Stromschlag durch PV-Anlagen z.B. bei Feuerwehreinsätzen

Was alles passiert beim Betrieb von Solaranlagen

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Re: Stromschlag durch PV-Anlagen z.B. bei Feuerwehreinsätzen

Beitragvon P.Voltologe » 19.03.2010, 10:50

Mir scheint im Grunde schon ein Kurzschluss im Kopfe des Betrachters, weil oft mit Wasser und Strom das Bild mit dem Föhn in der Badewanne in den Köpfen aufsteigt.
Dieses Gefährungsbild ist aber bei Feuerwehreinsätzen mit Löschwasser, wo die bereits vorgeschriebenen Mindestabständen beim Löschen eingehalten werden, unerheblich. Man hat ja schon gemessen und probiert und deshalb diese Abstandsregeln ersonnen. Die Gefährdung ist bei jedem Industrieproduktionsbetrieb oder z.B. Trafostation oder Galvanik-Anlage, wenn dort gelöscht werden müsste, ähnlich.

Das aus dem Leitungsrohr spritzende Löschwasser ist nicht per'se leitfähig. Ich denke die mechanischen Gefahren (stürzende Module, spliternde Gläser) sind mindestens in der gleichen Größenordung und auch da dienen Abstände um die Gefährdung einzudämmen.

Das an einem Brandort eine deferenzierte Entscheidung nach Erdungssystemen und -arten, Modul- Isolationsmaterialen, Wechselrichtertypen, Absicherungselementen vollzogen werden könnte, kann man komplett vergessen.

Man sollte aus Eigennutz eine schematische Dokumentation der eigenen Anlage mit der örtlich zuständigen Feuerwehr durchgehen, um ihr bevor irgendetwas brennt, die Lage der wichtigsten Betriebsmittel, Verbindungskabel und Freischaltstellen bekannt zu machen. Ob das im konkreten Brandfall später nützt, ist doch sehr von der örtlichen Lage abhängig und ob die Personen mit denen man geredet hat, überhaupt dort waren. Es dient also mehr der Beruhigung und schadet nicht.
Schön wäre es, wenn diese Mindestanforderung zu der Dokumentation bei der Anlagendokumentation des Errichters (Solateur) bereits berücksichtigt würde, was beim Preisdruck vermutlich Illusion bleibt. Aber die Versicherungen könnten hier durchaus einen Mindeststandard nach Abstimmung mit den Feuerwehren fordern (eventuell prämienstimulert).

Zitierte Zeitungsartikel kann man im Zusammenhang mit Brandlöscheinsätzen als Informationsquelle komplett vergessen, weil dort nur Emotionen verkauft werden und sehr selten Sachinformation, die oftmals von den Redakteueren nicht mal verstanden werden und deshalb lieber gleich weggelassen werden. Manchmal stimmen Ort und Uhrzeit.

Grüße
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Re: Stromschlag durch PV-Anlagen z.B. bei Feuerwehreinsätzen

Beitragvon HybrídSolar » 19.03.2010, 11:39

Ich möchte mich jetzt auch mal dazu äußern.
Grundsätzlich gehe ich ja von einem Brandfall aus der vom Inneren des Gebäudes nach außen stattfindet.
Weiterhin sehe ich bei Berichterstattungen in der Regel starke Rauchentwicklung.
Angenommen der Brand beginnt in der Mittagszeit und der Dachstuhl ist schon in Mitleidenschaft gezogen, die Temperatur an den Unterseiten der PV-Anlage hat schon die kritische Marke erreicht die DC-Verkabelung und Rückseitenfolie inklusive Kontaktierung beschädigt.
Die AC-Freischaltung der Hütte durch die FW vor Beginn der Brandbekämpfung ist vorbildlich erfolgt, ich gehe also trotzdem von einer Rückspeisung in das Hausnetz über den Einspeisezähler aus.
Gemäß der Norm IEC 60364-7-712 ist bei einer Photovoltaik-Anlage eine DC-Freischalteinrichtung zwischen den Modulen und dem Wechselrichter anzubringen, diese ist in der Regel schon im Wechselrichter integriert.
Wenn eine Fehlfunktion festgestellt wird (Isolationsüberwachung und einen Überspannungsfeinschutz) wird meinem Verständnis nach die DC-Seite getrennt und der Wechselrichter speist nicht Rückwärts in das Hausnetz, ist doch so oder?

Die DC-Spannung der Strings sinkt bei Teilbeschattung (Schattenwurf durch Brandqualm) erheblich.
Da durch das Verbrennen der Isolation der Modulanschlusskabel, der DC-Verkabelung zum WR oder Modulanschlussdose die ENS einen Fehler feststellt müsste dieses Problem für die Kameraden ja erstmal gelöst sein.
Wenn jetzt einzelne Module noch in Reihe Leistung erbringen, nicht durch Isolationsfehler kurzgeschlossen oder getrennt sind treten also noch Teilspannungen auf, die auch größer der maximalen zulässigen DC-Schutzkleinspannung von 120V sein kann.
Der Löschstrahl muss also z.B. die positive Spannung + zum Rohr leiten und der Kamerad irgendwie an - liegen oder - an Masse und die nassen Stiefel und Socken Erdkontakt haben, dann wird es wohl noch zusätzlich kribbeln.

Irgendwann werden die PV-Module wohl Glasbruch haben oder Teile der PV-Schicht durch die Gegend fliegen. Da kommt es meiner Ansicht nach zu größeren Problemen.

Vielleicht macht es ja Sinn zukünftig in Modulanschlussdosen oder den Steckverbindungen der einzelnen Module entsprechende Kurzschlusseinrichtungen zu entwickeln die eine DC-Spannung im Verbindungskabel verhindert. Dann sind ja nur die einzelnen PV-Generatoren zu betrachten und die haben in der Regel eine Modulspannung kleiner 120V.

mit sonnigen Grüßen,

Steffen
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Re: Stromschlag durch PV-Anlagen z.B. bei Feuerwehreinsätzen

Beitragvon jodl » 19.03.2010, 12:10

das von dir da geschilderte Szenario ist eigentlich nicht relevant
die Wechselrichter und die ENS kannst du im Brandfall vergessen bzw. als nicht existent betrachten!
ganz einfach, weil durch die normalerweise zu erfolgende Freischaltung des Gebäudes diese ohne Funktion sind
(und wenn noch nicht freigeschaltet ist, dann ist die Gefährdung durch die anliegende Netzspannung mit und ohne Wechselrichter gleich)
die Gefahr liegt also folglich (eigentlich NUR) auf der Gleichstrom-Seite
wenn der Dachstuhl bereits so brennt, daß die Rückseitenfolie und die Verkabelung verbrannt sind,
dann ist es meistens auch nicht mehr möglich hier durch Löschwasser viel zu retten
oder der Löschende ist eh so weit entfernt daß die Sicherheitsabstände eingehalten sind

"Die DC-Spannung der Strings sinkt bei Teilbeschattung (Schattenwurf durch Brandqualm) erheblich"
darauf kann sich doch niemand verlassen. Was passiert dann wenn der Wind sich dreht?

Eigentlich ist in der Praxis als Gefährdungssituation (in "elektrischer" Hinsicht) nur relevant, daß bei Innenlöscharbeiten - bei eingeschränkter Sicht durch Atemschutz, Brandrauch, Dampf... - ein bzw. mehrere nicht mehr isoliertes Stringkabel mit Löschwasser in Kontakt kommt und die Sicherheitsabstände nicht eingehalten werden können, z. B. weil man nicht sieht wo man hinspritzt!
ich hoffe daß ich das jetzt als Nicht-Elektriker richtig ausgedrückt habe
inwieweit bei diesem Szenario die von Elektron angesprochene Erdungs-Geschichte in Frage kommt, sollen EL-Fachkundige beurteilen?

Gruß,
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Re: Stromschlag durch PV-Anlagen z.B. bei Feuerwehreinsätzen

Beitragvon P.Voltologe » 20.03.2010, 13:34

HybrídSolar hat geschrieben:Ich möchte mich jetzt auch mal dazu äußern.
...
Vielleicht macht es ja Sinn zukünftig in Modulanschlussdosen oder den Steckverbindungen der einzelnen Module entsprechende Kurzschlusseinrichtungen zu entwickeln die eine DC-Spannung im Verbindungskabel verhindert. Dann sind ja nur die einzelnen PV-Generatoren zu betrachten und die haben in der Regel eine Modulspannung kleiner 120V.

mit sonnigen Grüßen,

Steffen


Der Ansatz ist vermutlich der beste! Temperatur- und stromabhängige Vereinzelung bereits vom Hersteller der Module im Anschlusskasten eingebaut. Zwar eine weitere Komponente, doch im Fertigungsprozess am besten auf Langlebigkeit auslegbar und die sichere Funktionsweise zu gewährleisten.

Frage: Freiwillig, prämienmotiviert oder gefordert?

Grüße
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Re: Stromschlag durch PV-Anlagen z.B. bei Feuerwehreinsätzen

Beitragvon Elektron » 20.03.2010, 13:47

P.Voltologe hat geschrieben:
HybrídSolar hat geschrieben:Ich möchte mich jetzt auch mal dazu äußern.
...
Vielleicht macht es ja Sinn zukünftig in Modulanschlussdosen oder den Steckverbindungen der einzelnen Module entsprechende Kurzschlusseinrichtungen zu entwickeln die eine DC-Spannung im Verbindungskabel verhindert. Dann sind ja nur die einzelnen PV-Generatoren zu betrachten und die haben in der Regel eine Modulspannung kleiner 120V.

mit sonnigen Grüßen,

Steffen


Der Ansatz ist vermutlich der beste! Temperatur- und stromabhängige Vereinzelung bereits vom Hersteller der Module im Anschlusskasten eingebaut. Zwar eine weitere Komponente, doch im Fertigungsprozess am besten auf Langlebigkeit auslegbar und die sichere Funktionsweise zu gewährleisten.

Frage: Freiwillig, prämienmotiviert oder gefordert?

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Die Berufsfeuerwehr in München hat auf Ihre Homepage eine Präsentation in der solche Sicherheitsschalter vorgestellt werden.
Unter http://www.feuerwehr.muenchen.de/bd70au ... idx_76.htm findet man folgende Folien:

sicherhheitselement.jpg


sicherhheitselement2.jpg


Ich meinte auch von einer Anlage aus der Schweiz gehört zu haben die an einer Autobahn aufgebaut ist in der man die Module mit Kurzschluss-Schalter ausgerüstet hat.
Müsste ich nochmals genauer in der Schweiz recherchieren.

Gruß Elektron
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Re: Stromschlag durch PV-Anlagen z.B. bei Feuerwehreinsätzen

Beitragvon P.Voltologe » 21.03.2010, 09:42

Die Dinger habe ich auch schon gesehen.
Jede zusätzliche externe Sicherheitskomponente hat zwei Nachteile: Der, der es einbaut muss verstanden haben, wie es richtig funktionieren soll und er kann dennoch Fehler beim Einbau machen. Diese Störeinflüsse könnten besser ausgeschaltet werden, wenn die elektrische Modulvereinzelung bei Überlastung im Moduldesign berücksichtigt würde und gleich mit eingebaut wäre.

Grüße
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Re: Stromschlag durch PV-Anlagen z.B. bei Feuerwehreinsätzen

Beitragvon rrc » 21.03.2010, 21:03

Hallo,
die Gefahren auf der DC-Seite werden noch oft unterschätzt. Eine Hauptgefahrenquelle stellt die nicht abschaltbare Gleichspannung des Solargenerators dar. Anders als bei Wechselstromkreisen gibt es hier (noch) keine Sicherung (z.B. Schmelzsicherung oder Sicherungsautomat), die bei einem Kurzschluß den Stromkreis automatisch unterbrechen würde. Daher besteht im DC-seitigen Kurschlußfall die Gefahr eines Lichtbogens und somit Brandgefahr.
[Vgl. auch den Thread "Kabelbrand durch falsche Montage (Flammenbildung)", am 7.3.10 in Hüde bei Diepholz; s. auch Zeitungsartikel dort.]

(Der oben von Hybridsolar erwähnte und üblicherweise in die Wechselrichter integrierte DC-Trennschalter erfüllt diese Aufgabe nicht).
Bis zum Wechselrichter-Eingang steht die vom PV-Generator kommende DC-Hauptleitung unter Gleichspannung von einigen Hundert Volt !
Beim Brandfall in Hüde soll der Wechselrichter noch gar nicht angeschlossen gewesen sein. )

Ich habe folgenden interessanten Vortrag von Prof. Dr. H. Häberlin (Berner Fachhochschule) über "Sicherheitsrelevante Aspekte bei PV-Anlagen" gefunden, der die Risiken sowie einige Brandfälle beschreibt (verursacht durch Solaranlagen) und auch über einige Lösungsansätze berichtet.
-> http://labs.ti.bfh.ch/fileadmin/user_up ... -pro-S.pdf
In den Dias 27 und 28 wird der oben (von Elektron) gezeigte Sicherheitsschalter diskutiert. Nachteile:
- längere und kompliziertere Verkabelung (zwecks Auftrennung der Modulstränge in Sektionen mit Udc<=120V)
- weiteres kritisches Element im Leitungsstrang, dessen Zuverlässigkeit offenbar noch umstritten ist.

Wenn die einschlägigen Vorschriften und Sicherheitsnormen eingehalten werden (insbes. auch bei der Installation), dann sind die Gefahren beherrschbar bzw. zumindest minimierbar. Zum Thema "Brandschutz bei PV Anlagen":
-> http://www.solarwirtschaft.de/fileadmin ... schutz.pdf

Gruß
rrc
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Re: Stromschlag durch PV-Anlagen z.B. bei Feuerwehreinsätze

Beitragvon Elektron » 26.05.2010, 06:09

Hallo,

die Firma Moeller präsentiert erstmalig auf der Intersolar 2010 einen "PV-Feuerwehrschalter" - den "SOL30-Safety":

.....Beim "SOL30-SAFETY" handelt es sich um einen DC-Lasttrennschalter (32 A) im IP65-Gehäuse. Dieser wird in unmittelbarer Nähe der PV-Module montiert und in die Gleichstromleitung zum Wechselrichter eingefügt. Der "PV-Feuerwehrschalter" bietet zwei Schaltstellungen. In der Schaltstellung POWER wird der Strom von den PV-Modulen zum Wechselrichter durchgeleitet. In der Schaltstellung SAFETY werden beide Gleichstromleitungen unterbrochen - hierbei ist der Schalter außerdem abschließbar, so etwa für Wartungsarbeiten in größeren Solaranlagen. Durch den integrierten Unterspannungsauslöser kann der Schalter aber auch von einem entfernten Standort mittels eines "PV-Aus-Tasters" betätigt werden. Trennt die Feuerwehr im Brandfall das komplette Haus vom Stromnetz, so führt dies automatisch zur Auslösung des "PV-Feuerwehrschalters" und somit zur Spannungsfreischaltung der PV-Leitungen. Eine Gefährdung der Einsatzkräfte im Brandfall - aufgrund Spannungsführender Gleichstromleitungen - ist somit gänzlich ausgeschlossen.........

Quelle: http://www.moeller.net/de/company/news/ ... halter.jsp

Gruß Elektron
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Re: Stromschlag durch PV-Anlagen z.B. bei Feuerwehreinsätze

Beitragvon Retrerni » 06.06.2010, 18:51

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Re: Stromschlag durch PV-Anlagen z.B. bei Feuerwehreinsätze

Beitragvon jodl » 06.06.2010, 18:58

hab ich auch grad gesehen
das war nur "alter Käse neu aufgewärmt"
keine neuen Erkenntntisse
jodl
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