Photovoltaik – Aktuelles zum Solarstrom

Tipps zur Wahl der Anlagenkomponenten und zur fachgerechten Installation

Foto: Centrosolar AG Photovoltaikanlagen sollten nur von geschultem Personal installiert werden. Photovoltaik (PV) macht aus Sonnenlicht bares Geld. Das regeln die Ein­spei­se­ver­gü­tun­gen seit dem Jahr 2000 über das Erneuerbare Energien Gesetz (EEG). In den vergangenen Jahren führten reduzierte Ver­gü­tun­gen aber zu immer geringeren Erträgen. Seit dem 01.04.2012 beträgt die Einspeisevergütung für PV-Dachanlagen nur noch rund 18,5 Cent je KWh.

Damit sich jedoch die Erträge aus der Einspeisevergütung auch heute noch rechnen, muss die Anlage vor allem günstig und schnell installiert sein. Doch die Freude über die preiswerte Anlage währt oft nur kurz.

Willi Ernst, Solarexperte aus Paderborn, kennt das aus eigener Erfahrung. Er hat bereits in den 80er Jahren mit seiner Firma, der heutigen Centrosolar, auf Sonnenenergie gesetzt. Nach seiner Einschätzung „treten Probleme bei Anlagen oft nach ein, zwei Jahren auf, wenn entweder Billigkomponenten eingesetzt wurden oder die Verlegung der Kabel oder Gesamtinstallation Mängel aufweist. Das kann zu Fehlerströmen führen, was wiederum zu Sicherheitsabschaltungen beim Wechselrichter führen kann. Und dann fehlen die Erträge“.

Trotz massenhaftem Sonnenschein kommen nur wenig „Taler“ rein, könnte man lapidar sagen. Der Preisdruck bringt auch etablierte Hersteller in Schwierigkeiten, da verstärkt „billig gemachte“ Komponenten auf den Markt kommen, beklagen Insider.

 

Ein Drittel mangelhaft

Gut ein Drittel aller Anlagen in Deutschland weist Mängel auf. Einige Experten reden sogar von der Hälfte aller Anlagen. Das liegt zum einen an den billig hergestellten Komponenten, die verstärkt auf den Markt kommen, zum anderen daran, dass die Installation schlampig ausgeführt wurde.

Gerade bei der Kabelverlegung werden oft große Fehler gemacht, meint Willi Ernst. „Die Kabel werden lose auf dem Dach verlegt, ohne Zugsicherung. Leitungen werden in Wasser führenden Ebenen verlegt, womöglich sogar direkt in die Regenrinne. Und das bringt Anlagen ordentlich in die Bredouille.“ Stringleitungsbündel und Steckverbinder werden ohne Wetterschutz installiert.

Und auch ungeeignete Rückseiten-Isolationsfolien von Modulen, die durchlässig für Wasserdampf sind, führen, verkürzt dargestellt, letztlich dazu, dass der Wechselrichter irgendwann abschaltet. Solch versteckte Mängel in Modulen können sich im Ertrag deutlich niederschlagen, sind aber nur durch exakte Kontrolle vor Ort erkennbar.

 

Vertrauen ist gut, ein Werkvertrag ist besser

Branchenexperten und Sachverständige beklagen, dass mitunter sogar Module installiert werden, die mit den schriftlich angebotenen nichts zu tun haben – und die später einen sogenannten Hotspot, also regelrechte heiße Stellen aufweisen, manchmal bedingt durch Herstellungsfehler. Das kann auch zu Ausfällen der Anlage und somit des Ertrages führen.

Selbst Laien wundern sich, was von den angeblich erfahrenen Elek­tro­tech­ni­kern auf das Hausdach montiert wird. Schon aus diesem Grund ist es sinnvoll, vor der Installation, am besten bereits bei der Angebotssichtung einen Sachverständigen für PV-Anlagen einzubinden. Das kostet zwar zuerst ein paar hundert Euro, spart aber letztlich doch viel Ärger – der sich allein schon bei der Bestellung anbahnen kann.

Normalerweise listet das gewöhnliche Angebot oftmals lediglich die Einzel­kom­po­nen­ten auf, die erst zusammenmontiert werden müssen, um eine PV-Anlage zu ergeben. Und auch wenn diese Komponenten einzeln gut funktionieren, bedeutet das nicht, dass sie die Funktion auch im Zu­sam­men­spiel als Anlage gewähr­leis­ten. Daher ist es immer sicherer, einen Werk­ver­trag abzuschließen, der das einwandfreie Funktionieren der gesamten Anlage gewährleistet.

 

Viele Anlagen entsprechen nicht den Vorschriften

Nicht immer wird eine PV-Anlage von wirklich erfahrenen Elektrotechnikern montiert. Elektromeister Günter Franke ist Solaranlagenbauer und Sachver­stän­di­ger für Photovoltaik. In der WDR-Sendung Markt vom 06.02.2012 gab er zu bedenken: „Nach der momentanen Rechtslage darf jeder diese Photovoltaik­an­la­gen montieren, ohne die Regeln genau zu kennen. Es wird nicht geprüft, ob derjenige, der sie baut, auch weiß, was er da tut.“

Günter Franke schätzt, dass sogar „ca. 80 % der heute montierten Photo­vol­taik­anlagen nicht den Vorschriften entsprechen. So sind mit der Zeit auftretende Defekte und damit auch mögliche Brandgefahren programmiert“.

Foto: Solarwatt AG Der Trend geht zu multifunktionalen Photovoltaikmodulen: Hier ersetzen sogenannte In-Dachmodule Dachpfannen.
Der Solarbauer Willi Ernst ist überzeugt, dass die PV-Hochstimmung Firmen und Akteure auf den Plan gerufen hat, die aus ganz anderen Bereichen kommen und „mal eben Photovoltaikanlangen installiert haben“. Und alles ohne den geschulten Hintergrund, den diese Technik benötigt, beklagt Ernst. „Dies alles ist der Politik der letzten Jahre geschuldet, in der Photovoltaik auf Billigstrom und Geldmachen reduziert wurde und weniger auf seinen Beitrag zur Energiewende.“

Installieren fachfremde Unternehmen, beispielsweise Dachdeckerfirmen, die PV-Anlagen, was ja durchaus zulässig ist, muss aber eine fachspezifische Abnahme gewährleistet sein. Dazu gehören eine Anlagendokumentation und ein Übernahme- bzw. Übergabeprotokoll inklusive messtechnischer Überprüfung.

 

Auch „etablierte“ Installateure werden geschult

Defizite und Fehler, die bei der Errichtung und Installation von PV-Anlagen auftreten können, sind in der Fachwelt bekannt. Doch nur wenig scheint sich bis heute geändert zu haben. Mitarbeiter des Kasseler Fraunhofer Instituts, der TÜV und andere Institute schulen mittlerweile auch die „etablierten“ Installateure, um eine sichere und fachgerechte Installation sicherzustellen.

Dass ein Betrieb entsprechend geschulte Fachkräfte beschäftigt, lässt sich z.B. am Gütesiegel „RAL-Solar“ der deutschen Gesellschaft für Son­nen­ener­gie e.V. erkennen. Die RAL Gütegemeinschaft für Solarenergieanlagen e.V. ist ein unabhängiger Verein zur Qualitätssicherung von Photovoltaik- und Solarthermieanlagen und wirbt auf seiner Website: „Unternehmen können sich nach RAL-GZ 966 zertifizieren lassen und ihren Kunden mit dem RAL-Gütezeichen zeigen, dass sie sich zur Ausführung von Anlagen nach der guten fachlichen Praxis bekennen.“

Foto: Solarwatt AG Für einen Carport eignen sich z.B. semitransparente Module (Glas-Glas-Module), bei denen die Rückseitenfolie durch eine Glasscheibe ersetzt ist.
 

Feuer unter dem Dach

Brand und Brandbekämpfung bei PV-Anlagen ist ein immer wiederkehrendes, kontrovers diskutiertes Thema. Nach Angaben des Gesamtverbandes der Deutschen Versicherungswirtschaft gehen nur 2 % der Ver­si­che­rungs­schä­den an Photovoltaikanlagen auf Feuer zurück. Und in diesen Wert sind auch Brände eingerechnet, die andere Ursachen haben als defekte Module oder unsachgemäße Installation.

Die Schwierigkeit bei Photovoltaikanlagen besteht im produzierten Gleichstrom, der sich nicht einfach abschalten lässt wie Wechselstrom – auch von Feuerwehren nicht. Und solange Tageslicht auf die Module fällt, erzeugen sie Gleichstrom.

Ein Wasserstrahl, der aus geringer Entfernung direkt auf Solarmodule trifft, könnte also einen Stromkreis schließen und einen – nassen – Feu­er­wehr­mann unter Strom setzen. Dass aber Mondlicht oder gar die Feu­er­wehr­schein­wer­fer die agierenden Feuerwehrleute beim Löschen in Gefahr bringen, sei nicht richtig, meint Prof. Heinrich Häberlin, Leiter des Pho­tovoltaiklabors an der Berner Fachhochschule Technik und Informatik (BFH-TI) in der Schweiz.

 

Hinweisschilder für Feuerwehren

Hausbesitzer müssen sich keine Sorgen machen, dass die Löschtrupps ihre Häuser einfach abbrennen lassen, sobald eine PV-Anlage auf dem Dach installiert ist. Trotzdem ist es für die Einsatzkräfte wichtig zu wissen, ob bei einem Brand eine PV-Anlage betroffen ist oder nicht. Entsprechende Hinweisschilder – von Hausbesitzern aufgestellt – können die Feuerwehren hier unterstützen.

Auch sogenannte Feuerwehrschalter, die außen am Gebäude angebracht werden und den Stromfluss zwischen Wechselrichter und Schalter unterbrechen, werden empfohlen.

Fotos: Eaton Electric GmbH Feu­er­wehr­schutz­schal­ter (r.) und PV-Aus-Taster (l.) verhindern im Brandfall eine Gefährdung der Einsatzkräfte.

Eaton ist ein führender Hersteller solcher Feuerwehrschalter. Laut Eaton erfolgt die „Abschaltung der PV-Module automatisch per Un­ter­span­nungs­aus­lö­ser im Feuerwehrschalter, wenn die Feuerwehr über den örtlichen Energieversorger den Brandort stromfrei schaltet oder vor Ort der PV-Aus-Taster betätigt wird“.
In manchen Blogs wird dazu die Frage gestellt: „Wer instruiert denn die Feuerwehr in der Notsituation, diesen Feuerwehrschalter zu suchen, zu finden und schließlich zu betätigen, bevor es ans Löschen geht?“ Auch hierbei können entsprechende Hinweisschilder die Feuerwehren unterstützen.

Übrigens regelt die Norm DIN VDE 0132, wie sich Feuerwehren bei der Brandbekämpfung von elektrischen Anlagen verhalten sollen, welche Mindestabstände beim Löschen einzuhalten und welche Löschmittel einzusetzen sind.

 

Module mit mehreren Funktionen

Kompetente Fachleute sind also in allen PV-Bereichen unverzichtbar, zumal die neuen und hochwertigen Photovoltaikmodule noch ganz andere Funktionen als nur die bekannte Stromerzeugung übernehmen. Es geht zukünftig um das parallele Zusammenwirken von Elektrotechnik und Architektur – z.B. bei den Dächern und Fassaden.

Gebäudeintegration ist das Stichwort. Willi Ernst ist überzeugt, dass in Zukunft verstärkt Solardächer installiert werden, die ein ganzes Gebäude komplett mit Modulen gegen Regen, Schnee, Wetter und andere äußere Einflüsse schützen – und zugleich Strom erzeugen.

Diese neue Modul-Generation wird vom Kasseler Fraunhofer Institut IWES bereits im Freifeld-Versuch erforscht. Dr. Norbert Henze und sein Team testen unter allen Witterungsbedingungen diese Module zur Ge­bäu­de­in­te­gra­tion. Dabei übernimmt das PV-Modul Funktionen der Gebäudehülle, wie Regendichtigkeit oder Wetterschutz, aber auch Schalldämmung und thermische Isolierung. „Und hierfür ermitteln wir Parameter und Kennwerte, um dem Architekten oder Planer die energetische Auslegung des Gebäudes zu ermöglichen“, sagt Henze.

Bei der Gebäudeintegration geht es um den Ersatz bekannter Bauelemente, Module statt Mauerwerk, semitransparente (halbdurchsichtige) Module statt aufwändige Verschattungen wie Alujalousien vor den Fenstern. Dadurch würde ebenfalls der Sonneneinfall ins Gebäude reduziert, was wiederum Kühlenergie im Sommer einspart, aber es wird dennoch Strom produziert. Verstärkt übernehmen Module die Eigenschaften herkömmlicher Bau­ele­men­te. Aber immer produzieren sie zusätzlich auch Strom.

 

Rechnet sich das?

Die Frage nach der Amortisation dieser neuen Module relativiert sich durch den Mehrfachnutzen, ist Willi Ernst überzeugt, und dass eine solche Multifunktionalität nicht einmal teurer ist. „Sie hat wirtschaftliche Vorteile durch den Mehrfachnutzen. Wenn ich Module als Dacheindeckung oder als Fassadenbekleidung einsetzen kann, spare ich damit die Ausgaben für Bauteile wie Dachpfannen oder Fassadenabdeckungen, die ich sowieso einsetzen müsste. Dadurch wird Photovoltaik als Gebäudeintegration in Zukunft wirtschaftlich hoch attraktiv“, schwärmt Ernst.

Fassadenmodule können auch als Balkonbrüstung eingesetzt werden und zugleich Strom erzeugen. Semitransparente Module machen z.B. Parkdecks wetterfest und erzeugen zugleich Strom für solare Mobilität. Oder sie lösen die im Eingangsbereich so geschätzten Glasbausteine ab.

Foto: Dachziegelwerke Nelskamp Das Hybridmodul 2Power-Modul vereinigt Photovoltaik und So­lar­ther­mie.
Ein Hybridmodul, wie das 2Power-Modul von Nelskamp, ist da eine besonders interessante Variante, denn es vereinigt Photovoltaik und Solarthermie und ist somit Außenhaut, Stromlieferant und Thermosolaranlage in einem Modul. Der Grundgedanke: Ein Photovoltaik-Modul wird im Sommer relativ heiß. Warme Module haben aber einen geringeren Wirkungsgrad als kühle.

Das 2Power-Modul nutzt nun eine Kühlflüssigkeit, die an der Rückseite des Moduls entlangströmt und Wärme in einen Warmwasserspeicher trans­por­tiert. So sinkt die Temperatur der Photovoltaikmodule und gleichzeitig wird warmes Wasser produziert, und der Stromertrag kann auch gesteigert werden.

Zudem verfügen die Module über eine Abtaufunktion und sollen so auch von Eis und Schnee befreit werden. Die Photovoltaik der Zukunft ist also mehr als nur schlichter Stromlieferant. Sie ist multifunktional.

Werner Ahlschwedt

 

Weitere Informationen

Centrosolar AG
Tel. 0 40/3 91 06 50
www.centrosolar.com

Dachziegelwerke
Nelskamp
Tel. 0 28 53/9 13 00
www.nelskamp.de

Eaton Electric GmbH
Tel. 02 28/6 02-0
www.eaton.eu
www.feuerwehrschalter.de

Solarwatt AG
Tel. 03 51/8 89 50
www.solarwatt.de

Dipl.-Ing. Maschinenbau (FH) Andreas Metzl
E-Mail: webmaster@­photovoltaik-web.de
www.photovoltaik-web.de/in-betrieb/brand-feuer-loeschen.html