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Beabsichtigt Ihr Unternehmen, auf den Dächern eines oder mehrerer seiner Gebäude photovoltaische (PV) Systeme zu installieren? Oder vielleicht hat es das bereits getan?

Falls ja, ist es damit nicht allein. Nach Angaben der Internationalen Energergieagentur (IEA) ist die PV-Solarstromerzeugung im Jahr 2021 um 22 % gestiegen und entwickele sich in den meisten Teilen der Welt zur kostengünstigsten Option für Stromerzeugung. Die IEA stellte ebenfalls fest, dass der private und der gewerbliche/industrielle Sektor – auch bekannt als dezentrale PV – 28 % bzw. 19 % der neuen PV-Solarkapazität im Jahr 2021 ausmachte. Die IEA erklärte, großzügige politische Anreize hätten in China, den Vereinigten Staaten und der Europäischen Union in den Jahren 2020-2021 zu einem Rekordzuwachs an dezentraler PV-Kapazität geführt.

Auch im Jahr 2022 gab es neue Anreize. Zu diesen gehören z.B. der Inflation Reduction Act, den die USA im August 2022 in Kraft gesetzt haben, und die Maßnahmen, die viele europäische Länder ergreifen, um das Wachstum der PV-Kapazität zu beschleunigen. In den meisten deutschen Bundesländern sind bereits Gesetze über die obligatorische Installation von PV-Anlagen auf neuen Industriegebäuden in Kraft gesetzt oder geplant.

Zwei wichtige Risiken

Die steigende Nachfrage nach PV-Paneelen trägt dazu bei, dass der Markt für erneuerbare Energien boomt. Regierungen, Unternehmen und Privatpersonen setzen sich mit der immer dringlicheren Notwendigkeit auseinander, zu einer kohlenstoffarmen Wirtschaft überzugehen.

Allerdings ist nicht alles rosig. Obwohl große Flachdächer auf Industrie- und Gewerbegebäuden eine gute Grundlage für PV-Anlagen bieten, müssen Gebäudeeigentümer und -verwalter zwei wichtige Punkte beachten, um sicherzustellen, dass die Paneele und die dazugehörigen Komponenten korrekt installiert werden und unter verschiedenen Bedingungen sicher funktionieren:

1. Es muss sichergestellt werden, dass die strukturelle Integrität des Gebäudes nicht beeinträchtigt wird und der Einbau dieser neuen Materialien und Komponenten die Leistung anderer kritischer Gebäudeelemente oder -systeme nicht gefährdet.
   
   
2. Es müssen geeignete Vorkehrungen und Vorsichtsmaßnahmen ergriffen werden, um Brände zu verhindern. Kommt es trotzdem zu einem Brand, sollten sie über Prozesse und Verfahren verfügen, um die Risiken für Feuerwehrleute sowie für Schäden zu minimieren.

Bewährte Praktiken für PV-Solaranlagen

PV-Solaranlagen bestehen aus einzelnen, zu Modulen oder Paneelen vormontierten Photovoltaikzellen, die Sonnenlicht absorbieren und in Strom umwandeln. Zu den weiteren Systemkomponenten gehören ein Wechselrichter, der Gleich- in Wechselstrom umwandelt, sowie Kabel, Kabelverbinder und Anschlussdosen. Viele Systeme enthalten heute auch Geräte zur Messung der Sonnenenergie, um die Gesamtleistung zu verbessern, sowie ein Batteriesystem, um überschüssigen Strom zu speichern.

In Anbetracht des rasanten Tempos, mit dem diese relativ neuen Technologien eingesetzt werden, hat das Risk Consulting Team von ¾ÅÉ«ÊÓƵeinen detaillierten Leitfaden entwickelt, der Gebäude-Eigentümern und  Managern helfen soll, die besonderen Risiken zu verstehen und zu minimieren, die mit der Installation und dem Betrieb von Solaranlagen auf den Dächern bestehender gewerblicher oder industrieller Gebäude verbunden sind. Diese auch als „Building-Applied“ (BAPV) bezeichneten Systeme sind die heute am häufigsten verwendeten dezentralen PV-Anwendungstypen. Die wichtigsten Punkte sind nachfolgend zusammengefasst.

Obwohl die in dieser Publikation behandelten Bestimmungen auch für Neubauten gelten, wurde sie in erster Linie für Gebäude-Eigentümer/ Verwalter entwickelt, die bereits bestehende Gebäude mit BAPV-Systemen nachrüsten möchten. Sie befasst sich auch nicht mit den Problemen von Freiflächenanlagen, wie sie in Kraftwerken vorkommen, oder mit gebäudeintegrierten Technologien (BIPV), bei denen Paneele oder Dünnschichtmaterialien in die Gebäudehülle integriert werden.

Anforderungen an das Dach

Bei Installation auf dem Dach sollte zunächst die vorhandene Dachabdeckung und -isolierung bewertet werden, z.B. im Hinblick auf ihren aktuellen Zustand, ihre voraussichtliche Restlebensdauer und Anzeichen von Schäden. Wegen des erhöhten Brandrisikos sollten BAPV-Anlagen nicht auf Dächern installiert werden, die brennbare Dämmstoffe enthalten. Zudem beträgt die erwartete Lebensdauer einer PV-Anlage mindestens 20 Jahre, und eine Aufrüstung oder Reparatur des Daches ist nach der Installation einer Anlage kompliziert. Der Einbau einer BAPV-Anlage könnte jedoch eine Gelegenheit sein, das Dach zu modernisieren und das Brandrisiko zu verringern, indem brennbare Dämmstoffe − einschließlich Paneelen mit brennbaren Kernen − durch nicht brennbare Materialien ersetzt werden. (Das Brandrisiko eines Gebäudes mit einer PV-Solaranlage und nicht-brennbarer Dämmung ist nach wie vor wesentlich geringer als bei einem Gebäude ohne Solarpaneele und mit brennbaren Dämmstoffen).

Die Dachfläche und -stützen sollten geprüft und getestet werden, ob sie die zusätzliche Last der PV-Anlage sowie die erwartete Schnee-/Eislast, Hagelstärke und Windgeschwindigkeiten tragen können. Außerdem sollte das System so konzipiert sein, dass die Schneeräumung an Orten mit starken Schneefällen erleichtert wird.
Minimierung des Brandrisikos

Die Installation einer BAPV-Anlage bedeutet, dass ein leeres, typischerweise ungenutztes Stück Dach in eine Stromerzeugungsanlage verwandelt wird, die im Wesentlichen aus elektrischen Kabeln, Verteilerkästen, Wechselrichtern und Steuergeräten besteht, die alle ausfallen und Brände verursachen können. Wie wir bereits in einem früheren Artikel berichtet haben, stehen die Feuerwehrleute bei der Brandbekämpfung in Gebäuden mit PV-Anlagen vor neuen, einzigartigen Herausforderungen.

Da die meisten PV-Brände nicht von selbst verlöschen und menschliches Eingreifen erfordern, sollten diese Systeme nicht auf Dächern installiert werden, die aufgrund der Gebäudehöhe, des Grundrisses oder anderer Faktoren außerhalb der Reichweite der Feuerwehr liegen. Außerdem gibt es auf den meisten Dächern keine Feuermelde- und Feuerlöschsysteme, so dass es zu erheblichen Verzögerungen bei der Benachrichtigung der Feuerwehr kommen kann.

¾ÅÉ«ÊÓƵempfiehlt Unternehmen, ihre Pläne mit den örtlichen Feuerwehren zu besprechen und dabei insbesondere den Standort der Abschaltvorrichtung sowie die Wechselrichter und Kabel zu berücksichtigen, die nicht spannungsfrei geschaltet werden können. Das Ausschalten des Systems ist wichtig, um das Risiko von Stromschlägen zu vermeiden, wenn das Feuer mit Wasser bekämpft wird. Dadurch wird jedoch nur der Stromfluss von den Paneelen in das elektrische System des Gebäudes gestoppt; die Paneele selbst können weiterhin Strom produzieren, wenn der Brand tagsüber auftritt. Daher müssen die Feuerwehrleute, die Brände in Gebäuden mit Solarzellen bekämpfen, stets auf die Gefahr von Stromschlägen gefasst sein.

Weitere Hinweise

Der Leitfaden enthält auch allgemeine Hinweise zu verschiedenen Fragen im Zusammenhang mit der Planung, der Installation und dem Betrieb von PV-Solaranlagen. Zum Beispiel:

• Sie sollten nur PV-Paneele verwenden, die den einschlägigen international anerkannten elektrischen Leistungs- und Sicherheitsnormen entsprechen und über eine Zulassung/Listung eines unabhängigen Prüflabors wie TÜV, UL, FM oder CSTB verfügen.
  
  
• Achten Sie darauf, dass die Anlage nicht die Ansammlung von Schnee oder Regen begünstigt, was wiederum die Stabilität des Daches beeinträchtigen könnte.
  
  
• Sie sollten die Paneele nicht über oder neben Ablaufvorrichtungen und anderen Dachinstallationen installieren, die eine regelmäßige Wartung und Inspektion erfordern.

Außerdem werden spezifische Parameter behandelt, darunter:

•  Hinweise zu Größe und Abständen, z.B. die Mindestabstände zwischen den Paneelen und anderen Gebäudeelementen oder die Unterbringung von Batteriespeichersystemen getrennt vom Anlagenbetrieb.
  
  
• Die ordnungsgemäße Platzierung von Kabeln, Kabelverbindern und zugehörigen Komponenten, einschließlich Abzweig- und Verteilerkästen.
  
  
• Vorkehrungen zur Minimierung unentdeckter Erdschlüsse oder Gleichstromlichtbögen. Viele Schäden an PV-Anlagen sind auf diese zurückzuführen und können durch unsachgemäße Installationsarbeiten, fehlerhafte Konstruktionen, eine unzureichende Isolierung oder das Eindringen von Wasser in Systemkomponenten verursacht werden.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die AXA Gruppe, ¾ÅÉ«ÊÓƵund ¾ÅÉ«ÊÓƵRisk Consulting sich verpflichten, den Übergang zu einer kohlenstoffarmen Wirtschaft zu unterstützen und die Bemühungen unserer Kunden um eine Reduzierung ihrer CO2-Emissionen zu begrüßen, auch durch die Nachrüstung bestehender Anlagen mit PV-Solaranlagen. 

Wir hoffen, dass unsere Empfehlungen unseren Kunden helfen werden, die Herausforderungen und möglichen Auswirkungen dieser Anlagen besser zu verstehen und sicherzustellen, dass sie sicher und effizient geplant, installiert und betrieben werden.