zusätzliche Dachlast (10 bis 30 kg/m²)
• ist im Brandfall der Zugang ist erschwert bzw kann das Dach nicht betretbar sein

Zerstörung der Module durch thermische oder äußere Einflüsse durch

• Blitzschlag, Überhitzung durch Staubablagerungen, Pflanzenbewuchs oder einem Brand unterhalb der Anlage (Auftreten von sog Hotspots)
• Sturm, Dach- bzw Gebäudeeinsturz

Im Brandfall besteht zusätzlich die Gefahr durch Atemgifte. Es entstehen die gleichen Verbrennungsprodukte wie bei herkömmlichen Zimmer- bzw Gebäudebränden.

Welche Schutzmaßnahmen werden laut OVE R 11-1 zum Schutz der Einsatzkräfte empfohlen?

Sie umfassen technische, bauliche und organisatorische Maßnahmen. Zu den technischen Maßnahmen zählen beispielsweise:

• Bei einer Netzabschaltung müssen die Einrichtungen zum quellennahen Schalten, Trennen oder Kurzschließen automatisch aktiv werden. Das gilt auch für eine Wechselrichterabschaltung.
• Zusätzlich sollte gleich im Gebäudeeingangsbereich eine Vorrichtung zur händischen Abschaltung angebracht sein, zB für Einsatzkräfte.
• Alle leitenden Anlagenteile, die nicht zum Betriebsstromkreis zählen, sind stromtragfähig miteinander sowie mit der Erdungs- und Blitzschutzanlage zu verbinden.
• Die Blitzschutzanlage der PV-Anlage ist nach ÖVE/ÖNORM EN 62305 auszuführen. Die Blitzschutzanlage des Gebäudes darf durch die PV-Anlage in ihrer Funktionsfähigkeit nicht beeinträchtigt werden.

Die brandschutzgerechte Verlegung der DC-(Gleichstrom-)Leitungen mit einer Feuerwiderstandsdauer von 30 Minuten stellt eine wichtige bauliche Maßnahme dar. Auch sollte für die Einsatzkräfte ein gefahrlos möglicher Zugang mitgeplant werden.

Für den Brandschutz zentral ist auch, dass bestehende Brandabschnitte durch die neuen Kabel und Leitungen nicht „überbrückt“ werden und die Mindestabstände von 0,5 bzw 1 m eingehalten werden. Des Weiteren müssen Brandschutzeinrichtungen, die während der Errichtung der PV-Anlage abgeschaltet wurden, danach wieder aktiv gesetzt werden.

Seitens der organisatorischen Maßnahmen hervorzuheben sind besonders die regelmäßige Reinigung (zB von Staub bzw Pflanzenwuchs, um das Auftreten von Hotspots zu vermeiden) und die Wartung. Gleich am Hauseingang sollte ein Kennzeichnungsschild angebracht werden, und die Einsatzkräfte sind optimalerweise schon bei der Projektplanung mit ins Boot zu holen.

Wie für andere Bauprojekte auch, profitiert die Umsetzung von der frühzeitigen Einbindung der Behörde, Gutachter und Feuerwehren.

Quelle: Ing. Thomas Becker, ATB-Becker

* Studie "Bewertung des Brandrisikos in Photovoltaik-Anlagen und Erstellung von Sicherheitskonzepten zur Risikominimierung", herausgegeben vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie und dem Fraunhofer ISE, Deutschland (Zeitraum 2011 bis 2013)