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Wo liegen sicherheitsrelevante Schwachpunkte von PV-Anlagen?

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Eingestellt 21, Apr 2014 in Photovoltaik von Heribert Schmidt (21 Punkte)

Photovoltaik-Anlagen sind komplexe elektrotechnische Anlagen mit einer Vielzahl von Einzelkomponenten. Geht man von einer im Jahre 2013 in Deutschland insgesamt installierten Leistung von mehr als 30 GW aus, so entspricht das einer Anzahl von etwa 150 Mio. Modulen, ca. 450 Mio. Bypass-Dioden, ca. 10 Mrd. Solarzellen (3 Wp) und ca. 50 Mrd. Lötstellen. Hinzu kommen Leitungen, Verteiler, Strangdioden, DC-Sicherungen, DC-Schalter, Wechselrichter, AC-Sicherungen, IT- Schnittstellen etc. sowie mechanische Komponenten wie Aufständerungen oder auch Nachführsysteme. Wie bei jeder technischen Anlage besteht somit ein Risiko, dass durch Fehler in der Anlage Schäden auftreten können. 

Die FMEA (Failure Mode and Effects Analysis „Fehlermöglichkeits- und Einfluss- Analyse“ oder kurz „Auswirkungsanalyse“) [1, 2]. stellt in der Industrie, insbesondere bei Herstellern von Massenprodukten wie z.B. Automobilen, ein etabliertes und auch formal vorgegebenes Verfahren dar (DIN EN 60812 „Fehlzustandsart- und - auswirkungsanalyse“), mit welchem bereits in der Entwicklungsphase eines Produktes mögliche Fehlerquellen identifiziert, bewertet und Abhilfemaßnahmen benannt werden. Hierzu kommt ein Team von ca. 10 Experten aus möglichst unterschiedlichen Fachbereichen zusammen, welches unter Anleitung eines Moderators die Komponenten eines Gesamtsystems oder auch nur eine einzelne Komponenten im Detail betrachtet. Die Bewertung des Risikos stellt dabei eine Mischung aus langjähriger Erfahrung, faktischem Wissen, aber auch „Bauchgefühl“ dar. Kontroverse Be- wertungen werden ausdiskutiert, letztlich muss sich das Team auf einen gemeinsamen Risikowert einigen.

Innerhalb des PV-Brandschutz-Projektes [3] wurde diese Methode erstmals auf ein vollständiges netzgekoppeltes PV-System (ohne Speicher) angewandt – die zusammengefassten Ergebnisse finden sich unter [3].  

Als hauptsächliche Fehlerquelle wurde leider der „Faktor Mensch“ benannt. Die vorgeschlagenen Verbesserungsmaßnahmen liegen daher hauptsächlich im Bereich der Qualitätssicherung sowohl bei den Komponenten als auch bei der Planung und Ausführung der Anlagen. 

[1] http://de.wikipedia.org/wiki/Risikoanalyse/
[2] http://de.wikipedia.org/wiki/FMEA/.
[3] http://www.pv-brandsicherheit.de/freiburg2013/

Ergebnisse einer FMEA-Analyse - Zusammenfassung - Heribert Schmidt1, Robin Grab1, Florian Reil2, Willi Vaaßen2           1Fraunhofer ISE, Heidenhofstrasse 2, 79110 Freiburg                2TÜV Rhld.  Am Grauen Stein 20, 51105 Köln 0761 / 4588 5226 heribert.schmidt@ise.fraunhofer.de www.ise.fraunhofer.de 


Die folgende Abbildung zeigt auf der unteren Zeile Komponenten- resp. Planungs- und Ausführungsfehler, für welche die Expertengruppe ein hohes Risiko (Risikopriori- tätzszahl RPZ > 150) identifiziert hat. Als besonders kritisch wurde dabei mit einer RPZ von knapp 450 die (nicht zulässige!) Kombination von Steckverbindern unter- schiedlicher Hersteller angesehen. In der oberen Zeile der Abbildung sind mögliche Maßnahmen zur Verminderung des Risikos dargestellt – im Beispiel der Steckver- binder wäre z. B. eine weltweite Normung die Ideallösung. Genannt sind in der Ab- bildung immer diejenigen Lösungsvorschläge, die zur niedrigsten RPZ geführt haben – oftmals sind auch andere Lösungen möglich, siehe hierzu [3].

Hier finden Sie die vollständige Präsentation

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