Holzkirchner Feuerwehr und elektrische Grundlagen

Heute mal ausnahmsweise das Holzkirchner Gemeindeblatt wieder mal zur Kenntniss genommen. Hier und da diese und jene Bausachen, die Ansprache vom Straßenmeister ähhh Bürgermeister – oder wars doch der Baumeister?

Den Kamm so richtig aufgestellt hat es mir bei dem Artikel der Feuerwehr über Photovoltaik. Dumme Frage: Ihr löscht bei euren Grundlagen der Elektrik brennende Trafos auch mit Wasser?

Ok, für die Holzkirchner, mal einen Crashkurs, wie Photovoltaik funktioniert und warum man eine Photovoltaikanlage unter Sonneneinstrahlung nicht zusammen Strom- und Spannungsfrei bekommt, sondern immer nur eins von beiden – und warum es keinen Sinn macht, Die Anlage in den Leerlauf zu befördern:

Photovoltaik ist ein Halbleitereffekt. Ohne jetzt hier zu tief in die Halbleiterphysik einsteigen zu wollen, möchte ich das mit folgendem Diagramm, bekannt als U/I – Kennlinie erklären:

(Bild aus wikimedia.org)

Die U/I-Kennlinie ist ganz genau genommen ein Kennlinienfeld. Je nach Einstrahlung verschiebt sich diese Kennlinie in die eine oder andere Richtung. Die in Moduldatenblättern gezeichnete Kennlinie ist also nicht alleine, sondern diejenige, die unter genormten Standardbedingungen zustande kommt.

Wie kommt die zustande:

Man nimmt ein Modul und baut ganz simpel folgenden Schaltkreis auf: Ans Modul schaltet man einen variablen Widerstand (Potenziometer). Mit ein Amperemeter misst man den Strom durch den Widerstand bzw. das Modul, mit ein Voltmeter die Spannung am Widerstand bzw. Modul. Dann schaltet man eine Lampe ein, die genau und konstant 1000W/m² Einstrahlung bringt.

So nun steckt man erstmal das Poti vom Modul ab. Es fließt kein Strom und es liegt eine Spannung an, die als Leerlaufspannung bezeichnet wird. Dann wieder anstecken und schrittweises veringern des Widerstand am Potenziometer. Wenn man die Werte aus dem Volt und Amperemeter einzeichnet bekommt man sehr genau diesen weiten Verlauf der Kennlinie. Am Schluss, wenn der Widerstand 0 Ohm ist, liegt keine Spannung mehr an, dafür fließt ein sehr großer Strom, den man als Kurzschlussstrom bezeichnet.

0 V bei 0A gibt es bei 1000 W/m² aber nicht.

Nun ist die Frage, welcher der beiden Fälle für einen Einsatz der Feuerwehr besser ist?

Grundsätzlich sollte keine Gefahr von der Anlage mehr ausgehen. Gefährlich sind vor allem Spannungen, denn die treiben den Strom durch den damit in Verbindung geratenen Körper. Strom ist ohne Potenzialdifferenz ungefährlich, sonst würden ja auch die Spatzen von den Leitungen tot runterfallen…

Betriebsfall Leerlauf?

Die Leerlaufspannung liegt bei PV-Anlagen bei bis zu 1000V (in der Regel je nach Stringlänge um die 400 – 700V). Dies ist die maximal mögliche Spannung. Ich finde die Idee nicht so prickelnd volle Spannung anliegen zu lassen. In dem man die PV-Anlage auf der AC-Seite außer Betrieb nimmt, liegt auch schon die Leerlaufspannung an, die rund 1/3 höher ist wie sie Betriebsspannung. Wenn man also die Anlage ganz normal, zum Beispiel mit der Sicherung auf der AC-Seite ausschaltet, kommt man auf der DC Seite in den Betriebsfall Leerlauf. Ich habe irgendwie aus dem Artikel rausgelesen, dass die Feuerwehr wohl die Anlage in den Leerlauf versetzt und dann meint gefahrfrei löschen zu können, was so definitiv nicht ist.

Also doch lieber Betriebsfall Kurzschluss?

Nein, der Kurzschluss ist nicht so böse, wie der Laie allgemein annimmt… Bei einem Kurzschluss liegt keine Spannung an – Ein Blick aufs U/I-Diagramm zeigt: Es fließt Strom! Da Kupfer wesentlich besser leitet, ist auch die Gefahr gering, sich selbst einen Schlag zu holen (Die Verbindung von Plus nach Minus besteht bereits, der Körper, der es zusätzlich verbindet, leitet aber wesentlich schlechter, deswegen bekommt man keinen Schlag…).

Nun, diese Theorie wird leider von der Praxis durchkreuzt. Wenn es brennt, muss es nicht heißen, dass alle Stecker intakt sind und/oder die Modulleitbahnen in Takt sind und / oder es im Verlauf des Einsatzes bleiben. Also kann man auch nicht davon ausgehen, dass der PV-Generator potenzialfrei ist. Anschaulich erklärt: Wenn man den Stecker zieht, ist der Stromkreis unterbrochen. Der Strom kann somit nicht mehr fließen, das U/I-Diagramm sagt: Ohne Stromfluss Leerlaufspannung, und damit wieder Gefahr.

Was also tun?

Am besten wär der Feuerwehrler daran, den Generator zu verschatten, denn wenn kein Licht am Solargenerator Spannung, Strom oder beides erzeugt, ist das Ding sehr entschärft, was die Gefahren angeht…

Mit was man am besten einen Solargenerator verdunkelt? Ich hab leider keine Ahnung was es da inzwischen an Mitteln gibt… Letztendlich war ich nie in einer Feuerwehr, einem Feuerwehrshop or whatever gewesen.

Aber folgende Anforderungen sollten an das Mittel gestellt werden:

  • Es verdunkelt stark
  • Es rutscht nicht vom Solargenerator ab (auch nicht wenn dann gelöscht wird), es haftet auch auf Glas, …
  • Nach Möglichkeit sollte es nicht selbst brennen…
  • auftragbar als Schaum oder so…

Es sollte dann, und das begründe ich hier relativ ausführlich, eine HOHE elektrische Leitfähigkeit haben. Warum?

Wenn es brennt, liegen die Kabel teilweise blank. Nun schließt dieses Mittel (ich geh davon aus, dass es sowas bestimmt gibt – vielleicht noch nicht zertifiziert genug oder so), alles auf dem Dach kurz. Dann mögen vielleicht ein paar Ampere da oben im Kreis fließen, aber alles hat das gleiche Potenzial, daher ungefährlich. Das Auftragen sollte so erfolgen: Nachdem zum Bsp. die Erdung der Dachrinne oder des äußeren Blitzschutzes sichergestellt wurde, kann man bei der Dachrinne das Auftragen anfangen und sich immer weiter ins Modulfeld vorarbeiten.

Mal abgesehen davon, dass bei der Feuerwehr, dem Artikel zufolge Spannung fießt und Strom anliegt (ich folgere daraus das der Artikel wohl nicht vom Kerschdorfer quergelesen wurde), unterstütze ich die Feuerwehr schon dabei, dass Hauseigentümer wesentliche Informationen über Ihre Anlage ausfüllen und bereitlegen – oder falls diese nicht immer bereitgelegt werden können, der Feuerwehr direkt zu geben.

Dazu bedarf es aber eines ganz simplen Fragebogens, den am besten der Eigentümer mit seinem Installateur zusammen ausfüllt.

Liebe Feuerwehr, bitte versteht also meinen Blogeintrag nicht als Gescheitmeierei sondern als Angebot, hier einen fortschrittlichen Weg, einen Weg der Holzkirchen gerecht wird, zu gehen. (eine Ankündigung in einem Gemeindeblatt wird Holzkirchen doch nicht gerecht – oder?) Ich werde mich gerne, so weit ich kann, einbringen, diesen Fragebogen zu entwickeln und auch zu verteilen, so denn man meine Mitarbeit wünscht.

Als weitere Maßnahmen, gerade bei Anlagen über 50 kWp, stell ich mir noch folgendes vor:

Ein Symbol, welches den Weg zu elektrischen Teilen der Anlage (Wechselrichtern, falls vorhanden Akkumulatoren, Netzanschluss…) zeigt, sollte frei von der Feuerwehr beziehbar sein, denn letztendlich erleichtert man ihr damit die Arbeit, wenn’s was kostet will’s keiner, der nicht muss.

Ebenfalls sollte von außen durch ein Schild ersichtlich sein, ob es sich um eine reine Photovoltaik-Anlage zur Netzeinspeisung oder eine Backup- bzw. Inselnetzanlage handelt. Backupanlagen speisen für gewöhnlich ein, haben aber noch Akkumulatoren um Netzausfälle zu überbrücken. Inselnetzanlagen haben gar keine Verbindung zum normalen Stromnetz und sind daher auch mit Akkumulatoren ausgestattet.

Als letztes wär es nich verkehrt, allen Fans von Dünnschicht mit Gefahrstoffen, die bei einem Brand freiwerden können, entsprechende Schilder zum anbringen zu geben. Insbesondere schau ich hier auf die Glaubensfrage „Tellurid“, aber auch Arsene oder so gibt es…

Natürlich kann man Haus- und PVAbesitzer meines Erachtens NICHT dazu zwingen, irgendwelche bunten Schilder an der Hauswand zu fixieren, aber wenn man sich die Installateure mit ins Boot holt, damit die die einfach anbringen – sozusagen als Teil ihrer Arbeit, wär ja auch schon allen geholfen… (wers dann nicht will kanns ja wieder abhängen)

Gäbe es so ein Schild an der Fassade, dann wär das Vorgehen bei den meisten (99%) der Photovoltaikanlagen ganz einfach und sicher:

  1. Wie immer Verbindung zum Netz an der Unterverteilung trennen.
  2. Mit dem Schaum auf dem Solargenerator „Nacht machen“
  3. wie sonst mit dem Einsatz fortfahren…

Achso, dieses Heftchen, Gemeindeblatt oder Gemeindeblatt – wenn man es online lesen könnte – wär auch schon etwas, was Holzkirchen richtig gut stände…

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