Auch auf die Gefahr hin, mich hier unbeliebt zu machen, will ich mal auch noch meinen Senf dazu geben:
Im Zusammenhang mit dem Brand an der PVA in Bürstadt in 2009 habe ich mich mit dem Thema befaßt.
Es ist tatsächlich so, daß in den Anlagen, bei hinreichender Größe, Lichtbögen entstehen können. Das ist seit Jahren bekannt und unbestritten. Es gibt seit Mitte der 90er viele Veröffentlichungen und mindestens ein Buch darüber. Umsonst beschäftigen sich die Leute vom TÜV sicher nicht damit. Gegen den Lichtbogen im Falle eines Fehlers kann man etwas tun, gegen einen Ausfall in der Anlage selbst (s.u.) eher wenig.
Zum Bericht selbst:
Der Augenzeuge (Hr. Wotzke) hat gesagt: 'Es ging los in der Mitte der Anlage. Erst war es nur Qualm und Ruckzuck war es ein Riesenfeuerball...'
-> Da die Anlage mitten auf dem Dach montiert war, hätte sich ein Feuer von innen erstmal unbemerkt durch die Dachhaut fressen müssen. Das ist sicher denkbar, paßt dann aber nicht zur Geschwindigkeit mit der die Anlage in Flammen stand. Als der Brand auftrat, war es März und die Besitzer waren nicht daheim. Man kann schon davon ausgehen, daß jemand der sich, energetisch bewußt, eine PVA anschafft, im Winter die Fenster geschlossen hält. Für ein Feuer von innen war bei den modernen Fenstern deshalb das Sauerstoffangebot sicher begrenzt.
Es war klarer Himmel und die Sonne stand, zumindest von ihrer Höhe her, ziemlich senkrecht zur Modulfläche bei (4:54 im Beitrag v. 21.11.2011). Es gab also richtig Strom.
Kurz: Es spricht einiges dafür, daß tatsächlich die Photovoltaikanlage zuerst gebrannt hat und deswegen als brandauslösend anzusehen ist.
Zu den bisherigen Kommentaren:
Natürlich brennt Aluminium so ohne weiteres nicht, wenn man ein Streichholz dran hält.
Unter bestimmten Voraussetzungen aber schon. So ist es als Pulver leicht entzündlich und besitzt eine Gefahrenklasseneinstufung:
http://de.wikipedia.org/wiki/AluminiumIch habe nicht das Wissen zu beurteilen, ob es im aufgeschmolzenen Zustand sicher brennt, aber das bei einem Lichtbogen Aluminium aufgeschmolzen wird und sogar verdampft, habe ich selbst beobachtet. Wenn ein Pulver brennt, wird Dampf das wahrscheinlich auch tun, vielleicht sogar explosionsartig. Das mögen die Experten beurteilen.
Es wird niemand ernsthaft behaupten, daß die bei Modulen und Leitungen verwendeten Kunststoffe unbrennbar sind. Sie brennen, da mit Brandhemmern versehen, lediglich nicht so schnell. Die Amerikaner fordern in ihren Normen z.B. UL60950 explizit den Einsatz derartiger Kunststoffe (gemäß entsprechender Brandklassen V0, V1, V2 etc.), wenn die in einem Gerät umgesetzte Leistung 15W überschreiten kann. Wohl wissend, daß man den Brand damit nicht völlig verhindern, aber recht gut erschweren kann. Dadurch gewinnt man Zeit zur Branderkennung und -bekämpfung.
Ein Lichtbogen mit 5000-6000K bringt sowohl das Aluminium mit Sicherheit zum Schmelzen und Verdampfen als auch schwer brennbare Kunststoffe in Brand. Wenn das passiert, kann das Lichtbogenplasma (solange noch Strom fließt) durch elektrodynamische Kräfte aus der Ebene in der der Strom fließt abgelenkt werden. Der Strom floß hier in einer Ebene parallel zum Dach. Es braucht also nicht unbedingt Benzin, um die Flammen (die eigentlich auch nur eine Art Plasma sind)
in diesem Augenblick senkrecht zur Dachfläche und nicht geradewegs nach oben wegbrennen zu lassen. Empfindliche Zeitgenossen mögen das als Explosion wahrnehmen.
Was der Herr Fischer, als vermeintlicher Experte, da im Fernsehbericht von November 2011 so von sich gibt, ist sicher kritisch zu hinterfragen. Aber hier etwas zum Nachdenken:
1) Eine Photovoltaikanlage ist eine energietechnische Anlage, in der Elektronik, nämlich die Solarzellen, verbaut ist.
2) Jede Elektronik fällt aus. Die Frage ist nur wann, wie und mit welchen Folgen.
3) Mit dem Ausfall von Elektronik haben sich schon viele Leute befaßt, so daß die Erkenntnisse als einigermaßen gesichert gelten können.
Wie sieht das nun bei einer PVA aus?
Dazu nimmt man eine Modellanlage, sagen wir mit ca. 10kWp bestehend aus Modulen Schott Perform Poly 225 (Es gehen natürlich auch alle anderen, aber mit irgendwas muß ich hier ja mal rechnen!) Ich spendiere der Anlage zwei Wechselrichter mit je 5kW, also zwei Strings mit je 22 Modulen mit jeweils einem WR und lasse das Ganze fachgerecht installieren.
Der Ausfall eines einzelnen Bauelementes wird als exponentialverteilt angenommen und soll hier mal zum Ausfall der gesamten Anlage führen. Weil ich ja nur wissen will, ob in der Anlage etwas kaputtgegangen ist.
1) Ausfallrate Modul:
Ein Modul enthält 60 einzelne Solarzellen mit einer (FIT-)Ausfallrate von 3 (einfache Si-Diode): 60x3 = 180
Dazu kommen 4 Kontaktierungen (2x Anschlußdose-Busbar, 2x Anschlußdose-Kabel) mit Ausfallrate 1: 4x1 = 4
Das heißt FIT-Ausfallrate Modul = 180+4 = 184
2) Ausfallrate String:
Ein String enthält 22 Module mit Ausfallrate 184: 22x184=4048
Die Module sind alle in Reihe. Es gibt also 22+1 Kontaktstellen die wegen Crimp-Steck-Crimp mit Ausfallrate 12 bewertet werden müssen: 23x12=176
Das heißt FIT-Ausfallrate String = 4324
Dabei habe ich so getan, als seien die an den Stringenden befindlichen Module direkt am Wechselrichter angesteckt.
Also ohne Schalter.
3) Ausfallrate Anlage:
Die Anlage enthält 2 Strings mit Ausfallrate 4324: 2x4324=8648.
4) mittlere Betriebszeit bis Anlagenausfall:
Die mittlere Betriebszeit bis zum Fehler MTTF= 1/Ausfallrate beträgt damit 115634h.
In der Hälfte des Jahres, wenn nachts die Sonne nicht scheint, wird die Anlage nicht betrieben. Mein Jahr hat deshalb nur 4380h. (Man kann auch mit der halbierten Ausfallrate, also MTTF= 231268h und dem ganzen Jahr rechnen)
Damit ist die mittlere Betriebszeit dann recht genau 26,4 Jahre. Und zwar nur für den eigentlichen Generator. Der Wechselrichter ist hier NICHT dabei. Wenn man den mit einbezieht, wird es noch schlechter.
So, nun könnte man sich zurücklehnen und sagen: 26 Jahre, interessiert mich nicht.
ABER 1: Das ist nur die mittlere Betriebszeit!
Es bedeutet, daß es durchaus Anlagen gibt, die deutlich früher ausfallen. Und zwar mit einer gewissen Wahrscheinlichkeit p zu einem bestimmten Zeitpunkt t. Die bekommt man über die Verteilungsfunktion p = F(t) = 1-exp(-Ausfallrate*t).
Vielleicht mal drei markante Zeitpunkte für eine vorgegebene Ausfallwahrscheinlichkeit dieser Anlage wenn man nichts tut:
10%: 2,8 Jahre (d.h. alle drei Jahre lohnt eine Inspektion bestimmt)
50%: 18,3 Jahre (da hat dann vielleicht schon mal etwas geschmort)
90%: 60,8 Jahre (tja, und das werden viele von uns und die Anlage nicht mehr erleben: also egal)
Das heißt, die Wahrscheinlichkeit dafür, daß in der Anlage etwas kaputtgegangen ist, beträgt nach 2,8 Jahren 10%.
ABER 2: Die Schätzung hinkt. Sie ist eher optimistisch, weil erstens die Diodenausfallrate wahrscheinlich deutlich höher ist, da die Solarzellen durchaus als Leistungsdioden betrachtet werden können (dann stehen sie mit Ausfallrate 50 zu Buche!). Und zweitens der zusätzliche mechanische Streß durch Wind, Schneelast, unsichtbare Vorschädigungen bei Herstellung und Montage aufgrund der Baulementegeometrie (zerbrechliche dünne Scheibe) keinerlei Berücksichtigung findet.
In dem Filmbeitrag sind deutlich zwei heißere Zellen in einem Modul zu erkennen. So etwas tritt also wirklich auf. Ob das hier schon eine ernsthafte Gefahr bedeutet, kann nicht beurteilt werden, da man die Skalierung der Thermografiekamera nicht kennt und eine geringfügig höhere Temperatur nicht unbedingt ein Fehler sein muß.
ABER 3: Anlagenausfall heißt nicht automatisch Brand, sondern nur, daß etwas nicht mehr so ist, wie es eigentlich sein sollte.
Es ist auch nicht so, daß am Tage die Sonne permanent mit 1000W/m^2 schiene. Nur dann gibt es das volle Lichtbogen-Risiko. Bei der Hälfte der Einstrahlung sinkt das Risiko bereits rapide, da dann die Ströme entsprechend geringer sind.
Nur deshalb ist wahrscheinlich noch nicht mehr passiert.
ABER 4: Wenn ich mir die Ursachen so ansehe, da kann ich ja (bei Ausfallraten Module:Steckverbindungen = 4048:176) als Errichter und Betreiber fast gar nichts tun? Ja, das ist leider wirklich so. Einmal ordentlich installiert, bleibt einem tatsächlich nur noch eine regelmäßige Inspektion. Eine Führung der Leitungen in Rohren, wie sie hier im Forum immer wieder angesprochen wird, rettet die Situation NICHT, da sie nicht vor den überwiegend auftretenden Längsfehlern in meiner Anlage schützt. Man kann jetzt natürlich auch mal die Modulhersteller fragen, was sie so tun wollen. Das zitierte Forschungsprojekt vom TÜV Rheinland und Co. wird z.B. die Ausfallrate der Module senken helfen. Auf Null geht sie deshalb noch lange nicht.
5) Ausfallrate Solarkraftwerk Deutschland:
Es sind (Stand 2010) ca. 17,37GWp installiert, also 1737000 solcher 10kWp-Anlagen.
Wenn man das jetzt mal nach dem gleichen Prozedere hochrechnet, dann werden aus den 115634h recht genau 4min und mit meinem 12h-Tag kommt man auf Zeitdauern für entsprechende Ausfallwahrscheinlichkeiten:
10%: 0,8min
50%: 5,5min
90%: 18,4min
95%: 24,0min
Wenn eine Wahrscheinlichkeit für ein Ereignis mit 95% angegeben wird, gilt es praktisch als sicher. Es wird also eine Anlage betroffen sein. Die Frage ist nur, wo sie sich befindet und bei wem. Ich laß dabei außen vor, daß es auch deutlich größere und kleinere Anlagen als 10kWp gibt und auch schönere Verteilungsfunktionen für Bauelementeausfälle. Das ändert an der Grundaussage nichts.
Und wenn in allen insgesamt in Deutschland installierten Anlagen alle 24min ein Ausfall auftreten kann, wird auch
irgendwann einer mit Lichtbogen dabei sein. Und der kann zum Brand führen, wenn genügend Leistung dahinter steckt.
Die 15W der Amerikaner sind dafür sicher ein guter Anhaltspunkt.
FAZIT: Die von Herrn Fischer in dem Beitrag von November 2011 benannten Anlagen würde ich deshalb ohne Zögern glauben, wenn er eine entsprechende Einstrahlungsdichte zum Zeitpunkt der Brandentstehung nachweist. Aber, wie gesagt, es ist nicht mit jedem Ausfall auch wirklich ein Lichtbogen verbunden.
Bevor mich jetzt jemand hier in der Luft zerreißt:
Alles, was ich aufgeschrieben habe, sind keine Halbwahrheiten, sondern steht in einschlägigen Normen und Büchern. Es kann z.B. auch bei Wikipedia nachgelesen werden. Man muß es nur wollen. Außerdem hoffe ich, mich nicht verrechnet zu haben und bitte tunlichst um Vergebung, falls das doch der Fall sein sollte.
Wenn mir aber jetzt immer noch jemand sagt 'Es kann nichts passieren', fällt mir nur ein 'Träum weiter, bis Deine Hütte brennt'.
Außer nachts. Da kann man in jedem Fall ruhig schlafen, dann ist es dunkel.
Dunderklumpen