Feuerwehreinsatz bei Photovoltaikanlagen

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1 BEZIRKSFEUERWEHRKOMMANDO EISENSTADT-UMGEBUNG Feuerwehreinsatz bei Photovoltaikanlagen OBR Ing. Martin Mittnecker Leiter der Brandverhütungsstelle Burgenland

2 Inhalt Solartechnik als Alternativenergie Unterschied zwischen Solarthermie und Photovoltaik (PV) Photovoltaik Grundlagen Photovoltaiksysteme (Inselsysteme, Netzgekoppelte Anlagen) Aufbau von Photovoltaiksystemen bzw. Photovoltaikmodulen Gefahren für die Einsatzkräfte im Brandeinsatz / Hochwasser Einsatz Taktisches Vorgehen Beispiele von Brandeinsätzen bei Gebäuden mit Photovoltaikanlagen Seite 2

3 Sonne, Wind, Erdwärme, Wasser und Bioenergie stehen als Energieträger für Wärme, Strom und Kraftstoffe unendlich zur Verfügung Erdöl, Erdgas und Kohle werden immer teurer und knapper Solarenergie als eine der wichtigsten alternativen Zukunftsenergien Primärenergieträger ist kostenlos und unbegrenzt ( fache des Weltprimärenergiebedarfes) Seite 3

4 Zwei bekannte Solarenergieformen Solarthermie Photovoltaik Warmwasser Strom Seite 4

5 Unterscheidung im Einsatz wichtig da Solarthermie Keine Gefahr Photovoltaik Gefahr durch Strom Warmwasser Strom Seite 5

6 Unterscheidung Photovoltaik und Solarthermie Solarthermie Photovoltaik Seite 6

7 Unterscheidung Photovoltaik und Solarthermie Solarthermischer Kollektor Meistens 2-5 Kollektoren auf einem Einfamilienhaus dunkelblaue nicht reflektierende Glasoberfläche Oberfläche meist Homogen Schweißnähte oft kupferfarben in Längsrichtung Seite 7

8 Unterscheidung Photovoltaik und Solarthermie Photovoltaik Modul Meistens zwischen 5 und 25 Modulen auf Einfamilienhäusern In den meisten Fällen Solarzellen sichtbar Silberne Linien die die einzelnen Solarzellen im Solarmodul verbinden (Drähte) Seite 8

9 Aufbau eines Photovoltaik Modul Bild: DGS Berlin Seite 9

10 Photovoltaiksysteme Inselanlage Netzgekoppelte PV Anlage Seite 10

11 Photovoltaiksysteme Inselanlage In unseren Breiten eher kleine Anlagen Versorgung von kleinen elektrischen Anlagen (Parkscheinautomaten,...) Kleine Hütten und Häuser Batterien speichern Energie Netzgekoppelte PV Anlage Meisten Anlagen sind netzgekoppelt Erzeugter Strom wird entweder verbraucht oder ins Netz zurück eingespeist In den letzten Jahren die häufigste Systemart Größtes Gefahrenpotential für Einsatzkräfte da größten Anlagen Seite 11

12 Montagearten Aufdachanlagen Dachintegrierte Anlagen Falchdachanlagen Fassadenanlagen Freilandanlagen (PV Kraftwerke) Lärmschutzwände Seite 12

13 Komponenten eines Solarsystems PV Modul Wechselrichter Netzanschluß Betriebsüberwachung Seite 13

14 Komponenten eines Solarsystems Materialien: Solarzellen bestehen aus Silizium PV Modul Bei Spezialform (Dünnschichtsolartechnik) aus CdTe, CIS, amorphes Si Weiters: Aluminiumrahmen, EVA Folie (Ethly Vinyl Acetat), Tedlar Laminate oder Polyamid Folien Laminate, Polyesterfolien, Glas, Kupferdrähte, Kupferkabel Wirkungsgrad der Module 10-18% Lebensdauer bis 30 Jahre Seite 14

15 Komponenten eines Solarsystems Wandelt den vom PV Modul erzeugten Gleichstrom in Wechselstrom um Übergabe des Wechselstroms an den Einspeisezähler Wechselrichter Steuerung der Photovoltaikmodule Überwachung bei Störung Seite 15

16 PV Module Hausanlagen bis ca. 5kW Modulanschlussleitung Gleichstromseitig ist mit Spannungen bis 1000V zu rechnen, Strom bis zu mehreren Ampere Hausanschluss Zählerkasten Wechselrichter Wenn vorhanden: Wechselstrom- Trennschalter Gleichstrom- Trennschalter Seite 16

17 Szenario 1: Betrieb Die Sonne scheint. Die PV Module produzieren. Sowohl der Gleichstrom Trennschalter als auch der Wechselstrom Trennschalter sind geschlossen. Seite 17

18 Gleichstromseitig ist mit Spannungen bis 1000V zu rechnen Nach dem Gleich- Strom Trennschalter Ist die Anlage spannungsfrei Feuerwehreinsatz bei Photovoltaikanlagen Szenario 2: Brand Brand im Dachbereich. Die Sonne scheint. Die PV Module produzieren Strom. Die Feuerwehr hat sowohl den Gleichstrom- als auch den Wechselstrom- Trennschalter geöffnet. Seite 18

19 Gleichstromseitig ist mit Spannungen bis 1000V zu rechnen PHOTOVOLTAIKMODULE SOWIE ALLE DIREKTEN MODUL-LEITUNGEN LEITUNGEN KÖNNEN BEI TAGESLICHT Nach dem Gleich- Strom Trennschalter Ist die Anlage spannungsfrei NICHT ABGESCHALTEN WERDEN! Seite 19

20 Gefahren bei Einsätzen mit PV Anlagen beim Brandeinsatz Gefahr durch toxische Gase Verbrennungsgase sind dem eines Zimmerbrands ähnlich. Hoher Kunststoffanteil im Photovoltiakmodul. Ausbreitungsgefahr über Lüfungselemente Umluftunabhängige ATS Geräte Lüftungsanlagen abschalten Betroffene Bereiche räumen Seite 20

21 Gefahren bei Einsätzen mit PV Anlagen beim Brandeinsatz Gefahr durch herabfallende Teile Keine Angabe über die Feuerwiderstandsdauer Halterung der PV Module aus Aluminium. Beim Brand muß mit dem Versagen der Bauteile gerechnet werden. Absturzgefahr! Glas bei PV Modulen in unterschiedlichen Qualitäten. Von VSG bei Fassadenintegration bis zu Float Glas bei normalen Modulen Mit Splitterung ist zu rechnen. Erhöhte Dachlast beachten Trümmerschatten berücksichtigen Gefahrenbereiche absperren Seite 21

22 Gefahren bei Einsätzen mit PV Anlagen beim Brandeinsatz Gefahr durch elektrischen Strom Leitungen vom PV Modul bis zum Wechselrichter lassen sich nicht abschalten Gefahr eines Lichtbogens durch hohen Gleichstrom (Lichtbögen bei Gleichstrom sond extrem stabil und nicht löschbar ) Gefährdung durch herabhängende, unisolierte Kabel Gefahr durch Strom kann durch eine Zerstörung der Module nicht ausgeschalten werden Trennung der Module nur durch Fachpersonal Sicherheitsabstände für eletktrische Anlagen beachten Seite 22

23 Gefahren bei Einsätzen mit PV Anlagen beim Brandeinsatz Sicherheitsabstände für eletktrische Anlagen beachten Strahlform Niederspannung Wechselstrom: 1kV Gleichstrom: 1,5kV Hochspannung Wechselstrom: > 1kV Gleichstrom: >1,5kV Sprühstrahl 1 m 5m Vollstrahl 5m 10m Für übliche Photovoltaik Hausanlagen Seite 23

24 Versuche der BF München mit Schaum: Bestes Ergebnis: CAFS bei 60 Neigung Spannungsreduktion auf 47% maximale Zeitdauer bis Spannung wieder 100% erreicht: max. 5 Minuten Fazit: als Möglichkeit zur Freischaltung von PV-Anlagen nicht geeignet Seite 24

25 Seite 25

26 Seite 26

27 Das Bild kann nicht angezeigt werden. Dieser Computer verfügt möglicherweise über zu wenig Arbeitsspeicher, um das Bild zu öffnen, oder das Bild ist beschädigt. Starten Sie den Computer neu, und öffnen Sie dann erneut die Datei. Wenn weiterhin das rote x angezeigt wird, müssen Sie das Bild möglicherweise löschen und dann erneut einfügen. Seite 27

28 Seite 28

29 Das Bild kann nicht angezeigt werden. Dieser Computer verfügt möglicherweise über zu wenig Arbeitsspeicher, um das Bild zu öffnen, oder das Bild ist beschädigt. Starten Sie den Computer neu, und öffnen Sie dann erneut die Datei. Wenn weiterhin das rote x angezeigt wird, müssen Sie das Bild möglicherweise löschen und dann erneut einfügen. Seite 29

30 Gefahren bei Einsätzen mit PV Anlagen beim Hochwassereinsatz Zählerkasten Hausanschluss Wechselrichter Im Kellergeschoß Spannungsführende Teile könnten unter Wasser stehen. Seite 30

31 Informationen für die Einsatzkräfte Unterscheidung zwischen Solarthermie und Photovoltaikanlagen Kenntnis über das Vorhandensein von PV-Anlagen Informationen über den Aufstellungsort der Wechselrichter und eventuell vorhandener Gleichspannungs- Trennschalter Einsatzpläne für Großanlagen Kennzeichnung beachten Grundsätzliche Annahme: Anlage führt Spannung! Seite 31

32 Seite 32

33 Scheunenbrand in Holzingen Einsatzbeispiele aus Deutschland PV Anlage mit 40kWp am Dach (ca. 200Module) Rauch kommt direkt unter den PV Modulen heraus Seite 33

34 Einsatzbeispiele aus Deutschland Einsatzleiter entdeckt am First einen flackernden Lichtbogen Einsatzleiter erkennt Lebensgefahr auf Grund hoher Spannung Trennt PV Anlage vom Stromnetz Lichtbogen erlischt natürlich nicht Lichtbogen wird durch Abbrand der Isolierungen ständig größer Dachmaterialien fangen Feuer Seite 34

35 Einsatzbeispiele aus Deutschland Löschversuche mittels CO 2 Löscher sind erfolglos Ein Elektroinstallateur (selbst FF Mann) trennt mit einem nach VDE isolierten Seitenschneider einzelne Strings aus der Verschaltung der Module bis der Lichtbogen erlischt. Seite 35

36 Hohenaspe 2009 Einsatzbeispiele aus Deutschland Vollbrand einer Strohlagerhalle Eintreffen der Feuerwehr bei Dämmerung 3km Löschleitung musste gelegt werden Schutz des Waldes neben der bereits einstürzenden Scheune Besondere Vorsicht wegen PV Anlage beim Ablöschen nach Abriss durch Bagger PV Anlage wurde unter Einhaltung der Sicherheitsabstände gelöscht Seite 36

37 Einsatzbeispiele aus Deutschland Brand einer Speditionslagerhalle in Bürstadt Defekte Solarmodule Ursache für Brand Seite 37

38 DANKE für Ihre Aufmerksamkeit! Literatur: Photovoltaik Gefahr im Feuerwehreinsatz / BF München Schwere Aufgaben - brandwacht 2/2008 Gefahr durch die Sonne Horst Thiem, Josef Huber Hintergrund zum Brandschutz Bundesverband Solarwirtschaft Playing with the Fire Jochen Siemer, Photon International Magazin Fotos Feuerwehr Weißenburg, Deutschand : Scheunenbrand in Holzingen 2008 Feuerwehr Hohenaspe, Deutschland : Brand eines Strohlagers 2009 Feuerwehr Bürstadt, Deutschland: Brand der Spedition Linke 2009 Seite 38

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