Wie Photovoltaik-Kraftwerke extremen Klimabedingungen begegnen

Bei extremen Wetterbedingungen mit hoher Luftfeuchtigkeit, häufigen Regenfällen und Gewittern können Photovoltaikanlagen ohne systematischen Betrieb und Wartung potenzielle Sicherheitsrisiken bergen. Wie lässt sich dem entgegenwirken?

Bei Regen oder Smog, wenn die Sonneneinstrahlung gering ist, arbeitet die Photovoltaikanlage nicht, falls die Betriebsspannung die Anlaufspannung des Wechselrichters nicht erreicht. Da die netzgekoppelte Anlage an das Stromnetz angeschlossen ist, wird bei einem Ausfall der Photovoltaikanlage automatisch Strom aus dem Netz eingespeist. Somit entstehen bei Regen und Smog keine Stromausfälle.

Bei Blitzen unterscheidet man im Wesentlichen zwei Gefahren: direkte Blitzeinschläge und indirekte Blitzeinschläge.

Schutz vor direkten Blitzeinschlägen: An hohen Gebäuden sollten Blitzschutzleiter aus Metall, wie Blitzableiter, Blitzschutzgürtel und Erdungsvorrichtungen, installiert werden, um die enorme Ladung einer Gewitterwolke abzuleiten. Elektrische Geräte in Photovoltaikanlagen bieten keinen Schutz vor direkten Blitzeinschlägen.

Induktiver Blitzschutz: Photovoltaikanlagen verfügen über Blitzschutzmodule in elektrischen Geräten wie Kombinationsboxen und Wechselrichtern, um sich vor indirekten Blitzeinschlägen zu schützen. Der Wechselrichter bietet zwei Blitzschutzstufen, während andere Anlagen drei Blitzschutzstufen aufweisen. Die zweite Blitzschutzstufe nutzt Blitzschutzmodule, die üblicherweise in mittelgroßen und großen Photovoltaikanlagen eingesetzt werden, in denen sich keine hohen Gebäude in der Nähe befinden. Die dritte Blitzschutzstufe verwendet Blitzschutzgeräte. Sie kommt bei kleinen Photovoltaikanlagen im Haushalt zum Einsatz, in deren Umgebung sich hohe Gebäude befinden.

Dezentrale Photovoltaikanlagen sind mit Blitzschutzvorrichtungen ausgestattet, sodass sie bei normalem Gewitter nicht abgeschaltet werden müssen. Bei starkem Gewitter wird jedoch aus Sicherheitsgründen empfohlen, den Gleichstromschalter des Wechselrichters bzw. des Kombinationskastens zu trennen und die Stromkreisverbindung zum Photovoltaikmodul zu unterbrechen, um Schäden durch Blitzeinschläge zu vermeiden.

Das Betriebs- und Wartungspersonal sollte die Blitzschutzanlagen regelmäßig prüfen, um sicherzustellen, dass die Blitzfänger, Ableiter und Erdungssysteme einwandfrei funktionieren. Der Kurzschlusswiderstand des Blitzschutz-Erdungssystems muss unter 4 Ohm liegen. Die Funktionsfähigkeit des Blitzschutzmoduls im Gerät ist regelmäßig zu testen. Dadurch werden Ausfälle vermieden, sodass Gewitterschäden am Gerät verhindert werden.

Bei einem Schrägdach, auf dem die Photovoltaikanlage installiert ist, besteht grundsätzlich kein Grund zur Sorge wegen Starkregens. Bei einem Flachdach sollte die Entwässerung bereits bei der Planung und Installation der Anlage berücksichtigt werden. Durch die relativ niedrige Montage der Halterungen auf dem Flachdach kann es bei starkem Regen zu Staunässe der Photovoltaikmodule kommen. Berühren Sie nach einem Regenguss die Verbindungen zwischen Wechselrichter, Photovoltaikmodulen und Stromkabeln nicht direkt mit den Händen. Tragen Sie zum Schutz vor Unfällen Gummihandschuhe und Gummistiefel.

Qualifizierte Photovoltaik-Anlagenprodukte von zuverlässigen Großherstellern, deren Photovoltaikmodule den Aufpralltest bestanden haben, werden durch Hagel im Allgemeinen nicht beeinträchtigt. Dennoch sind tägliche Kontrollen nach einem Hagelsturm unerlässlich. Sollte die Stromerzeugung der Photovoltaikanlage nach einem Hagelsturm deutlich sinken oder andere Auffälligkeiten auftreten, muss der Betreiber umgehend den Kundendienst des Herstellers zur Überprüfung benachrichtigen.

Bei der Inspektion von Photovoltaikmodulen werden in der Regel Wärmebildaufnahmen verwendet, um die Heizbereiche zu lokalisieren, oder Drahtbruchdetektoren, um Fehler an Drähten und Bypass-Dioden zu überprüfen. Falls die Stromerzeugung nach einem Modulbruch deutlich abfällt oder andere Anomalien auftreten, muss der Benutzer umgehend das Betriebs- und Wartungspersonal benachrichtigen, damit die Photovoltaikanlage überprüft und gegebenenfalls zur Inspektion an den Hersteller zurückgesendet werden kann, um das beschädigte Photovoltaikmodul rechtzeitig auszutauschen.

1. Sorgfältige Vorplanung ist beim Kraftwerksbau unerlässlich: Bei der Planung eines Photovoltaik-Kraftwerks muss ein geeigneter Standort gewählt werden. Die Einhaltung der Baunormen ist entscheidend, um Schäden durch Regenwetter zu vermeiden.

2. Sorgfältige Installation ist unerlässlich: Die Installation darf nicht nachlässig erfolgen. Die Ausrichtung der Photovoltaikanlage sollte nach Süden erfolgen, um eine optimale Sonneneinstrahlung zu gewährleisten. Der Installationswinkel entspricht idealerweise dem Breitengrad des Standorts oder ist diesem sehr ähnlich. Anordnung und Abstand der Module müssen unter Berücksichtigung der lokalen Sonneneinstrahlung und der Dachkonstruktion festgelegt werden. Zudem ist die Auswahl hochwertiger Komponenten entscheidend für eine lange Lebensdauer der Photovoltaikanlage.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass für einen stabilen Betrieb von Photovoltaikanlagen unter anhaltend extremen Wetterbedingungen eine sorgfältige Planung, Installation und Auswahl des Anlagentyps gemäß den geltenden Normen unerlässlich sind. Dadurch werden Schäden an der Anlage vermieden und ein sicherer, stabiler Betrieb auch während der Regenzeit gewährleistet.