Photovoltaikanlagen (PV-Anlagen) erfreuen sich einer anhaltend großen Beliebtheit. Kein Wunder, ist Solarenergie doch einer der wichtigsten Träger der Energiewende. Im Jahr 2022 deckte Photovoltaik mit einer Stromerzeugung von 60,8 TWh bereits 11 % des Bruttostromverbrauchs in Deutschland. Um jedoch bestmöglich von der eigenen Photovoltaikanlage profitieren zu können, ist ein umfassender Schutz der Anlage unerlässlich. Denn wegen ihrer exponierten Lage auf Dächern oder freien Flächen sind die PV-Anlagen besonders gefährdet. Neben Blitz- und Überspannungsschutz spielt auch der bauliche Brandschutz bei Photovoltaikanlagen eine große Rolle.
Grundsätzlich gibt es beim Brandschutz in PV-Anlagen zwei Bereiche, die betrachtet werden müssen: zum einen die Schutzmaßnahmen zur Verhinderung eines Brandes, der durch eine Anlage selbst ausgelöst wird, zum anderen die zu ergreifenden Schutzmaßnahmen bei einem Brand an oder auf dem Gebäude, auf dem die PV-Anlage installiert ist.
Von PV-Anlagen verursachte Brände verhindern
Der sicherste Weg, um eine durch eine PV-Anlage ausgelöste Brandentstehung zu verhindern, ist die fachgerechte Installation unter Einhaltung der allgemein anerkannten Regeln der Technik.
Darüber hinaus legt die DIN VDE 0100-712 – Errichten von Niederspannungsanlagen – Teil 7-712: Anforderungen für Betriebsstätten, Räume und Anlagen besonderer Art – Photovoltaik(PV)-Stromversorgungssysteme [1] eine Reihe von Maßnahmen fest. Dazu zählen unter anderem der Schutz gegen elektrische Schläge, eine doppelte oder verstärkte Isolierung, der Schutz gegen thermische Einflüsse sowie die Vermeidung von Überlastströmen und Kurzschlussströmen. Die DIN VDE 0100-712 beschreibt sämtliche elektrotechnischen Maßnahmen zur Errichtung und zum sicheren Betrieb einer PV-Anlage und dient so auch als Richtschnur für die zu treffenden Brandschutzmaßnahmen.
Was tun bei Bränden in Gebäuden mit PV-Anlagen?
Kommt es zu einem Brand in einem Gebäude, an oder auf dem eine Photovoltaikanlage installiert ist, hat der Personenschutz von Einsatzkräften und Flüchtenden oberste Priorität. In der Anwendungsregel VDE-AR-E 2100-712 – Maßnahmen für den DC-Bereich einer PV-Anlage zum Einhalten der elektrischen Sicherheit im Falle einer Brandbekämpfung oder einer technischen Hilfeleistung [2] wird beschrieben, dass sich der DC-Bereich nicht ohne Weiteres freischalten lässt. Wichtig sind daher die hier beschriebenen Maßnahmen wie die Kennzeichnung von Anlagen und PV-DC-Leitungsführungen (Abb. 2), die gegen Feuer geschützte Verlegung von PV-DC-Leitungen im Gebäude sowie Einrichtungen zum Schalten, Trennen und Kurzschließen.
Hinweise zur Schadensverhütung liefert darüber hinaus auch die Broschüre der deutschen Versicherer VdS 3145: 2017-11(02) „Photovoltaikanlagen“ [3].
Baurechtliche Vorschriften
Der bauliche Brandschutz sieht die Verhinderung der Brandweiterleitung vor. Richtungweisend für den Brandschutz in PV-Anlagen sind die Landesbauordnungen. Diese legen fest, dass das Führen von brennbaren Leitungen über Brandwände grundsätzlich verboten ist. Nur mit besonderen Maßnahmen und mit Zustimmung der Bauaufsichtsbehörden ist dies in Einzelfällen dennoch möglich. Welche Möglichkeiten es gibt und was dabei zu beachten ist, betrachten wir noch genauer. Weiterhin legen die Landesbauordnungen fest, dass die Abstände von PV-Anlagen zu Brandwänden einzuhalten sind.
Zur brandsicheren Verlegung von PV-Leitungen innerhalb eines Gebäudes sehen die Landesbauordnungen vor, dass DC-Leitungen im Gebäude brandgeschützt zu verlegen sind. In Rettungswegen ist diese Forderung z. B. mit der Verlegung in klassifizierten Brandschutzkanälen zu erfüllen. Vorzugsweise bestehen diese aus nicht brennbarem und nicht leitendem Material.
Auf öffentliche Gebäude bezieht sich die Empfehlung Nr. 159: EltAnlagen 2020 – Planung und Bau von elektrischen Anlagen in öffentlichen Gebäuden [4]. Erarbeitet wurde sie vom Arbeitskreis Maschinen- und Elektrotechnik staatlicher und kommunaler Verwaltungen (AMEV) im Bundesministerium des Innern, für Bau und Heimat, Berlin. Die in diesem Dokument enthaltenen Aussagen genießen einen hohen Stellenwert. Weitere Informationen finden sich außerdem in der Broschüre des Deutschen Feuerwehrverbands „Einsatz an Photovoltaikanlagen“ [5] sowie in der Broschüre der Expertenkommission „Brandschutzgerechte Planung, Installation und Betrieb von PV-Anlagen“ [6]. Auf die Führung von Leitungen über Brandwände und das Führen von DC-Leitungen durch Gebäude gehen wir im Folgenden noch etwas genauer ein.
Lösungen für die Elektroinstallation
Der Brandschutz für PV-Anlagen muss verschiedene Anforderungen berücksichtigen: Die Brandweiterleitung im Bereich von Brandschutzwänden muss sowohl außerhalb als auch innerhalb des Gebäudes unterbunden werden. Für den Außenbereich legen die Landesbauordnungen, wie bereits oben erwähnt, fest, dass brennbare Leitungen ohne brandschutztechnische Maßnahmen nicht über Brandwände geführt werden dürfen. Das gilt auch für PV-Leitungen. Zu groß ist die Gefahr, dass sie im Fall eines Brandes das Feuer weiter bis auf die angrenzende Dachfläche führen und damit Brandabschnitte überbrücken.
Dennoch sind Einzelfälle denkbar, in denen die Führung von brennbaren Leitungen über Brandwände möglich ist. In diesen Fällen ist es essenziell, dass die Leitungen geschützt verlegt werden. Das Bundesinnenministerium des Inneren, für Bau und Heimat (BMI) und der Arbeitskreis Maschinen- und Elektrotechnik staatlicher und kommunaler Verwaltung (AMEV) haben dazu in der Empfehlung Nr. 159 „EltAnlagen 2020“ zwei mögliche Lösungen festgelegt: Die PV-Leitungen können in formstabilen, robusten Edelstahlkanälen verlegt werden (Abb. 3). Alternativ können die Leitungsbündel mit witterungsbeständigen Kabelbandagen umwickelt werden (Abb. 4). Die Wirksamkeit beider Systeme ist in jeweils eigenen Gutachten beschrieben und bestätigt. Beide Lösungen enthalten dämmschichtbildende Baustoffe, die im Brandfall aufschäumen und so die Brandübertragung über die PV-Leitungen verhindern. Die Übertragung von Rauch ist in diesem Fall unkritisch, da der Brandrauch ungehindert in die Umgebungsluft abgegeben werden kann.
Brandsichere Installationen innerhalb von Gebäuden mit Flucht- und Rettungswegen
In manchen Fällen müssen die Gleichstrom führenden Leitungen der PV-Anlage erst durch das Gebäude bis zum Wechselrichter verlegt werden. Befinden sich die Installationen in Flucht- und Rettungswegen, müssen die PV-DC-Leitungen gekapselt verlegt werden. Dazu eignen sich Brandschutzkanäle. Ein Produktbeispiel zur Lösung in der Praxis ist der Brandschutzkanal PYROLINE Sun PV von OBO. Seine nicht leitende Oberfläche sorgt auch im Brandfall für Schutz vor Berührungsspannungen (Abb. 5). Er erfüllt die Forderungen als I-Kanal gemäß DIN 4102 Teil 11 für die Kabelinstallation in Flucht- und Rettungswegen und entspricht den Forderungen der Anwendungsregel VDE-AR-E 2100-712.
Schließlich sollte für einen umfassenden Brandschutz in PV-Anlagen nicht vergessen werden, dass zum passiven Brandschutz auch der Blitz- und Überspannungsschutz der Anlage gehört.
Fazit
Mit den oben beschriebenen Lösungen zur Leitungsführung werden die grundsätzlichen Anforderungen zur Verhinderung der Brandweiterleitung und zum Schutz von Personen erfüllt.
[1] DIN VDE 0100-712: 2016-10 – Errichten von Niederspannungsanlagen – Teil 7-712: Anforderungen für Betriebsstätten, Räume und Anlagen besonderer Art - Photovoltaik-(PV)-Stromversorgungssysteme
[2] VDE-AR-E 2100-712: 2018-12 – Maßnahmen für den DC-Bereich einer PV-Anlage zum Einhalten der elektrischen Sicherheit im Falle einer Brandbekämpfung oder einer technischen Hilfeleistung
[3] VdS 3145: 2017-11(02) „Photovoltaikanlagen“
[4] EltAnlagen 2020 – Planung und Bau von elektrischen Anlagen in öffentlichen Gebäuden
[5] Deutscher Feuerwehrverband „Einsatz an Photovoltaikanlagen“, Oktober 2010
[6] „Brandschutzgerechte Planung, Installation und Betrieb von PV-Anlagen“ 2010/2011
Der Artikel ist in Ausgabe 5.2023 des FeuerTrutz Magazins (Oktober 2023) erschienen.
