Lichtbogenfehlerschalter: Die Schlüsseltechnologie für die Sicherheitsverbesserung von PV-Systemen

Die Photovoltaik (PV)-Industrie wächst rasant. Ganz gleich, ob es sich um ein großes Kraftwerk mit einer Fläche von Hunderten Hektar oder um eine kommerzielle PV-Anlage auf dem Dach eines Einkaufszentrums handelt: „Sicherheit“ steht an erster Stelle – insbesondere bei Bränden in der Elektrik, die wie eine „Bombe“ über der Anlage schweben. Nun, mit demLichtbogenfehlerschalter (auch bekannt als AFCI-Leistungsschalter), ein Gerät, das speziell zur Bewältigung dieser „Brandgefahr“ entwickelt wurde, ist zu einer entscheidenden Komponente für die Gewährleistung der Sicherheit von PV-Systemen geworden. Heute erklären wir, was dieses Gerät ist und warum es ein Muss für jede PV-Anlage ist.

Verstehen Sie zunächst: Was ist ein Lichtbogenfehlerschalter (AFCI-Leistungsschalter)?

Einfach ausgedrückt handelt es sich um einen „speziellen Schalter zur Verhinderung von durch Lichtbögen verursachten elektrischen Bränden“. Wenn in einer PV-Anlage Drähte altern, Steckverbinder locker werden oder die Isolierung beschädigt wird, „springt“ der Strom unregelmäßig und bildet einen Lichtbogen. Dieser Lichtbogen erreicht extrem hohe Temperaturen, kann in Sekundenschnelle Funken erzeugen und nahegelegene Drahtisolierungen oder Wärmedämmwatte entzünden, was innerhalb von Minuten zu einem Brand führt.

Welche Vorteile bringt ein AFCI-Leistungsschalter für PV-Systeme? 4 praktische Vorteile!

1. Präzise Lichtbogenerkennung – übertrifft herkömmliche Geräte

Herkömmliche Schutzschalter und Sicherungen können nur vor Überlastungen und Kurzschlüssen schützen; Sie sind völlig „blind“ für DC-Lichtbogenfehler in PV-Anlagen. Aufgrund der einzigartigen Signalfrequenz von Gleichstromlichtbögen können herkömmliche Geräte diese nicht identifizieren – wenn ein Problem erkannt wird, hat bereits ein Brand begonnen.

AFCI-Leistungsschalter verwenden jedoch eine fortschrittliche Lichtbogenerkennungstechnologie. Sie können sowohl Reihenlichtbögen (z. B. Funken von gebrochenen Drähten) als auch Parallellichtbögen (z. B. Funken von zwei sich berührenden Drähten) genau identifizieren, ohne dass es zu Fehl- oder Fehlerkennungen kommt. Dadurch wird die Brandgefahr grundsätzlich an der Entstehungsquelle beseitigt.

2. „Doppelter Schutz“ für PV – keine Angst vor DC-Lichtbögen

PV-Anlagen werden mit Gleichstrom betrieben, der sich vom in Haushalten verwendeten Wechselstrom unterscheidet: Wechselstrom hat einen „Nulldurchgangspunkt“, was bedeutet, dass Lichtbögen dazu neigen, von selbst zu löschen. Aber sobald sich ein Gleichstromlichtbogen bildet, ist es so, als würde man „stecken bleiben“ – er erlischt nicht spontan. Seine Temperatur steigt schnell an, wodurch die Brandgefahr weitaus höher ist als bei Wechselstromlichtbögen.

AFCI-Leistungsschalter sind speziell für Gleichstromlichtbögen konzipiert. Sie überwachen den Stromkreis rund um die Uhr und unterbrechen sofort die Stromversorgung, sobald ein Lichtbogen entsteht. Ganz gleich, ob es um die Verkabelung von PV-Modulen auf Dächern, Generatorkästen oder Wechselrichtern in einem Kraftwerk geht: Sie müssen keine Angst vor Bränden haben, die durch Gleichstromlichtbögen verursacht werden – zum Schutz von Geräten, Gebäuden und der Sicherheit von Personen.

3. Fernüberwachung – erhebliche Einsparung von Betriebs- und Wartungsaufwand

Die heutigen hochwertigen AFCI-Leistungsschalter können an intelligente Überwachungssysteme angeschlossen werden. Beispielsweise kann das AFCI von Fonrich mit der Cloud-Plattform SafeSolar verknüpft werden: Betriebs- und Wartungstechniker können einen Computer im Büro öffnen oder eine mobile App verwenden, um den Systemstatus in Echtzeit zu überprüfen – ob ein Lichtbogenalarm vorliegt, welcher Stromkreis ein Problem aufweist und ob der Strom stabil ist, alles auf einen Blick.

Wenn ein Fehler auftritt, wird eine Benachrichtigung direkt an das Telefon des Technikers gesendet – tägliche Inspektionen vor Ort sind nicht erforderlich. Wenn beispielsweise in einem Strang ein Lichtbogen auftritt, kann das Team das Problem anhand der Warnung direkt lokalisieren und beheben, ohne jedes Panel einzeln überprüfen zu müssen. Das spart Zeit, reduziert die Ausfallzeiten von Kraftwerken und bedeutet letztlich mehr Stromerzeugung (und mehr Umsatz).

4. Geeignet für alle Szenarien – einfache Nachrüstung für veraltete Systeme

AFCI-Leistungsschalter können in jeder PV-Anlage installiert werden: kleine Wohnanlagen, kommerzielle Projekte auf den Dächern von Einkaufszentren oder große Kraftwerke mit einer Fläche von Tausenden Hektar. Sie eignen sich besonders gut für die Nachrüstung älterer Systeme – viele PV-Anlagen, die 5–6 Jahre in Betrieb waren, verfügen über keinen Lichtbogenschutz. Das Hinzufügen eines AFCI erfordert jetzt keine größeren Überholungen: Der AFCI von Fonrich ist direkt mit vorhandenen Wechselrichtern und Generatoranschlusskästen kompatibel und die Installation dauert nur einen halben Tag, ohne dass die Stromerzeugung unterbrochen wird.

Warum ist AFCI ein Muss für PV-Installationen? Es „verhindert Gefahren, bevor sie entstehen“!

Herkömmliche Schutzvorrichtungen wie gewöhnliche Leistungsschalter dienen der „Fehlerbehebung“ – sie lösen beispielsweise erst dann aus, wenn die Leitungen durchgebrannt sind und zu diesem Zeitpunkt möglicherweise bereits ein Feuer ausgebrochen ist. Im Gegensatz dazu ist ein AFCI-Leistungsschalter „vorausschauend“: Er unterbricht den Strom, sobald ein Lichtbogen entsteht, bevor sich ein Feuer entzünden kann, wodurch das Risiko an der Quelle beseitigt wird.

Heutzutage schreiben sowohl nationale als auch internationale Vorschriften die Installation von AFCI in PV-Systemen vor – beispielsweise der NEC-Standard in den USA und der chinesische Code for Design of Photovoltaic Power Stations. Ohne AFCI kann ein Projekt die Prüfung nicht bestehen. Bei der Wahl eines AFCI geht es nicht nur um Compliance; Es geht darum, den langfristig sicheren Betrieb des Kraftwerks sicherzustellen. Kosteneinsparungen durch Verzicht könnten letztendlich zu Schäden an der Ausrüstung und unkontrollierbaren Risiken führen.

Die Zukunft von AFCI: Intelligenter, mit „Risikovorhersage“

In Zukunft wird die AFCI-Technologie noch weiter fortgeschritten sein: Sie wird nicht nur „Fehler erkennen“, sondern auch Big Data nutzen, um Risiken vorherzusagen. Wenn beispielsweise ein Steckverbinder wiederholt schwache Lichtbogensignale aussendet, kann die AFCI eine Frühwarnung senden und Techniker auffordern, den Stecker zu reparieren, bevor ein vollständiger Fehler auftritt. Darüber hinaus wird es mit Wechselrichtern und Energiespeichersystemen integriert, um ein „gesamtsystemisches Sicherheitsnetzwerk“ zu bilden, das PV-Systeme noch zuverlässiger macht.

Fazit: Für die PV-Sicherheit ist AFCI unverzichtbar

In der heutigen PV-Industrie reicht es nicht aus, allein eine hohe Stromerzeugung anzustreben – Sicherheit muss an erster Stelle stehen. Der Lichtbogenfehlerschalter (AFCI Circuit Breaker) ist die „wichtigste Verteidigungslinie“ gegen durch Lichtbögen verursachte Brände. Ob bei Neuinstallationen oder der Nachrüstung veralteter Systeme: Die Wahl des richtigen AFCI (wie der von Fonrich mit genauer Erkennung, Fernüberwachung und starker Anpassungsfähigkeit) verhindert nicht nur Brände und senkt die Betriebs- und Wartungskosten, sondern stellt auch die Einhaltung von Standards sicher, sodass das Kraftwerk jahrzehntelang sicher betrieben werden kann. Da die PV-Branche zunehmend standardisiert wird, wird AFCI zweifellos zu einer „Standardkonfiguration“ werden – eine frühzeitige Installation bedeutet, dass Sie beruhigt sein können!