Weltweit wurden bereits mehr als 41 Millionen Mikro-Wechselrichter von Enphase installiert. Laut Martyn Berry, Director of Technical Services bei Enphase Energy, ist dieser Erfolg zum Teil auf die Tatsache zurückzuführen, dass das Unternehmen neue Maßstäbe in Bezug auf die Sicherheit setzt. „Unsere Technologie zählt zu den sichersten in der Solarindustrie, sowohl für den Eigentümer der Solarpanele als auch für die Installateure – und ebenso für die Feuerwehr, wenn ein Brand in einem Gebäude mit Solarpanelen einen Einsatz erforderlich macht.“
Die Sicherheit eines Solarenergiesystems zu gewährleisten, fängt bei der Verwendung der entscheidenden Bauteile in hoher Qualität an. Laut Berry bedeutet das, dass die Mikro-Wechselrichter von Enphase offensichtlich die beste Wahl sind. Das liegt in erster Linie daran, dass die Sicherheitsprobleme bei Solarpanelen in der Regel auf hohe Gleichspannungen (DC-Spannungen) zurückzuführen sind, die sich in Systemen mit älteren Wechselrichtern aufbauen können. Dieses Risiko besteht in der Energiearchitektur von Enphase nicht mehr.
Weitere Risiken
„Aber wenn wir von Solarpanelen und Sicherheit sprechen, müssen wir bei dem erheblichen Marktwachstum beginnen,“ so Berry. „Dort, wo die Implementierung von Solarenergielösungen Fahrt aufnimmt, besteht die Möglichkeit, Geld zu verdienen. Dies zieht viele neue Parteien an, unter anderem auch Installateure. Aber nicht jeder Installateur verfügt über die Kompetenz, die für die Installation von Solarpanelen wünschenswert wäre. Schließlich ist die Arbeit mit Wechselstrom (AC) nicht dasselbe wie die Arbeit mit Gleichstrom (DC). Letztere umfasst völlig andere und größere Risiken. Von diesem Standpunkt aus betrachtet ist ein gesteigerter Fokus auf Qualität und Sicherheit enorm wichtig – beispielsweise durch die Schulung und Zertifizierung von Installateuren und die Überprüfung von Photovoltaikanlagen vor deren endgültiger Inbetriebnahme.“
Hochspannung
Die Mikro-Wechselrichter von Enphase sind das Ergebnis von mehr als 15 Jahren Innovation. In den USA brachte das Unternehmen kürzlich die achte Generation seiner Technologie auf den Markt. Diese Wechselrichter zeichnen sich unter anderem durch eine Mischung aus Sicherheit und intelligenter Leistung aus. Zu ihren Alleinstellungsmerkmalen gehören die einfache Installation und die Effizienzoptimierung für Solarpanele. Darüber hinaus sind die Wechselrichter so konzipiert, dass sie über die gesamte Nutzungsdauer einer Photovoltaikanlage hinweg funktionieren. Sie sind robust und verschleißen nicht, was zum Teil daran liegt, dass sie vollständig von einer Silikonschicht umgeben sind. Diese sorgt natürlich auch für langfristige Sicherheit. Aber worin genau besteht diese Sicherheit?
Gefahren
Berry: „Die Mikro-Wechselrichter von Enphase sind direkt mit der Rückseite eines jeden Solarpanels verbunden. Sie wandeln den in diesem Solarpanel generierten Gleichstrom sofort in Wechselstrom mit geringer Spannung um. Traditionelle Stringwechselrichter haben eine andere Funktionsweise. Dabei verlaufen DC-Kabel zwischen den einzelnen Solarpanelen und dem Wechselrichter, welcher den Gleichstrom dann in Wechselstrom umwandelt. Dadurch kann die Gleichspannung in einem Stromkreis erheblich ansteigen, und zwar auf bis zu 600 Volt auf den Dächern von Häusern und Wohnungen und 1.000 Volt in kommerziellen Systemen. Das ist nicht ungefährlich. Bei der Verwendung der Wechselrichter-Technologie von Enphase bleibt die Stärke der Wechselspannung in der Regel bei unter 60 Volt. In Bezug auf die Sicherheit bietet dies sowohl für den Installateur als auch für den Endanwender verschiedene Vorteile.“
Brände
Wenn eine elektrische Ladung von einer Elektrode auf eine andere übertragen wird, kann ein Lichtbogen entstehen. Dies kann auch bei Installation von Solarpanelen passieren, zum Beispiel im Falle eines Kurzschlusses, beschädigter Kabel oder defekter Verbindungen. Wenn der Strom weiter fließt, wird der Lichtbogen weiterhin gespeist. Dies kann Beschädigungen oder schlimmstenfalls sogar einen Brand verursachen.
„Die Wechselrichter-Technologie von Enphase eliminiert dieses Risiko fast vollständig,“ so Berry. „Wir bringen keinen Hochspannungsgleichstrom in Häuser oder andere Gebäude. Durch Wechselstrom und eine geringe Spannung kann kein Lichtbogen entstehen. Außerdem arbeiten Sie innerhalb unserer Architektur nur mit einem Kabel in Reihenschaltung. Im Vergleich zu Stringwechselrichtern müssen erheblich weniger Kabel gekürzt, verlängert, isoliert oder gebündelt werden … Dadurch sinkt wiederum das Risiko für Beschädigungen oder Brände. Somit ist die Arbeit mit Mikro-Wechselrichtern von Enphase für den Installateur außerdem erheblich sicherer. Schließlich sammelt sich in einer Solaranlage bereits während der Installation Strom, auch wenn das System noch nicht angeschlossen ist. Niemand möchte gerne einen starken Stromschlag mit Gleichstrom bekommen, nicht zuletzt weil dabei anders als beim Wechselstrom das Risiko besteht, an der Stromquelle hängenzubleiben. Neben der direkten Verletzungen durch den eigentlichen Stromschlag besteht beim Arbeiten in der Höhe zusätzlich Absturzgefahr.
Feuerwehr
Immer mehr Normen und Brandschutzverordnungen verlangen nach einem Schnellabschaltsystem (sog. Rapid-Shutdown- bzw. RSD-Funktion) für Photovoltaikanlagen. In Amerika ist ein solches System bereits gesetzlich vorgeschrieben und für die Europäische Union ist eine Abstimmung zur Einführung einer entsprechenden Vorschrift geplant. Viele Versicherungsunternehmen empfehlen die Verwendung von Mikro-Wechselrichtern, da diese über eine RSD-Funktion verfügen. Der Hauptgrund ist die erhöhte Sicherheit für Einsatzkräfte der Feuerwehr beim Löschen eines Brands in einem Haus, einer Wohnung oder einem anderen Gebäude mit Solarpanelen auf dem Dach. Berry ist der Ansicht, dass der zunehmende Fokus auf dieses Thema gerechtfertigt ist. Je stärker die Verbreitung von Solarpanelen zunimmt, desto häufiger sind diese an Gebäudebränden beteiligt. In einer solchen Situation ist es von größter Wichtigkeit, das Solarenergiesystem sicher zu gestalten.
Stromschläge
Berry: „Es muss möglich sein, den Stromfluss innerhalb kürzester Zeit auf Null zu reduzieren, um die Sicherheit von Einsatzkräften der Feuerwehr und des Rettungsdienstes zu gewährleisten. Die Feuerwehr möchte dies kontrollieren und benötigt die Gewissheit, dass es funktioniert. Bei Stringwechselrichtern ist dies problematisch. Solange die Sonne scheint, fließt Gleichstrom, auch wenn die Wechselrichter ausgeschaltet sind. Der Kontakt mit einem solchen stromführenden Kabel kann einen schweren oder sogar tödlichen Stromschlag verursachen. Bei unserer Technologie ist das anders. Wir arbeiten mit Wechselstrom und die Spannung im Stromkreis liegt bereits relativ nahe bei Null. Im Falle einer Störung im Stromnetz oder bei Betätigung des Ausschalters erzeugen unsere Mikro-Wechselrichter keinen Strom mehr. Innerhalb von 30 Sekunden kommt der Stromfluss im System zum Stillstand. Erwähnenswert ist in diesem Kontext die Hausbatterie, die vielerorts auf Interesse stößt. Dabei spielen ähnliche Probleme in Bezug auf den Brandschutz, die sichere Installation und die Kontrolle im Notfall eine Rolle. Daher bieten wir auch eine eigene Enphase Batterie an. Dabei handelt es sich um eine Wechselstrom-Batterie auf Lithium-Eisenphosphat-Basis, in der ebenfalls Mikro-Wechselrichter zum Einsatz kommen. In Bezug auf die Sicherheit setzen wir mit dieser Entwicklung nachhaltiger Technologien also auch hier neue Maßstäbe.“
