Ergebnisse der FMEA-Analyse zum Thema Brandrisiko in PV-Anlagen, , Frankfurt

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1 Ergebnisse der FMEA-Analyse zum Thema Brandrisiko in PV-Anlagen, , Frankfurt Ist-Zustand DC-Stecker Stecker-Design: Rastnasen, Haptik, Farbring etc (DIN Stecker nicht vollständig gesteckt (erneuerte Methoden, z.b. IR) Neue Messmethoden entwickeln (DIN (erneuerte Methode, z.b. IR) Lichtbogen-Detektor Wenn zuverlässige Funktion (DIN Stecker mechanisch beschädigt oder korrodiert durch unsachgemäße Installation, Bewitterung, Tierfraß, Produktionsfehler (DIN Lichtbogen-Detektor DC- Steckverbinder Steckverbinder verschmort Isolationsmessung Stecker werksseitig schlecht gecrimpt (auch innerhalb von Verteilern, Wechselrichtern etc.) QS-Maßnahmen beim Hersteller

2 Stecker werksseitig schlecht gecrimpt (auch innerhalb von Verteilern, Wechselrichtern etc.) neue Lichtbogen-Detektor Stecker vor schlecht gecrimpt Stecker-Design: Kontaktierung ohne Sonderwerkzeug (DIN Lichtbogen-Detektor Planer / Stecker unterschiedlicher Hersteller (Plagiate) kombiniert Einigung auf genormte, kompatible Stecker Normativer Ausschluss von inkompatiblen Verbindungen AC-Stecker Schraubkontakte unzureichend angezogen neue AC-Stecker Stecker verschmort Unzulässigerweise starre Leitung an nicht dafür geeignetem Stecker Unzulässigerweise flexible Leitung ohne geeignete Aderendhülsen

3 Unzulässigerweise flexible Leitung ohne geeignete Aderendhülsen Schraub- Klemmen (DC), Drehmoment-schlüssel (DIN (verbessert, z.b. mit IR oder Messung Kontaktwiderstand) Schraubkontakte unzureichend angezogen, Leitungen ungeeignet eingeführt (DIN (verbessert, z.b. mit IR) Bevorzugter Einsatz von Federzugklemmen (wo möglich) Konstruktive Änderungen am Generatoranschlusskasten z.b. einfachere, gerade Einführung von Leitungen Lichtbogen-Detektor Planung verbessern Schraub- Klemmen in Feldverteilern, Wechselrichtern (DC-Seite) Klemmen verschmort Unterdimensioniert, zu dicht gereiht (Umgebungstemperatur, Derating), keine Potentialtrennplatten etc (DIN Verbesserte (z.b. Widerstands-messung, IR) Abnahme durch Dritten (PV- Sachverständiger) In diesem Fall nicht hilfreich Kabel-Isolation mit eingeklemmt (DIN

4 Kabel-Isolation mit eingeklemmt (mit Thermokamera) Konstruktive Änderung an der Klemmleiste (Ausrichtung) (DIN Unsachgemäße Verarbeitung von Alu-Leitungen (mit Thermokamera) Abnahme durch Dritten (PV- Sachverständiger mit Aluwissen) Lichtbogendetektor große Querschnitte --> große Leistungen -- > Folge Parallellichtbogen Schraubklemmen (AC), Drehmoment-schlüssel (DIN (verbessert, z.b. mit IR oder Messung Kontaktwiderstand) Schraubkontakte unzureichend angezogen, Leitungen ungeeignet eingeführt (DIN (verbessert, z.b. mit IR) Bevorzugter Einsatz von Federzugklemmen (wo möglich) Konstruktive Änderungen am Generatoranschlusskasten Lichtbogen-Detektor z.b. einfachere, gerade Einführung von Leitungen Lichtbogen bei Kupfer erst bei sehr hoher Temperatur, Effekt unklar

5 Planung verbessern Schraub- Klemmen in Feldverteilern, Wechselrichtern (AC-Seite) Klemmen verschmort Unterdimensioniert, zu dicht gereiht (Umgebungstemperatur, Derating), keine Potentialtrennplatten etc (DIN ) Verbesserte (z.b. Widerstands-messung, IR) Abnahme durch Dritten (PV- Sachverständiger) In diesem Fall nicht hilfreich (DIN ) Kabel-Isolation mit eingeklemmt (mit Thermokamera) Konstruktive Änderung an der Klemmleiste (Ausrichtung) (DIN ) Unsachgemäße Verarbeitung von Alu-Leitungen (mit Thermokamera) Abnahme durch Dritten (PV- Sachverständiger mit Aluwissen) Lichtbogendetektor Lichtbogen bei Kupfer erst bei sehr hoher Temperatur, Effekt unklar Lötverbindungen Lötverbindungen innerhalb des Moduls (Zellverbinder, Querverbinder) Lötstellen verschmort, ggf. Lichtbögen im Modul Schlechte Lötung, Alterung durch mechanischen / thermischen Stress QS-Verbesserung beim Hersteller (24h) (DIN

6 Schlechte Lötung, Alterung durch mechanischen / thermischen Stress , verbesserte (mit IR) Wenn die Sonne scheint Lichtbogen-Detektor Dioden Überspannung durch statische Entladung während Modulfertigung und Installation QS-Maßnahmen, Überspannungsschutz an den Dioden Regelkonformer Blitzschutz Bypass- und Stringdioden Dioden kurzgeschlossen oder offen Überspannung durch Gewitter oder Schalthandlungen im System Überspannungsschutz an den Dioden, spannungsfeste Dioden (IR, neue Langzeit-Ausfall durch thermische Überlastung und Temperaturwechsel bei wechselnder Abschattung Einsatz "kühler" Techniken neue Modul Designänderungen beim Hesteller, QS- Maßnahmen Modul Unterbrechungen, Isolationsfehler Abgerissene Zellverbinder (Bändchen) (IR, neue Lichtbogen-Detektor Zellbruch Glasbruch Verbesserte Montagetechnik

7 Glasbruch neue Lichtbogen-Detektor Beschädigung der Rückseiten-Folie durch Montagefehler, Alterung (Delaminierung) oder Vandalismus Zellschäden wie Mikrorisse, Schneckenspuren etc Isolationsüberwachung durch Wechselrichter neue Vermeidung der Ursachen durch Design und QS-Maßnahmen neue DC-Sicherungen DC-Sicherungen Überhitzung, mangelndes Schaltverhalten Verwendung ungeeigneter Sicherungen, z. B. AC-Sicherungen oder unzureichender Spannungs- oder Stromparameter oder ungeeignete Installation Verzicht auf DC- Sicherungen, wenn möglich (nach DIN Achtung: Nur wenn möglich (2 oder 3 Strings) durch Dritte (PV- Sachverständige) AC-Sicherungen AC-Sicherungen Überhitzung Überhitzung durch starke Bündelung, hohe Umgebungstemperaturen ((Derating) etc (nach DIN )

8 Überhitzung durch starke Bündelung, hohe Umgebungstemperaturen ((Derating) etc (nach DIN ) Braunfärbungen zusätzlich erkennbar Kabel (DC und AC) Geschütztee Leitungsverlegung Langzeitschäden durch Verwitterung (UV-Strahlung, Feuchtigkeit, Temperaturwechsel etc) Leitungsverlegung in getrennten Schutzrohren Isolationsüberwachung durch Wechselrichter Eigentlich bereits Stand der Technik Kabel (DC und AC) Mechanische Beschädigung, Isolationsfehler, Lichtbogen (nach DIN Lichtbogen-Detektor Parallel- und Erdlichtbögen Beschädigung durch achtlose Installation (visuell, Isolationsmessung) Elektrische Überlastung wg. Querschnitt oder gehäufter Verlegung (visuell, IR) DC-Schalter DC-Schalter innerhalb oder außerhalb des Wechselrichters Schalter verschmort, kein Trennvermögen Nicht DC-tauglich 3 Bemessungsspannung und Strom unzureichend

9 Bemessungsspannung und Strom unzureichend (nach DIN Kontaktalterung: Schalter müssen betätigt werden Wechselrichter Auswahl eines sauberen Standortes Lüftung verstopft / ausgefallen Fail-Safe-Verhalten des Wechselrichters Wartung / Reinigung neue Wechselrichter Wechselrichter überhitzt, Wechselrichter elektrisch defekt Umgebungstemperatur zu hoch Belüftungsmaßnahmen Gutes Design, hohe Fertigungsqualität Überspannungsschutz Interner elektrischer Fehler Metallgehäuse Lichtbogen-Detektor/ Modulabschaltung Feuchtigkeit Allgemeine Installation Korrosion durch Feuchtigkeitseintrag Ungeeignete Schutzart (IP xx) / Mangelnder Luftaustausch Kabeleinführung in PG-Verschraubungen von oben Für jeweiligen Installationsort passende Schutzart wählen!

10 Kabeleinführung in PG-Verschraubungen von oben Brandgefahr Auswahl eines geeigenten Standortes Allgemeine Installation Erhöhte Brandgefahr Montage auf brennbarem Untergrund (z. B. Holz- oder Spanplatte) oder in Umgebung mit leichtentzündlichen Gegenständen (z. B. Stroh, Heu, Treibstoffen etc.) Einhaltung der einschlägigen VDEund Bauvorschriften Einhaltung der Vorschriften des Herstellers wenn sinnvoll (nach DIN (nach DIN Änderung der Nutzung des Raums möglich Lötverbindungen J- Box QS-Verbesserung beim Hersteller Lötverbindungen innerhalb Junction-Box Lötstellen verschmort, ggf. Lichtbögen im Modul oder in der Junction-Box Schlechte Lötung, Alterung durch mechanischen / thermischen Stress (DIN regelmäßige (mit IR) Lichtbogen-Detektor