Photovoltaik Informationen für Einsatzkräfte Informationen für Einsatzkräfte von Feuerwehren und Hilfeleistungsorganisationen 08.03.2012 Gotthard 1
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 Einsatzvorbereitung und Einsatzdurchführung Beispiele von Brandeinsätzen bei Gebäuden mit Photovoltaikanlagen 08.03.2012 Gotthard 2
Warum Photovoltaik??? 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 (10.000 fache des Weltprimärenergiebedarfes 08.03.2012 Gotthard 3
Sonnenenergie Nutzungsformen Solarthermie: Wärme von der Sonne PV Anlage: Strom von der Sonne netzgekoppelte PV Anlagen (Einspeisung des erzeugten Stromes in die Netze der Stromversorger) netzferne PV Anlagen (Inselbetrieb). Sie arbeiten mit Akkumulatoren. 08.03.2012 Gotthard 4
Unterscheidung im Einsatz wichtig da Solarthermie Photovoltaik Keine bzw. wenig Gefahr Gefahr durch Strom Warmwasser Strom 08.03.2012 Gotthard 5
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 08.03.2012 Gotthard 6
Unterscheidung Photovoltaik und Solarthermie Photovoltaik Modul Meistens zwischen 5und 25 Modulen auf Einfamilienhäusern In den meisten Fällen Solarzellen sichtbar Silberne Linien die die einzelnen Solarzellen im Solarmodul verbinden (Drähte) 08.03.2012 Gotthard 7
Aufbau eines Photovoltaik Modul 08.03.2012 Gotthard 8
Photovoltaiksysteme Inselanlage Netzgekoppelte PV Anlage 08.03.2012 Gotthard 9
Photovoltaiksysteme Inselanlagen In unseren Breiten eher kleine Anlagen Versorgung von kleinen elektrischen Anlagen Kleine Hütten und Häuser Batterie speichern Energie Netzgekoppelte PV Anlage Die Anlagen sind fix mit dem Netz verbunden Erzeugter Strom wird verbraucht oder ins Netzeingespeist In den letzten Jahren sie häufigste Systemart Gefahrenpotential für Einsatzkräfte 08.03.2012 Gotthard 10
Montagearten Aufdachanlagen Dachparalell Dachintegrierte Anlagen Flachdachanlagen Fassadenintegrierte Anlagen Freiflächenanlagen Lärmschutzwände 08.03.2012 Gotthard 11
Komponenten eines Solarsystems PV Modul Wechselrichter Netzanschluss Anlagendokumentation 08.03.2012 Gotthard 12
Komponenten eines Solarsystems PV Modul Materialien: Solarzellen bestehen aus Silizium Dünnschichttechnologie ist Grundmaterial CdTe,CIS oder amorphes Silizium Aluminiumrahmen EVA Folie (Ethly Vinyl Acetat), TedlarLaminateoder Polyamid Folien Laminate, Polyesterfolien, Glas, Kupferdrähte, Kupferkabel Wirkungsgrad der Module 10 18% Lebensdauer bis 30 Jahre 08.03.2012 Gotthard 13
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 08.03.2012 Gotthard 14
Schematische Darstellung 08.03.2012 Gotthard 15
Schematische Darstellung 08.03.2012 Gotthard 16
Schematische Darstellung 08.03.2012 Gotthard 17
PHOTOVOLTAIKMODULE SOWIE ALLE DIREKTEN MODUL LEITUNGEN KÖNNEN (BEI TAGESLICHT) NICHT ABGESCHALTEN WERDEN! 08.03.2012 Gotthard 18
Gefahren für die Feuerwehreinsatzkräfte Beim Brandeinsatz: Gefahr durch Atemgifte Gefahr durch herabfallende Teile Gefahr der Ausbreitung Beim Brandeinsatz und Wasserschaden: Gefahr durch elektrischen Strom 08.03.2012 Gotthard 19
Gefahren durch Atemgifte Gefahren durch Atemgifte: größtenteils Verbrennungsprodukte, wie bei einem Zimmerbrand/Gebäudebrand Gefährdungspotenzial wie bei Gebäudebränden Ausbreitung über Lüftungsanlagen Schutzmaßnahmen Umluftunabhängigen Atemschutz einsetzen Lüftungsanlagen abschalten Personenrettung / Betroffene Bereiche räumen 08.03.2012 Gotthard 20
Gefahr durch herabfallende Teile Gefahren: Herabfallen von Teilen wie bei einem Gebäudebrand Verbundglas kann durch Erhitzen und / oder durch auftreffendes Löschwasser bersten und in Teile herumfliegen Erfahrungen und Versuche zeigen, dass Teile der Module nach Abbrand der darunter liegenden Dachkonstruktion durch den Brand beschädigt werden und nach innen fallen; die Tragkonstruktionen bleiben sehr lange bestehen Schutzmaßnahmen Beim Innenangriff erhöhte Dachlast beachten Trümmerschatten berücksichtigen Gefahrenbereich absperren 08.03.2012 Gotthard 21
Gefahr der Ausbreitung Gefahren: Kamineffekt bei Aufdach und Fassadenanlagen Weitgehend geschlossene Modulflächen können zur Behinderung der Arbeiten führen falls das Dach betreten werden muss die Öffnung der Dachhaut erforderlich sein sollte Ausbreitungsgefahr, falls Brandabschnitte vorschriftswidrig durch brennbare Modulteile überbaut werden Brandgefahr durch Lichtbogen bei beschädigten Anlagen Schutzmaßnahmen: Bauvorschriften beachten; Brandabschnitte; Flucht und Rettungswege freihalten Mögliche Brandausbreitung beobachten z.b. Wärmebildkamera Möglichen Lichtbogen sichern und Fachkraft hinzuziehen 08.03.2012 Gotthard 22
Gefahr durch elektrischen Strom Gefahr durch elektrischen Strom Leitungen vom PV Modul bis zum Wechselrichter lassen sich nicht abschalten Gefahr eines Lichtbogens durch hohen Gleichstrom (Lichtbögen bei Gleichstrom 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 elektrische Anlagen beachten 08.03.2012 Gotthard 23
Sicherheitsabstände 08.03.2012 Gotthard 24
Gefahren bei Hochwassereinsätzen 08.03.2012 Gotthard 25
Einsatzvorbereitung 1 Kenntnis über Vorhandensein von PV Anlagen aktuelle Datenversorgung zu bestehenden Anlagen für den Zuständigkeitsbereich der einzelnen Feuerwehren Hinweis Achtung PV Anlage Wie erkennt man PV Anlagen? (Erkundung vor Ort, Kennzeichnungen beachten) Kontakt mit Errichtern und Betreibern; Rufnummern Schulung der Einsatzkräfte (z. B. Anlagenbesichtigung) Gibt es Elektrofachpersonal in den eigenen Reihen? 08.03.2012 Gotthard 26
Einsatzvorbereitung 2 Welche Ausrüstung für Einsätze an elektrischen Anlagen ist vorhanden? Ist diese für zu erwartende Aufgaben geeignet? Anschlusskabel an Versorgungsnetze sind Privateigentum (d.h. sie fallen nicht in die Zuständigkeit der Energieversorger) vorhandene Feuerwehrpläne überarbeiten/anpassen Übersichtspläne helfen der Feuerwehr (Muster) und Anlagenpläne den Fachkräften 08.03.2012 Gotthard 27
Übersichtplan für die Feuerwehr 08.03.2012 Gotthard 28
Einsatzdurchführung Überblick über die Anlage verschaffen: Ist die Anlage oder sind Teile der Anlage betroffen? Welche Komponenten sind beschädigt Schäden liegen vor? Wo befinden sich die Module/Leitungen/Wechselrichter? Wo sind die AC Sicherungen bzw. ist die DC Trennstelle? Einsatzkräfte auf die erkannten Gefahren hinweisen wechselseitige Kommunikation zwischen Führung Mannschaft Gefährdungsbereiche absperren DC Trennstelle betätigen; je nach Lage und Vorhandensein, spannungsführende Teile beachten; Abstand,... 08.03.2012 Gotthard 29
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 (www.pvcycle.org) erfragt werden 08.03.2012 Gotthard 30
Sicherheit für Einsatzkräfte Schutzziel: Vermeidung von Berührungsspannungen größer 120 V DC im Einsatzfall Lösungsmöglichkeiten: sichere Leitungsverlegung, Sprühgel, Feuerwehrschalter, Sicherheitselement, Intelligente Module / Anschlussdosen Realisierung: Die Lösungen sind teilweise noch in der Entwicklung, Normung bzw. Markteinführung Wo wird welche Technik notwendig sein? 08.03.2012 Gotthard 31
Feuerwehrschalter Einbau so Nahe wie möglich an der Dacheintrittsstelle der DC Leitungen Auslösung durch Betreiber oder Feuerwehr durch Nottaster Automatisch durch Unterspannungsauslöser Wegschalten der Netzversorgung 08.03.2012 Gotthard 32
Feuerwehrschalter 08.03.2012 Gotthard 33
Einsatzbeispiele Deutschland 08.03.2012 Gotthard 34
Einsatzbeispiele Deutschland 08.03.2012 Gotthard 35
Einsatzbeispiele Deutschland 08.03.2012 Gotthard 36
Einsatzbeispiele Deutschland 08.03.2012 Gotthard 37
Einsatzbeispiele Deutschland 08.03.2012 Gotthard 38
Einsatzbeispiele Deutschland DANKE für Ihre Aufmerksamkeit! Und Gut HEIL 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 OBR Ing. Martin Mitterecker Brandverhütungsstelle Landesfeuerwehrverband Burgenland 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 08.03.2012 Gotthard 39