Wie entstehen DC-Lichtbögen in PV-Anlagen?

Kurzdefinition: Elektrischer Lichtbogen im Gleichstromkreis einer PV-Anlage — häufige Brandursache

DC-Lichtbögen entstehen an losen Steckverbindungen, beschädigten Kabeln, korrodierten Kontakten oder gebrochenen Zellverbindern innerhalb von Solarmodulen. Mit Temperaturen über 3.000°C sind sie eine der häufigsten Brandursachen bei Photovoltaikanlagen.

DC-Lichtbogen — Entstehungsmechanismus KontaktfehlerMC4, Klemme, Löt R↑ → ΔT↑P = I²·R lokal IonisationLuft leitfähig LichtbogenT > 3.000°C BrandDach Detektion: AFCI (Arc Fault Circuit Interrupter) nach IEC 63027 — Pflicht ab 2024 in neuen Anlagen Serieller Lichtbogen: selbsterhaltend ab ~20 V DC | Paralleler Lichtbogen: Kurzschluss-Typ

Warum sind DC-Lichtbögen so gefährlich?

Im Gegensatz zu AC-Lichtbögen erlöschen DC-Lichtbögen nicht beim Nulldurchgang der Spannung. Ein einmal gezündeter DC-Lichtbogen kann stundenlang brennen, solange ausreichend Solarstrahlung vorhanden ist. Die DC-Seite einer PV-Anlage kann tagsüber nicht stromlos geschaltet werden.

Wie werden DC-Lichtbögen detektiert?

Arc-Fault Circuit Interrupter (AFCI) nach UL 1699B erkennen das charakteristische Hochfrequenzspektrum eines Lichtbogens und trennen den Stromkreis. Seit 2018 sind AFCI in den USA für PV-Anlagen vorgeschrieben, in Deutschland empfohlen. EN-Gutachter bewertet bei Brandursachenermittlungen systematisch alle potenziellen Lichtbogenquellen.

Häufige Fragen

Sind AFCI in Deutschland Pflicht?

AFCI sind in Deutschland derzeit nicht gesetzlich vorgeschrieben, werden aber von der VdS (Schadenverhütung der Versicherer) und in der DIN VDE 0100-712 empfohlen. Bei Versicherungsschäden durch Lichtbogenbrände wird das Fehlen von AFCI zunehmend als Obliegenheitsverletzung diskutiert.

Verwandte Begriffe

Hotspots bei SolarmodulenPID-Effekt

Praxisbeispiele

Dokumentierter Praxisfall:

DC-Lichtbogen: 127.000 € Brandschaden an 180-kWp-Dachanlage

Realer anonymisierter Untersuchungsfall mit Messwerten, Zeitablauf und wirtschaftlicher Bewertung.