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Gefahren von Photovoltaikanlagen

Sinnvoll: Hinweisschilder für Einsatzkräfte helfen bei der Einsatzplanung.
Links: PV-Hinweisschild nach VDE-AR2100-712 - Rechts: PV-Speichersystem-Hinweisschild nach dem ZVEH/BSW-Speicherpass.

Wer sich mit dem Gedanken trägt, eine PV-Anlage auf dem eigenen Dach zu installieren, sollte auch um die Gefahren wissen, die von dieser ausgehen. So ergeben sich verschiedene Gefahren für Menschen, Tiere und die Umwelt, die fast alle auf die erhöhte Brandgefahr einer Solaranlage zurückzuführen sind. Elektromagnetische Felder und Elektrosmog sind weitere mögliche Gefahren, die Beachtung finden sollten. Außerdem beeinträchtigt die Installation einer PV-Anlage grundsätzlich die Statik eines Hauses. Hier kann es bei nicht ausreichend durchgeführten Planungsmaßnahmen zu einer erhöhten Einsturzgefahr kommen.

Gefahren der PV-Anlage durch elektromagnetische Felder

Die elektromagnetischen Felder der Solaranlagen entstehen grundsätzlich durch das Zusammenwirken von mindestens zwei physikalischen Größen: Dem elektrischen Feld und dem magnetischen Feld. Diese Felder können nicht nur von Solaranlagen, sondern generell von allen elektrischen Geräten erzeugt werden. Von Elektrosmog ist die Rede, wenn eine bestimmte Größenordnung der elektromagnetischen Felder erreicht wird. Alleine aufgrund der Größe der PV-Anlage geht man deshalb bei dieser auch vom Elektrosmog aus.

Dabei gibt es gesetzliche Regelungen für die Grenzwerte elektromagnetischer Felder. Diese sind im Bundes-Immissionsschutzgesetz von 1996 festgelegt. So heißt es im Gesetz, dass Niederfrequenzanlagen eine elektrische Feldstärke von 5.000 Volt/Meter und eine magnetische Flussdichte von 100 Mikrotesla nicht überschreiten dürfen. Wie hoch der Elektrosmog bei klassischen Haushaltsgeräten ist, zeigt folgende Aufstellung:

Haushaltsgerät Elektrisches Feld (V/m) Magnetisches Feld (µT)
In 30 cm Entfernung In 1 m Entfernung
Bügeleisen 120 0,1-0,3 0,01-0,03
Kühlschrank 120 0,01-0,3 0,01-0,04
Haartrockner 80 0,1-7 0,01-0,3
Toaster 80 0,06-1 0,01-0,02
Kaffeemaschine 60 0,1-0,2 0,01-0,02
Radiowecker 120 0,1-1 0,01-0,02

Die Werte sind damit sehr weit von den Grenzwerten entfernt. Etwas anders berechnet man die Grenzwerte für PV-Anlagen. Beim magnetischen Gleichfeld sollte das magnetische Feld maximal 50 µT aufweisen. Aus baubiologischer Sicht wird für die Bereiche der PV-Anlage im Wechselfeld ein maximaler Wert von 0,2 µT empfohlen. Die elektrische Feldstärke sollte im Wechselfeld nicht mehr als 10 V/m in der Nacht bzw. 20 V/m am Tage aufweisen.

Generell ist der Elektrosmog, der von PV-Anlagen ausgeht, allerdings eher unbedenklich. Meist entstehen elektromagnetische Felder in weitaus größerem Maße durch andere „strahlende“ Dinge in der Umgebung. Typische Beispiele dafür sind:

  • Induktionskochfelder
  • beheizbare Wasserbetten
  • WLAN/Bluetooth
  • schnurlose Telefone
  • Energiesparlampen

Brände sind die größte Gefahr von Photovoltaikanlagen

Weitaus größer als der Elektrosmog ist allerdings die Brandgefahr, die von PV-Anlagen ausgeht. Sie beeinträchtigt Mensch, Tier und Umwelt gleichermaßen. Hier sind zunächst die erhöhten Gefahren durch die Freisetzung giftiger Gase beim Abbrennen von PV-Anlagen zu nennen. Sie beeinträchtigen die Feuerwehrleute, die Tiere in der Umgebung und auch die Umwelt insgesamt.

Brand ist das größte Risiko bei einer Photovoltaikanlage. Auch das Löschen gestaltet sich sehr schwierig.

Bei einem Brand kann es ebenfalls immer wieder zum Herabfallen von Glassplittern, Bruchteilen der Module selbst oder Befestigungsteilen kommen. Dadurch werden Mensch und Tier in unmittelbarer Umgebung ebenfalls gefährdet.

Außerdem kann es zu Lichtbögen kommen und einer erhöhten Gleichspannung. Das Löschwasser gilt dabei als leitend und kann den Effekt sogar noch verschlimmern und zu weiteren Bränden führen.

Wo liegt das Problem beim Löschen eines PV-Brandes?

Steht ein Gebäude in Flammen, unterbricht die Feuerwehr vor dem Löschen die Hauptstromzufuhr des Hauses. So werden Stromschläge vermieden, die für die Feuerwehrleute gefährlich werden können. Bei einer PV-Anlage ist diese Unterbrechung der Hauptstromzufuhr allerdings nicht so einfach möglich: Zwar liefert der Wechselrichter keinen Strom mehr ans öffentliche Stromnetz, wenn die Hauptstromzufuhr unterbrochen ist, jedoch stehen die Leitungen zwischen den PV-Modulen und dem Wechselrichter auch weiterhin unter Strom, wenn die Sonne scheint. Auch wenn es sich dabei um Gleichstrom handelt, kann dieser zur Gefahr werden.

Löschwasser leitet Strom und stellt eine Gefahr für die Einsatzkräfte dar.

Zu beachten ist außerdem, dass das Löschwasser Strom leitet. Zwar handelt es sich um einen eher schlechten Leiter, trotzdem sind bestimmte Sicherheitsabstände zu elektrischen Anlagenteilen einzuhalten. Diese betragen

  • mindestens einen Meter bei Sprühstrahl und
  • mindestens fünf Meter bei Vollstrahl.
Feuerwehrschalter zur Minimierung der Brandgefahren von PV-Anlagen?

Aktuell erprobt man Feuerwehrschalter. Diese Schalter sind nah am Modul angebracht. Sie sollen die Gleichstromkabel, die zum Wechselrichter führen, stromlos setzen, wenn es zum Brand kommt. Dabei können die Feuerwehrschalter ihre Aufgabe sofort ausführen, wenn die Hauptstromzufuhr unterbrochen wird oder wenn sie manuell betätigt werden.

Wie entstehen Lichtbögen an der PV-Anlage?

Lichtbögen gehören zu den häufigsten Ursachen für Brände an PV-Anlagen. Sie entstehen zwischen den beiden gegensätzlichen Polen einer Gleichstromspannung. Diese Spannung besteht zwischen den Modulen und dem Wechselrichter einer PV-Anlage. Häufige Ursachen für Lichtbögen sind wiederum beschädigte Kabelisolierungen und lose Stecker.

Schutzmaßnahmen, um Brände an PV-Anlagen zu vermeiden

Um dieser Gefahr vorzubeugen, sollten die Kabelwege der Gleichstromspannung möglichst kurz gehalten werden. Auch Marder, die die Kabel gerne annagen, sollten abgehalten werden, etwa durch Drahtgitter, die ihnen den Zugang verwehren.

Ratsam ist es außerdem, direkt am Hausanschlusskasten eine Kennzeichnung vorzunehmen. Diese soll die Feuerwehrleute im Falle eines Brandes über das Vorhandensein einer PV-Anlage informieren. Ideal ist zudem ein Übersichtsplan, in dem die Lage der spannungsführenden Komponenten eingezeichnet ist.

Gefahr durch Einsturz

Schnee kann in manch einer Region zu einer großen Einsturzgefahr werden.

Wird eine PV-Anlage auf dem Dach installiert, geht damit auch stets eine erhöhte Einsturzgefahr des Gebäudes einher. Denn durch die PV-Anlage wird die gesamte Statik des Hauses beeinträchtigt. Neben dem zusätzlichen Gewicht, das das Gebäude aufnehmen muss, sind auch zusätzliche Schnee- und Windlasten zu erwarten. Deshalb sollte vor der Installation jeder PV-Anlage ein Statiker detaillierte Berechnungen dazu vornehmen

Im Schnitt kann mit einer zusätzlichen Belastung zwischen 15 und 30 Kilogramm je Quadratmeter bei Schrägdächern gerechnet werden, bei Flachdächern ist die Belastung meist höher, weil die Montagegestelle nicht mit dem Baukörper verbunden werden. So soll eine Dachdurchdringung vermieden werden, die zu Undichtigkeiten führen könnte. In der Regel kann hier eine Zusatzbelastung von mehr als 200 Kilogramm pro Quadratmeter entstehen. Wer bei der Installation der PV-Anlage das Dach gleich noch mit einer EPDM-Folie saniert, kann auf die übliche Kiesschüttung beim Flachdach verzichten. Dadurch wird das Dach gleich um mehrere Tonnen entlastet.