Photovoltaik. PV-Anlagen im Feuerwehreinsatz. Hauptabteilung IV, Branddirektion Einsatzvorbereitung. Erstellt von

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1 Hauptabteilung IV, Branddirektion Einsatzvorbereitung Photovoltaik PV-Anlagen im Feuerwehreinsatz Horst Thiem Brandamtsrat BF München Erstellt von Dipl.-Ing. Josef Huber Brandrat SFS Geretsried

2 Übersicht Gefahren für Einsatzkräfte Wie arbeitet die Feuerwehr? Abwehrender - Vorbeugender Brandschutz Forschungsprojekt Brandsicherheit Brandschutzgerechte Installation (Auszüge) Beispiele, Erfahrungen und Quellen

3 Sonnenenergie - Nutzungsformen Solarthermie: Wärme von der Sonne PV-Anlage: Strom von der Sonne netzgekoppelte PV-Anlagen (speisen in die Stromversorgungsnetze ein; Anzahl ca. 1,5 Mio. in BRD) netzferne PV-Anlagen arbeiten mit Akkumulatoren im Inselbetrieb; Anzahl < 1%

4 Aufbau einer PV-Anlage/Netzanschluss PV-Generator Modulanschlussleitung (Gleichstromverkabelung) DC -Freischalter (Pflicht seit 2006) Spannung auf der DC Seite: derzeit bis 1000 Volt; Strom: mehrere Ampere Nach VDE 0100 Teil 410 ist die Berührungsspannung bei Gleichspannung mit mehr als 120 V lebensgefährlich AC Sicherung = ~ Wechselrichter Zählerschrank mit Einspeise- und Bezugszähler, Stromkreisverteilung und Hausanschluss

5 Elektrounfälle Im Falle von Schäden an PV-Anlagen sind für das Vorgehen folgende Regeln anzuwenden: DIN VDE 0132 Brandbekämpfung und technische Hilfeleistung an elektrischen Anlagen GUV-I 8677 Elektrische Gefahren an der Einsatzstelle Begriffserklärung: AC = Wechselspannung, DC = Gleichspannung

6 Inselanlagen d n Si ht c ni mit nt e ff ö m e d tr S en h lic! n de n u b r e v z t e n m o

7 Montagearten Aufdachanlagen Dachintegrierte Anlagen Flachdachanlagen Fassadenanlagen Freilandanlagen (Kraftwerkbau) Lärmschutzwände

8 Lärmschutzwall an Autobahn Gerhard Blank/Isofoton S.A. Gerhard Blank/Isofoton S.A.

9 A C E E Welche Gefahren müssen bekämpft werden? Menschen Tiere Umwelt Sachwerte Vor welchen Gefahren müssen sich Einsatzkräfte schützen? Mannschaft Gerät Einsturz A Explosion Erkrankkung/ Verletzung Ausbreitung Angstreaktion A Chemische Stoffe A Atomare Strahlung für Atemgifte durch Welche Gefahren sind erkannt? Gefahren Elekrtizität Gefahrenschema Feuerwehr E E

10 Gefahren für die Feuerwehreinsatzkräfte Beim Brandeinsatz: Gefahr durch Atemgifte Gefahr durch herabfallende Teile Gefahr der Ausbreitung Beim Brandeinsatz und Wasserschaden: Gefahr durch elektrischen Schlag

11 Gefahr durch elektrischen Schlag Die maximal zulässige Berührungsspannung von 120 V DC ist bei PV-Anlagen i.d.r. weit überschritten Die Leitungen vom Modul zum Wechselrichter lassen sich derzeit nur mit erhöhtem technischen Aufwand spannungsfrei schalten (Bei Bestandsanlagen ist das überwiegend nicht der Fall) Unsachgemäßes Trennen von Leitungen und Steckverbindern, Isolationsschäden oder Leitungsunterbrechungen können zu einem Lichtbogen führen (Brandentstehung, -ausbreitung) Von Mondlicht geht nach Stand der Erkenntnisse keine Gefahr aus

12 Schutz gegen elektrischen Schlag Verhalten und Anwendung Löschmitteln von gemäß DIN VDE 0132 und GUV-I m Abstand zu spannungsführenden Teilen einhalten, auch zu benachbarten metallischen Konstruktionen, sofern diese mit unter Spannung stehenden Anlagenteilen in Berührung stehen; sichern durch absperren! Module nicht zerstören; Gefahr frei liegender elektrischer Leiter mit unbekannter Spannung! Trennung der Module und Leitungen nur durch Elektrofachpersonal! Es besteht Lichtbogengefahr! Modulflächen sind nicht zum Betreten ausgelegt Gefahren durch Wasser an beschädigten Anlagen beachten

13 Strahlrohrabstand Strahlrohr (DIN CM) Niederspannung(N) Hochspannung (H) DIN CM AC 1,0 kv DC 1,5 kv > AC 1,0 kv > DC 1,5 kv Sprühstrahl Vollstrahl 1m 5m 5m 10 m Kurzzeichen N-1-5 H-5-10 Quelle: DIN VDE 0132 Brandbekämpfung an elektrischen Anlagen

14 Beschäumungsversuch - Überblick Abdecken oder Abdunkeln der Module mit Folien, auf Dächern, ist in der Regel nicht praktikabel, bei Freilandanlagen aber u.u. möglich und sinnvoll Einschäumen der PV-Module und Messen des Spannungsverlaufs Schwerschaum, Mittelschaum, CAFS Bestes Ergebnis mit CAFS: Spannungsreduzierung nur auf 47% maximale Zeitdauer bis Spannung wieder 100% erreicht: max. 5 Minuten Fazit: Ungeeignet zur Freischaltung von PV-Anlagen

15 Schalthandlungen, wer darf was? Elektrotechnisch unterwiesene Person (DIN VDE ) Feuerwehreinsatzkraft PV-Anlage in sicheren Zustand bringen Spannungsfreiheit feststellen Öffnen von Steckverbindungen Elektrofachkraft Sonstige Schalthandlungen Schaltvorgänge an hausinstallationstypischen Geräten Wer darf Schalthandlungen durchführen?

16 Einsatzvorbereitung Schulung der Einsatzkräfte Gibt es Fachpersonal in der Fw? Kontakt mit Errichtern und Betreibern und Anlagenbesichtigung Welche Ausrüstung für Einsätze an elektrischen Anlagen ist vorhanden? Wer darf sie anwenden? Erkundung vor Ort / Kenntnis über PV-Systemstandorte Wie erkennt man PV-Anlagen? Kennzeichnung? Aktuelle Datenversorgung für den Ausrückebereich? Vorhandene Feuerwehrpläne überarbeiten/anpassen Bereitstellung von Übersichtsplänen für die Feuerwehr (VDE-AR-E )

17 Einsatzdurchführung Überblick über die Anlage verschaffen: Ist die Anlage oder sind Teile der Anlage betroffen? Welche Komponenten sind beschädigt? Welche Schäden liegen vor? Wo befinden sich die Module/Leitungen/Wechselrichter? Einsatzkräfte auf die erkannten Gefahren hinweisen Wechselseitige Kommunikation zwischen Führung - Mannschaft Gefährdungsbereiche absperren DC Trennstelle betätigen; je nach Lage und Vorhandensein, spannungsführende Teile beachten; Abstände einhalten,... Einsatz von Löschmitteln gemäß DIN VDE 0132

18 Beendigung des Einsatzes Die Einsatzstelle nur im gesicherten Zustand verlassen Bei Bedarf vor Verlassen die Spannungsfreiheit durch Fachfirma herstellen lassen Die Einsatzstelle an die zuständige Person (Betreiber oder beauftragte Person) übergeben PV-Anlagenteile sind auf Grund eines Brandereignisses wie Brandschutt zu behandeln; Recycling von beschädigten PV-Modulen können über das Rücknahmesystem PV-Cycle ( erfragt werden

19 Abwehrender Brandschutz an PV-Anlagen Die Summe aller Maßnahmen die der Bewältigung eines Schadensereignisses dienen! Einheitliche Lehrmeinung und Ausbildung Maßnahmen zur Brandbekämpfung Maßnahmen zur Technischen Hilfeleistung Hinzuziehen von Fachkräften im Bedarfsfall

20 Taschenkarte und Informationen

21 Broschüre Inhalte Sicherheit für Einsatzkräfte Schutz für Einsatzkräfte Zugangsmöglichkeiten für die Feuerwehr Umsetzung baurechtlicher Vorschriften Hinweise zu Installation und Wartung

22 Brandbekämpfung - Zugangsmöglichkeiten Abb: BSW

23 Fachschriften zum Thema

24 Schutzziel Schutzziel: Durch die Installation von PV-Anlagen dürfen im Einsatzfall in Gebäuden keine gefährlichen DC- Berührungsspannungen auftreten, um eine Personenrettung und Brandbekämpfung innerhalb des Gebäudes sicher durchführen zu können. DC /AC DC /AC DC /AC

25 E VDE-AR-E Maßnahmen für den DC - Bereich einer PV-Anlage zum Einhalten der elektrischen Sicherheit im Falle einer Brandbekämpfung oder technischen Hilfeleistung

26 Maßnahmen zur Umsetzung des Schutzziels Organisatorische Maßnahmen Kennzeichnung der PV-Anlage Übersichtspläne Ergänzung vorhandener Fw-Pläne Technische Maßnahmen DC-Freischalter Abschalteinrichtungen am Modul Bauliche Maßnahmen Feuerwiderstandsfähige Verlegung der DC-Leitungen Verlegung der DC-Leitungen außerhalb des Gebäudes Wechselrichter außerhalb oder am Gebäudeeintritt

27 Umsetzung durch bauliche Maßnahmen Abb: BSW Unterputzverlegung oder Ummantelungen mit Brandschutzverkleidung Verlegung in Brandschutzschächten oder -kanälen (EN 1366 oder DIN 4102) Brandabschnitte beachten Brandschottung der Leitungen gemäß Musterleitungsanlagenricht linie (MLAR) Landesbauordnungen beachten

28 Auszug Musterbauordnung 32 Dächer Bedachungen müssen gegen eine Brandbeanspruchung von außen durch Flugfeuer und strahlende Wärme ausreichend lang widerstandsfähig sein (harte Bedachung) Dachüberstände, Dachgesimse und Dachaufbauten lichtdurchlässige Bedachungen, Lichtkuppeln und Oberlichte sind so anzuordnen und herzustellen, das Feuer nicht auf andere Gebäudeteile übertragen werden kann. Von Brandwänden und von Wänden, die anstelle von Brandwänden zulässig sind, müssen mindestens 1,25 m entfernt sein... Dachgauben u.ä. Dachaufbauten aus brennbaren Baustoffen, wenn sie nicht durch diese Wände gegen Brandübertragung geschützt sind.

29 Vorbeugender Brandschutz an PV-Anlagen Die Summe aller Maßnahmen um der Entstehung und Ausbreitung eines Brandes vorzubeugen! Einhaltung der Bau- und Installationsvorschriften sorgfältige Planung hochwertiges Material und Komponenten fachgerechte Ausführung und Abnahme Wartung der Anlagen

30 Aufgabe der Brandwand Queööe: BSW

31 Ausführung einer Brandwand Quelle: BSW.

32 Geschlossene Dachfläche

33 Wartung

34 BGV A 3 Unfallverhütungsvorschrift

35 Forschungsprojekt PV Brandsicherheit Bewertung des Brandrisikos und Erstellung von Sicherheitskonzepten zur Risikominimierung Projektziel: Optimierung der Sicherheit in Bezug auf das Lichtbogenrisiko und allgemeine Brandgefahren Homepage: Onlineeingabe von Schadenfällen jeglicher Art an PV-Anlagen; bisher 390 bekannte Schadenfälle Stand: Dez

36 Forschungsprojekt PV Brandsicherheit Arbeitspaket 5 Versuchsziel: Gefahrenanalyse und Ableitung von Maßnahmen zur Simulation der Stromwirkungen im Einsatzfall Gefährdungsminimierung Vergleich mit bestehenden Vorgaben, von Einsatzkräften Einschätzung möglicher Gefahren Ableitung von Verhaltensregeln für die Feuerwehr Inhalte: Kennzeichnung, Leitfähigkeit von Löschmitteln, Kunstlichteinstrahlung, Konzept zum Herstellen eines elektrischen sicheren Anlagenzustandes, Handlungsanweisungen, Schadstofffreisetzung

37 PV Brandsicherheit, Brandrisiken an Anlagen Module Leitungen, Stecker Generatoranschlußkasten Wechselrichter Installation Quelle: Wechselstromsystem

38 PV Brandsicherheit, Brandfälle an PV-Anlagen Zusammenfassung der Umfrage, Stand Dez ca. 400 bekannte Fälle etwa 220 Fälle mit externer Brandursache etwa 180 Fälle mit Brandursache in der PV-Anlage von diesen fällen mit Brandursache in der PV-Anlage sind ca. 105 auf die Anlage/Teile davon begrenzt führten ca. 165 zu Gebäudeschäden führten ca. 10 Fälle zu einem Totalschaden des Gebäudes Quelle:

39 PV Brandsicherheit, Kunstlicht Zielsetzung: Kann Kunstlicht eine Gefahr bewirken? Definition einer Abstandsformel, über die im Brandeinsatz mit beteiligter PV-Anlage der Mindestabstand zwischen Scheinwerfer und PV-Anlage bestimmt werden kann. Anforderungen: -Allgemeingültige Anwendbarkeit (unabhängig von der vorhandenen Scheinwerfer- und Zelltechnologie) -Anwendung auch unter hoher psychischer und physischer Belastung möglich Quelle:

40 PV Brandsicherheit, Kunstlicht Schlußfolgerung : Kunstlicht kann in der Lage sein Spannungen und Ströme in einer PV-Anlage zu erzeugen welche als gefährlich zu beurteilen sind! Exakte Versuchsbeschreibung: Quelle:

41 PV Brandsicherheit, Kunstlicht Empfehlung für den Einsatz Abstandsformel: Als Grundabstand für [W] Leistung gilt 10 [m] Wenn die Scheinwerferleistung erhöht wird gilt: Grundabstand + 1,5 [m] je [W] zusätzlicher Leistung Anwendbar auch unter hoher psychischer und physischer Belastung Allgemeingültig für jede Scheinwerfertechnologie Quelle: anwendbar

42 Informationen Präsentation: Photovoltaikanlagen Informationsschrift: Einsatz an Photovoltaikanlagen Planung, Errichtung, Instandhaltung... Taschenkarte: Handlungsempfehlungen PV-Anlagen unter im Bereich Service und Angebote oder auf der Homepage: des Deutschen Feuerwehrverbandes, des Bundesverbandes Solarwirtschaft und sonstige Quellen: DIN VDE 0132: zu beziehen beim Beuth Verlag Berlin GUV-I 8677: Hinweis: Die Autoren übernehmen keine Haftung für die inhaltliche Richtigkeit der Präsentation. Die dargestellten Erkenntnisse müssen vor einer Anwendung im Einsatzfall individuell überprüft werden.

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