Einsätze an Solarthermieund Photovoltaikanlagen

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1 Einsätze an Solarthermieund Photovoltaikanlagen BrOR Dipl.-Ing. Jan Feichtenschlager

2 Warum dieses Thema? Einsatz der Feuerwehr Schwerinsdorf, LK Leer

3 Inhalte des Vortrages Arten von Solaranlagen Allgemeine Gefahren von Solaranlagen Allgemeine Maßnahmen Gefahren von Photovoltaikanlagen Deaktivierung von Photovoltaikanlagen Einsatzhinweise Photovoltaikanlagen Vorbereitende Maßnahmen

4 Arten von Solaranlagen Unterscheidung für den Einsatzfall sehr wichtig!!! Solarthermieanlage (ST) zur Warmwassergewinnung Photovoltaikanlage (PV) zur Erzeugung elektrischer Energie

5 Merkmale der Anlagenformen I - Photovoltaik meist metallische Strukturen erkennbar (Ausnahme: Dünnschichtmodule) geringe Dicke teilweise Kennzeichnungen im Bereich des Hausanschlusses (z.b. lt. Empfehlung des AK der DKE)

6 Merkmale der Anlagenformen II - Solarthermie durchgängig diffuse Kollektorfläche oder: Glasröhrenstruktur ST PV Quelle: Wikipedia dicker als PV-Anlagen

7 Funktionsweise Solarthermieanlage Flachkollektoren Vakuumröhrenkollektoren

8 Sind Solarthermieanlagen für die Feuerwehren einsatzrelevant? Quelle: Südwestzeitung Ja! Auch von ihnen können im Einsatzfall Gefahren und Einsatzhindernisse ausgehen.

9 Allgemeine Gefahren von Solaranlagen Bei Einsätzen an Solarthermie- und Photovoltaikanlagen bestehen unabhängig von der Anlagenart allgemeine Gefahren: Gefahr der Entstehung von Atemgiften

10 Gefahr der Entstehung von Atemgiften Sowohl in Kollektoren, als auch in PV-Modulen werden verschiedenste Baustoffe (z.b. Kunststoffe, Gießharze, Folienverbünde, Schwermetalle) verwendet. Vorgaben für zugelassene Baustoffe gibt es noch nicht durchgängig. Bei der Verbrennung muss grundsätzlich mit der Freisetzung toxischer Verbrennungsprodukte gerechnet werden (analog zu Gebäudebränden).

11 Allgemeine Gefahren von Solaranlagen Bei Einsätzen an Solarthermie- und Photovoltaikanlagen bestehen unabhängig von der Anlagenart allgemeine Gefahren: Gefahr der Entstehung von Atemgiften Gefahr der Brandausbreitung (und der Behinderung der Löscharbeiten)

12 Gefahr der Brandausbreitung Solaranlagen und ihre Komponenten unterliegen bisher keiner baulichen Klassifizierung. Das Brandverhalten ist nicht immer einzuschätzen. Die Installation einer Solaranlage ist in der Regel ein verfahrensfreies Vorhaben und bedarf keiner Baugenehmigung. Es kann daher zu einer möglichen Überbrückung von Brandabschnitten kommen. Der Zugang zur Dachhaut wird erschwert. Bei Aufdachanlagen und Fassadenkonstruktionen kann ein Kamineffekt auftreten.

13 Gefahr der Brandausbreitung II Erschwerter Zugang zur Dachhaut

14 Allgemeine Gefahren von Solaranlagen Bei Einsätzen an Solarthermie- und Photovoltaikanlagen bestehen unabhängig von der Anlagenart allgemeine Gefahren: Gefahr der Entstehung von Atemgiften Gefahr der Brandausbreitung (und der Behinderung der Löscharbeiten) Gefahr des Einsturzes / Absturzes und des Herabfallens von Anlagenteilen

15 Gefahr des Einsturzes Durch erhöhte Dachlast (je nach Befestigungsart ca. 16 kg/m² zusätzlich, bei Aufständerung teilweise bis 180 kg/m²) ist der Einsturz von geschädigten Dachteilen möglich.

16 Gefahr des Einsturzes / Absturzes Bei Sturmeinsätzen ist das Verhalten von Solaranlagen nicht einzuschätzen. Eine Vorgabe zur Dimensionierung von Windlasten existiert nicht. Windkanalversuche zur Windlastdimensionierung Quelle : Solarpraxis AG/Lothar Wels

17 Gefahr durch herabfallende Teile / Einsturz Im Brandfall kann das Glas der Anlagen durch Erhitzen bersten und in scharfkantigen Teilen herabfallen. Fotos: Manfred Miller, Freiwillige Feuerwehr Seeg Durch Freibrennen ist der Absturz ganzer Module möglich. (ggf. erweiterter Trümmerschatten)

18 Gefahr durch herabfallende Teile / Einsturz Befestigung von Kollektoren

19 Gefahr durch herabfallende Teile / Einsturz Befestigungen an Fassaden und auf Flachdächern

20 Allgemeine Maßnahmen bei Solaranlagen Umfangreiche Erkundung von Anlagenart und Lage der Anlagenteile durchführen. Zusätzliche Dachbelastung beachten (Einsturzgefahr bei Versagen von Tragteilen). Trümmerschatten beachten / erweitern (Gefahr des Absturzes von Anlagenteilen). Gefahrenbereich absperren. Brandbekämpfung im Bereich der Anlagen nur mit Atemschutz durchführen. Absturzsicherung bei Arbeiten im Dachbereich einsetzen. Mögliche Überbrückung von Brandabschnitten prüfen. Erschwerten Zugang zur Dachhaut bedenken.

21 Photovoltaikanlagen

22 Photovoltaikanlagen wandeln Licht in eine elektrische Gleichspannung um Umwandlung lässt sich nicht abschalten (physikalischer Effekt wie z.b. Erwärmung) schon geringer Lichteinfall reicht für eine Spannungserzeugung Quelle: Wikipedia Quelle: act-center

23 Wirkung des elektrischen Stroms I Wirkungen auf den Menschen Verbrennungen Muskelkrämpfe Herzkammerflimmern Neurologische Schäden Sekundärwirkungen (z.b. Vergiftungen) Ausmaß der Schädigung ist abhängig von: Körperwiderstand Berührungsspannung Dauer der Berührung

24 Wirkung des elektrischen Stroms II Quelle: SMA Technologie AG Beim Auftrennen von Gleichstromleitungen besteht die Gefahr einer Lichtbogenbildung. Eine Brandentstehung oder Brandausbreitung kann die Folge sein.

25 Aufbau von Photovoltaikanlagen

26 Aufbau Photovoltaikanlagen Solargeneratoren Quelle: Feuerwehr München

27 Komponenten Photovoltaikanlagen Solarzelle 0,6 V Solarmodul 21,6 V Solargeneratoren V Quelle: Siemens AG

28 Aufbau Photovoltaikanlagen Solargeneratoren Gleichstromleitungen Freischaltstelle (seit 2006 vorgeschrieben) Quelle: Feuerwehr München

29 Freischaltstelle Quelle: Steca Vorschrift seit 2006 Lage nicht festgeschrieben in älteren Anlagen eventuell nicht vorhanden häufig in den Wechselrichter integriert Quelle: Möller

30 Aufbau Photovoltaikanlagen Solargeneratoren Gleichstromleitungen Freischaltstelle (ab 2006) Quelle: Feuerwehr München Wechselrichter AC-Sicherungen

31 Wechselrichter wandelt Gleichspannung in Wechselspannung um Lage ist nicht vorgeschrieben Es können mehrere Wechselrichter in einer Anlage vorhanden sein.

32 Aufbau Photovoltaikanlagen Solargeneratoren Gleichstromleitungen Minimalaufbau Weitere Komponenten können vorhanden sein! Freischaltstelle (seit 2006 vorgeschrieben) Wechselrichter AC-Sicherungen Quelle: Feuerwehr München

33 Einsatzrahmenbedingungen Gesundheitsgefährdung durch hohe Gleichspannungen Leitungen vom Modul zum Wechselrichter lassen sich häufig nicht komplett stromlos schalten. Gefährdung durch herabhängende, unisolierte Kabel Gefährdung durch Komponenten im überfluteten Bereich Fotos: Manfred Miller, Freiwillige Feuerwehr Seeg

34 Deaktivierung von Photovoltaikanlagen

35 Deaktivieren von Photovoltaikanlagen Abklemmen der Module: zu aufwendig im Einsatzfall fehlende Fachkompetenz keine Steckverbindungen auf der DC-Seite trennen (Lichtbogen) Zerstören der Module: keine sichere Abschaltung zeitintensiv Verhältnismäßigkeit der Mittel Abdecken mit Folie: Versuche der BF Hamburg -> im Einsatzfall nicht praktikabel

36 Deaktivieren von Photovoltaikanlagen Einschäumen der PV-Anlage: Versuche der BF München mit verschiedenen Schaumarten (Schwerschaum, Mittelschaum, CAFS) Spannungsreduktion nicht unter 47% nach maximal 5 Minuten war wieder die Ausgangsspannung erreicht

37 Neue technische Möglichkeiten Quelle: Möller Quelle: Solteq Neuerdings kommen Produkte auf den Markt, die eine Abschaltung direkt an den Modulen ermöglichen sollen. Die Qualität und der Nutzen variieren stark. Eine Pflicht zum Einbau oder gar zur Nachrüstung besteht nicht. Quelle: Ingenieurbüro Willer

38 Deaktivieren von Photovoltaikanlagen Fazit: Ein Deaktivieren der Photovoltaikanlage ist für die Feuerwehr zur Zeit nicht immer gesichert möglich!!! Die Einsatztaktik muss an die Gefahren angepasst werden!!!

39 Vorgehensweise PV-Anlagen

40 Vorgehensweise PV-Anlagen I

41 Vorgehensweise PV-Anlagen I

42 Einsatzhinweise PV-Anlagen Kenntnisse über den Aufbau und die Anlagentechnik (Sicherungen, WR,...) verschaffen (ggf. Fachmann hinzuziehen). Kennzeichnungen beachten Grundsätzlich annehmen: Anlage führt Spannung keinesfalls Steckverbindungen auftrennen (Lichtbogen!!!) Module nicht vorsätzlich zerstören nur geeignete Löschmittel (DIN VDE 0132) verwenden Sicherheitsabstände nach DIN VDE 0105 und 0132 einhalten

43 Schutzabstände nach DIN VDE 0105 Quelle: W. Freynik, Berliner Feuerwehr

44 Abstände nach DIN VDE 0132 Für andere Strahlrohre, zum Beispiel nach DIN EN , sind die Abstandsangaben der Hersteller verbindlich zu beachten. Quelle: W. Freynik, Berliner Feuerwehr

45 Vorbereitende Maßnahmen Kenntnis über die örtlichen Anlagen verschaffen. (Vorhandensein, Aufbau, Anlagentechnik, Ansprechpartner) Besichtigung von Anlagen im Ausrückebereich Nutzer über die Anforderungen der Feuerwehr informieren. Erstellung von Feuerwehreinsatzplänen bei großen Anlagen

46 Feuerwehrpläne Feuerwehrpläne sollten Informationen zur Lage von Anlagenteilen und zu Ansprechpartnern für die PV-Anlage enthalten. Bestehende Feuerwehrpläne sollten bei dem Anbau einer PV- Anlage ergänzt werden.

47 Vorbereitende Maßnahmen Kenntnis über die örtlichen Anlagen verschaffen. (Vorhandensein, Aufbau, Anlagentechnik, Ansprechpartner) Besichtigung von Anlagen im Ausrückebereich Nutzer über die Anforderungen der Feuerwehr informieren. Erstellung von Feuerwehreinsatzplänen bei großen Anlagen Erstellung eines Verzeichnisses mit örtlichen Fachleuten (Elektroinstallateure, Dachdecker )

48 Fazit Einsätze an Solarthermie- und Photovoltaikanlagen sind für die Feuerwehren beherrschbar. Eine intensive Erkundung und die Beachtung der Gefahren der Einsatzstelle sind zwingend erforderlich. Eine vorhergehende Beschäftigung mit den vorhandenen Anlagen und eine Beratung der Nutzer erleichtert den Einsatz.

49 Weitere Informationen

50 Noch Fragen?

51 Quellen Gefahr durch die Sonne, Photovoltaikanlagen und deren Gefahren für Einsatzkräfte, Dipl.-Ing. Josef Huber, BF Mülheim an der Ruhr und Horst Thiem, BF München Photovoltaikanlagen im Brandfall, M. Eng Wieczorek Peter, vfdb-merkblatt Einsatz an Photovoltaikanlagen

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