„Die Photovoltaik hat trotz der jüngsten Entwicklungen auch weiterhin Zukunft“, sagt Peter Funtan, Experte für Photovoltaikanlagen am Kasseler Fraunhofer-Institut IWES. Voraussetzung ist allerdings, dass die Anlagen im Dauerbetrieb über viele Jahre halten, was Hersteller und Installationsbetriebe dieser boomenden Sparte versprechen. Das sei heute leider nicht immer der Fall, weil beim Einbau oft Fehler gemacht würden, sagt der Wissenschaftler.

Das IWES hat jetzt die Mittel, daran etwas zu ändern: Funtans Forschungsarbeit über die Notwendigkeit des Einbaus von Sicherungen in Photovoltaikanlagen hat der Verein NH/HH-Recycling, der innovative Ideen der Sicherungstechnik fördert, bereits 2011 mit einer Spende von 30.000 Euro honoriert und nun in 2012 mit weiteren 42.000 Euro ausgezeichnet. Mit dem Geld will das IWES die Ausbildung der Photovoltaik-Installateure von morgen entscheidend verbessern. Funtan arbeitet bereits an einer didaktischen Lehr-CD für Berufsbildende Schulen, die die häufigsten Stolperfallen für Handwerker beim Einbau von PV-Anlagen vermeiden hilft.

Der 55-jährige, in Rotenburg an der Fulda geborene Wissenschaftler hat nach seiner Ausbildung zum Energieanlagenelektroniker und Installateur bei der Bundesbahn (heute Deutsche Bahn) an der Universität Kassel Elektrotechnik mit der Fachrichtung Energietechnik studiert. Zum Iset, dem heutigen IWES, sei er gewechselt, „weil ich hier etwas bewegen kann“, sagt der Forscher.

Funtan ist ein Pionier auf dem Gebiet der Sicherheit von PVAnlagen. Schon vor über 20 Jahren hat er in Zusammenarbeit mit Studenten ein Lehrsystem entwickelt, mit dem angehende Handwerker die Grundlagen der Photovoltaik erlernen können. Eine Weiterentwicklung wird von der Kasseler Firma IKS weltweit vertrieben.

Funtan plädiert in seiner Forschungsarbeit dafür, zumindest die Photovoltaikanlagen mit höherer Leistung, bei denen vier oder mehr Modulstränge parallel geschaltet werden, mit Schmelzsicherungen vor Schäden zu schützen. Denn bei Betriebsstörungen einer Anlage könnten durch Rückströme Module oder Leitungen beschädigt werden. Es kann sogar zum Brand kommen, wenn der fließende Gleichstrom nach einem Kabelbruch einen heißen Lichtbogen schlägt. Funtan weiß von zwei Fällen aus den USA, bei denen die Anschlusskästen von PV-Anlagen abbrannten. Doch auch wenn die Module fachgerecht installiert seien, könnten Sicherungen vor Schäden schützen, wenn die Anlage in die Jahre gekommen ist und sich längst amortisiert hat.

Photovoltaikanlagen würden auf immer höhere elektrische Leistungen ausgelegt, Stromstärken von zehn und mehr Ampère und Spannungen von bis zu 1000 Volt seien keine Seltenheit mehr, sagt Funtan. Mit der Schaltung einer wachsenden Zahl von Modulsträngen steige bei unsachgemäßer Installation aber auch die Gefahr von Betriebsstörungen, erklärt der Wissenschaftler. Es komme dann beispielsweise bei Spannungsverlusten in einzelnen Strängen (Reihenschaltung von einzelnen Modulen) zu Stromrückflüssen die zur Zerstörung von Modulen oder Überlastung von Leitungen führen können. Ursache dafür können defekte Dioden in den Modulen oder Erdschlüsse am Solargenerator sein. Kritisch kann es vor allem werden, wenn die Anlage wegen Wartungs- oder Reparaturarbeiten im Leerlauf betrieben wird, also dann, wenn normalerweise kein Strom zum Wechselrichter fließt.

„Jede Anlage ist anders, muss anders ausgelegt und auf die verfügbare Dachfläche und den gewählten Wechselrichter abgestimmt werden“, sagt der IWES-Forscher. Leider bekämen Hausbesitzer bei der Abnahme ihrer Anlage von den Installateuren manchmal kein Messprotokoll an die Hand, das den ordnungsgemäßen Betrieb der Elektrik nachweist. Die Fehler, die beim Einbau gemacht werden, sind aber gar nicht so selten. Das weiß der Wissenschaftler aus seiner Praxis als Sachverständiger für Photovoltaikanlagen.

Daher gehöre die Photovoltaik auf den Lehrplan der berufsbildenden Schulen. So wie in der Ausbildung in der Lehrwerkstatt der Universität Kassel. Mit dieser kooperiert Funtan bei der Erstellung einer neuen Lehr-CD. Sie könnte neue Maßstäbe setzen und die Photovoltaik in den Mittelpunkt des Elektrotechnikunterrichts stellen. Sie wird auch für das Selbststudium geeignet sein: In einem Frage-und-Antwort-Dialog können Schüler mit der Software ihre Lernfortschritte überprüfen.

Funtan arbeitet derweil im Rahmen eines Forschungsprojektes, schon an der nächsten Generation von Photovoltaikanlagen. Die werden vollständig in Hausdächer integriert und machen Schindeln oder Dachpfannen überflüssig.

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