Leitfaden zur Brandsicherheit von Photovoltaikanlagen – Wie das Brandrisiko in Solarkraftwerken gesenkt werden kann

1. Brandschutzherausforderungen im Zuge der PV-Ausbreitung in Europa

Mit der rasanten Verbreitung von Photovoltaikanlagen in Europa setzen immer mehr Gewerbebauten, Wohngebäude und sogar historische Stadtviertel auf dezentrale PV-Systeme. Diese dynamische Entwicklung erhöht zwar den Anteil erneuerbarer Energien, bringt jedoch auch eine Reihe von Brandschutzrisiken mit sich. Insbesondere bei komplexen Systemintegrationen, steigenden Spannungsniveaus und dicht installierten Modulen nimmt das Risiko von Bränden durch Gleichstromlichtbögen, Hotspots an Modulen oder alternde Kabel stetig zu.

Einige Projekte weisen bereits in der Planungsphase mangelnde Berücksichtigung des Brandschutzes auf, leiden unter unsachgemäßer Bauausführung oder unzureichender Wartung. Kommt es zum Brand, ist eine schnelle Reaktion oft kaum möglich. In Ländern wie Italien und Deutschland, in denen strenge bauaufsichtliche Brandschutzanforderungen gelten, beeinträchtigen solche Vorfälle nicht nur die Sicherheit und den Betrieb der Anlage selbst, sondern können auch zu verschärften Regulierungen und einem Vertrauensverlust im Markt führen.

Daher ist es für die Branche entscheidend, im Zuge der nachhaltigen PV-Entwicklung wirksame Maßnahmen zur Risikominimierung bereits an der Quelle zu ergreifen.

2. Analyse der Brandrisiken in Photovoltaikkraftwerken

2.1 Brandgefährdete Bereiche: Gleichstromsysteme und alternde Komponenten

Die Hauptbrandgefahren in PV-Anlagen konzentrieren sich auf der Gleichstromseite. Nach der Reihenschaltung der Module liegt die Systemspannung in der Regel zwischen 600 V und 1000 V. Sobald Leitungen locker, schlecht verbunden oder baulich gealtert sind, können sich leicht Hochtemperatur-Lichtbögen bilden – mit Temperaturen von über 3000 °C. Typische Risikobereiche sind:

• Module: Im Langzeitbetrieb anfällig für Hotspot-Effekte, insbesondere in Bereichen mit häufiger Verschattung. Lokale Überhitzung kann zur Zerstörung der Rückseitenfolie oder zum Ausfall der Anschlussdose führen. Der Einsatz minderwertiger Materialien oder schlechter Verkapselung beschleunigt zudem die Alterung der Isolierung und erhöht das Selbstentzündungsrisiko.
• Steckverbinder und Kabel: MC4-Stecker mit schlechter Vercrimpung oder gealtertem Material können Hitze stauen und Lichtbögen verursachen. Unvorschriftsmäßige Verlegung, zu geringe Leitungsquerschnitte oder mechanische Beschädigungen begünstigen Kurzschlüsse und Isolationsversagen – eine weitere Hauptursache für Brände im DC-System.
• Stringboxen und Wechselrichter: Enge Sicherungsanordnung, schlechte Belüftung oder fehlende Stromüberwachung in Stringboxen können zu lokaler Überhitzung führen. Manche Wechselrichter verfügen nicht über Lichtbogenabschaltung oder ausreichende Kühlung, was im Störfall zu schnellem Brand führen kann.

Diese Komponenten sind entlang der gesamten Betriebsstruktur der Anlage verteilt. Wenn an einer Stelle ein Mangel auftritt, kann sich das Risiko über die Verkabelung rasch ausbreiten und eine kettenartige Brandentwicklung verursachen.

2.2 Fallbeispiele als Warnsignal

Obwohl PV-Brände in Europa selten sind, verursachen sie im Ernstfall erhebliche Schäden. Laut Daten der deutschen Mannheimer Versicherung machen Brandvorfälle nur 2 % aller gemeldeten PV-Schäden aus, doch sie stehen für ganze 32 % der ausgezahlten Entschädigungen – ein deutlicher Hinweis auf ihre massive Auswirkung auf die Anlagensicherheit und den Gebäudeschutz.

Ein prominentes Beispiel ist das Apple-Rechenzentrum in Mesa, Arizona. Dort kam es infolge eines Brandes von Dachmodulen zu schweren Geräteschäden. Die Untersuchung ergab, dass das System nicht mit einer Modulüberwachung ausgestattet war, wodurch der Brand nicht rechtzeitig erkannt und isoliert wurde. Das Feuer breitete sich rasch auf benachbarte Strukturen aus. Der Vorfall löste europaweit Diskussionen über Abschaltmechanismen und Reaktionsfähigkeit von PV-Anlagen im Brandfall aus und führte in Ländern wie Italien und Frankreich zu strengeren Genehmigungsanforderungen für PV-Gebäudeprojekte.

3. Vom Reagieren zum Vorbeugen: Optimierung des Brandschutzdesigns in PV-Anlagen

Mit steigender Systemkapazität und wachsender Dichte netzgekoppelter Projekte vollzieht sich in Photovoltaikkraftwerken ein Wandel – weg von rein reaktiven Sicherheitsmaßnahmen hin zu systemweiten, proaktiven Brandschutzstrategien ab der Planungsphase. In Europa zeichnen sich aktuell drei technische Hauptansätze ab:

3.1 Modulbasierte Abschalttechnik: Früherkennung und Risikobegrenzung

• Jedes einzelne Modul schaltet sich bei Anomalien automatisch ab und verhindert so die Ausbreitung von Bränden.
• Unterstützt Fernsteuerung, automatische Auslösung und Anbindung an Feuerwehreinsätze – ideal für dicht bebaute städtische Dachanlagen.
• Breite Zertifizierung nach NEC 690.12, CE, SunSpec u. a., wodurch wesentliche Marktanforderungen erfüllt werden.

3.2 Mikro-Wechselrichtersysteme: Keine Hochspannungs-Gleichstromrisiken

• Jedes Modul wandelt unabhängig Wechselstrom, wodurch keine DC-Hochspannungsleitungen im System entstehen – Lichtbogengefahr wird ausgeschlossen.
• Modulweise Überwachung möglich, Verschattung oder Fehler einzelner Module beeinträchtigen das Gesamtsystem nicht.
• Einfache Systemstruktur ohne Stringbox, mit kurzen Kabelwegen – leicht zu installieren und zu warten.

3.3 Schmelzsicherungsfreie Systeme mit Lichtbogenerkennung: Weniger Kontaktstellen, mehr Sicherheit

• Verzicht auf Schmelzsicherungen und zentrale Sammelpunkte reduziert Fehler durch Kontaktprobleme und thermisches Durchgehen.
• Kombiniert mit Wechselrichtern, die Lichtbögen frühzeitig erkennen und automatisch abschalten.
• Die vereinfachte Parallelschaltung erhöht die Systemstabilität und langfristige Zuverlässigkeit.

3.4 Modulbasierte Sicherheitstechnik: Auf dem Weg zur Pflichtausstattung

Die sogenannte „Modulabschaltung“ (Module Level Rapid Shutdown) entwickelt sich in Europa von einer empfohlenen Option hin zu einer verpflichtenden Vorgabe – insbesondere in den folgenden Anwendungsszenarien:

• Dachanlagen und hochverdichtete Gebäudeprojekte
  Aufgrund der beengten Platzverhältnisse und komplexen Brandszenarien empfehlen viele Länder, vorrangig modulbasierte Abschaltgeräte einzusetzen, um im Brandfall jedes Modul einzeln vom Stromnetz zu trennen und die Ausbreitung des Feuers zu verhindern.
  In Deutschland ist dies zwar noch nicht gesetzlich verpflichtend, aber große EPCs und Versicherer berücksichtigen die Abschaltfähigkeit zunehmend in Risikobewertungen. In einigen kommunalen Ausschreibungen ist sie bereits Pflicht.
• BIPV-Systeme und mehrgeschossige Gebäude
  In Italien und Frankreich nimmt der Einsatz gebäudeintegrierter PV-Anlagen (BIPV) rasant zu – insbesondere im Bereich Stadtsanierung und bei Projekten mit grüner Zertifizierung. Dadurch steigen auch die Brandschutzanforderungen.
  Italien schreibt für Fassaden- und Vorhangfassadenmodule die Einhaltung von Klasse A bzw. UNI9177 Klasse 1 vor. Für die Brandschutzfreigabe wird zusätzlich ein System aus Schnellabschaltung und Temperaturüberwachung empfohlen.
• Politische Entwicklungen auf EU-Ebene
  Die EU prüft derzeit, modulbasierte Sicherheitsstandards wie SunSpec und CE in die baurechtliche Zulassung von PV-Anlagen zu integrieren. Eine verpflichtende Umsetzung wird voraussichtlich im Rahmen der Überarbeitung der Bauproduktenverordnung (CPR) oder in zukünftigen Installationsrichtlinien erfolgen.

Ausblick:

Auch wenn sich viele Länder aktuell noch in einem Stadium der „Teilpflicht“ oder politischen Empfehlung befinden, wird angesichts der zunehmenden PV-Dichte und steigenden Herausforderungen im urbanen Brandschutz erwartet, dass in den kommenden 3–5 Jahren „Modulabschaltung + Brandschutzzertifizierung“ zu Standardanforderungen in Genehmigungsverfahren werden.

4. Wie lassen sich Brände im laufenden Betrieb vermeiden?

Auch wenn eine PV-Anlage mit einem hohen Maß an Sicherheit geplant wurde, sind Alterungserscheinungen, Lockerungen oder Korrosion im laufenden Betrieb nicht zu vermeiden. Ohne regelmäßige Wartung können solche Mängel schnell zu elektrischen Defekten und im schlimmsten Fall zu Bränden führen. Daher haben viele europäische Länder Brandschutzprüfungen fest in die Wartungsvorgaben für PV-Anlagen integriert. Brandschutzmaßnahmen müssen dabei sowohl im Rahmen der Zertifizierung als auch im Tagesbetrieb konsequent umgesetzt werden. Die folgenden Punkte gelten als zentrale Maßnahmen zur Brandvermeidung:

4.1 Regelmäßige Überprüfung kritischer Komponenten

• Kontrolle von Anschlussdosen, Steckverbindern und Stringboxen auf Lockerung, Verformung, Verschmutzung oder Korrosion.
• Regelmäßige Infrarot-Thermografie zur Erkennung von Hotspots und abnormalen Temperaturanstiegen an Kabelverbindungen – zur Früherkennung lokaler Überhitzung.
• Rechtzeitiger Austausch gealterter Wechselrichter, Kabel und Klemmen, um Isolationsversagen und steigenden Übergangswiderstand zu vermeiden.

4.2 Entfernen brennbarer Materialien und Sicherstellung der Belüftung

• Regelmäßige Reinigung von Dächern und Modulträgern zur Entfernung von trockenem Laub, Staub und Vogelnestern – um externe Brandrisiken zu minimieren.
• Gute Belüftung von Wechselrichtern und Stringboxen sicherstellen, um Überhitzung durch unzureichende Wärmeabfuhr zu vermeiden.
• In großen Freiflächenanlagen sollten Brandschutzstreifen oder Kiesschichten eingerichtet werden, um eine Ausbreitung von Bränden effektiv zu unterbrechen.

4.3 Aufbau eines Wartungsprotokolls und Frühwarnsystems

• Alle Inspektions- und Wartungsmaßnahmen digital dokumentieren, um ein geschlossenes Fehlerbehebungsverfahren zu gewährleisten.
• Einsatz von Modul- oder Stringüberwachungssystemen zur Echtzeitüberwachung des Anlagenzustands und zur schnellen Lokalisierung von Anomalien.
• In Anlagen mit Anbindung an kommunale Brandschutzsysteme sicherstellen, dass Notabschaltungen und Alarmsysteme ordnungsgemäß gekoppelt und regelmäßig getestet werden.

5. Unterschiedliche Vorgaben in Europa und der Trend zur verpflichtenden Regulierung

Mit dem Fortschritt der Brandschutztechnologien haben zahlreiche europäische Länder den Brandschutz von Photovoltaikanlagen in ihre Bauvorschriften und elektrotechnischen Normen integriert. Die Einhaltung von Brandschutzvorgaben entwickelt sich zunehmend zu einem zentralen Kriterium für die Projektgenehmigung und Versicherbarkeit. Die Unterschiede zwischen den nationalen Regelungen liegen derzeit vor allem in den baurechtlichen Anforderungen, Genehmigungsprozessen und der Zusammenarbeit mit den örtlichen Feuerwehren:

Italien

• Die italienischen Bauvorschriften (z. B. UNI 9177) stellen klare Anforderungen an den Brandschutz von BIPV-Systemen. Module dürfen nur dann an Fassaden oder auf Dächern installiert werden, wenn sie die Flammschutzklasse 1 erfüllen.
• Für Projekte mit mehr als 20 kWp ist die Vorlage eines Verdrahtungsplans und eines Abschaltkonzepts erforderlich. Die örtliche Feuerwehr (Vigili del Fuoco) ist in die Genehmigung und Abnahme eingebunden. Die Unterlagen müssen Schaltpläne und Beschreibungen zur Abschaltung beinhalten.

Deutschland

• Bei PV-Projekten auf Wohngebäuden oder in historischen Stadtvierteln ist eine Kopplung mit dem baulichen Brandschutzsystem verpflichtend. Fehlen Fernabschaltung oder Spannungsanzeige, kann die Genehmigung verweigert werden.
• Elektrotechnische Normen wie DIN VDE 0100-712 enthalten detaillierte Vorgaben zur Kabelverlegung, Schutzklasse und Materialisolierung – mit hoher Durchsetzungskraft in der Praxis.

Frankreich

• In Frankreich treibt die Energie-Regulierungsbehörde CRE die Vereinheitlichung technischer Anforderungen an PV-Systeme schrittweise voran.
• Projekte mit mehr als 100 kWp oder in dicht besiedelten Bereichen wie Stadtzentren, Schulen oder Krankenhäusern müssen mit einem Notabschaltungspfad und Modulüberwachungssystemen ausgestattet sein und unterliegen einer gesonderten Genehmigung durch die lokale Verwaltung.

6. Wie sollte im Brandfall richtig reagiert werden?

Ein Brand in einer Photovoltaikanlage ist häufig komplexer als bei herkömmlichen Gebäuden. Selbst wenn das öffentliche Stromnetz abgeschaltet ist, erzeugen die PV-Module bei Tageslicht weiterhin Strom – das System kann somit über längere Zeit unter Spannung stehen. Besonders bei Dachanlagen oder BIPV-Systemen erschweren verteilte Brandherde und unklare Abschaltpfade die Kontrolle und behindern Rettungsmaßnahmen. Daher muss die Notfallreaktion nicht nur schnell, sondern auch klar strukturiert und umsetzbar sein.

6.1 Stromversorgung sofort unterbrechen

• Vorrangig sollten Notabschaltungen auf der Gleichstromseite oder modulbasierte Abschaltsysteme aktiviert werden, um die Stromzufuhr zum Brandherd zu unterbrechen.
• Bei Systemen mit Fernabschaltung sollte das Wachpersonal diese nach Feststellung der Brandlage umgehend auslösen, um das unter Spannung stehende Areal zu minimieren.
• Systeme ohne automatische Abschaltung sollten gut sichtbare manuelle Trennschalter am Standort aufweisen, deren Bedienung im Vorfeld geschult wurde.

6.2 Geeignete Löschmittel verwenden

• Wasser oder Schaum dürfen nicht direkt auf PV-Module oder Wechselrichter aufgebracht werden.
• Trockene Pulverlöscher oder CO₂-Löschgeräte sind empfohlen; dabei ist der Mindestabstand zu spannungsführenden Teilen strikt einzuhalten (z. B. bei Spannungen <10 kV mindestens 0,4 Meter).
• Bei Bränden an Hochspannungskomponenten muss ein Sperrbereich eingerichtet werden. Ohne geeignete Isolationsausrüstung dürfen Gleichstromleitungen nicht betreten oder berührt werden.

6.3 Feuerwehr mit klaren Informationen unterstützen

• Kann der Brand nicht eigenständig eingedämmt werden, ist sofort die lokale Feuerwehr zu benachrichtigen – unter Hinweis auf die elektrischen Gefahren der PV-Anlage.
• Am Standort sollten Schaltpläne, die Lage wichtiger Schalter und Hinweise zur Abschaltung gut sichtbar angebracht sein, damit externe Einsatzkräfte sich schnell orientieren können. So werden Fehlbedienungen, Stromschläge oder Folgeunfälle vermieden.

7. Fazit

Mit der zunehmenden Verbreitung von Photovoltaikanlagen in Europa wird der Brandschutz zu einem entscheidenden Faktor für die Projektzulassung und die langfristige Wirtschaftlichkeit. Proaktive Schutzmaßnahmen in der Planungsphase, standardisierte Betriebsführung sowie klare Notfallmechanismen im Brandfall sind längst keine freiwilligen Optionen mehr, sondern unerlässliche Voraussetzungen.

Regierungen und Versicherer etablieren Schritt für Schritt passende Zertifizierungs- und Risikobewertungssysteme. Für Projektentwickler, EPC-Dienstleister und Endnutzer bedeutet dies: Ein gestärktes Bewusstsein für Brandrisiken und die konsequente Umsetzung von Sicherheitsmaßnahmen in allen Projektphasen sind nicht nur essenziell zum Schutz der Anlagen – sondern auch Grundvoraussetzung für ein nachhaltiges und stabiles Wachstum der gesamten Photovoltaikbranche.

Seit 2008 ist Maysun Solar sowohl ein Investor als auch ein Hersteller in der Photovoltaikbranche und bietet kommerzielle und industrielle Solardachlösungen ohne Investition. Mit 17 Jahren Erfahrung auf dem europäischen Markt und einer installierten Kapazität von 1,1 GW bieten wir vollständig finanzierte Solarprojekte, die es Unternehmen ermöglichen, ihre Dächer zu monetarisieren und Energiekosten ohne Vorabinvestition zu senken. Unsere fortschrittlichen IBC, HJT und TOPCon Module und Balkonsolaranlagen garantieren hohe Effizienz, Langlebigkeit und langfristige Zuverlässigkeit. Maysun Solar übernimmt alle Genehmigungen, Installationen und Wartungen und gewährleistet einen nahtlosen, risikofreien Übergang zu Solarenergie bei gleichzeitiger Bereitstellung stabiler Erträge.

Quellenverzeichnis:

Mannheimer Versicherung. Brände in Photovoltaikanlagen – Einblicke aus der Versicherungsbranche. Abgerufen von: https://solar.huawei.com/admin/asset/v1/pro/view/31d024f4d0604188b48f323e5413ef20.pdf

National Electrical Code (NEC) 690.12. Vorgaben zur Schnellabschaltung. Abgerufen von: https://codes.iccsafe.org/s/ISEP2018/national-electrical-code-nec-solar-provisions/ISEP2018-NEC-Sec690.12

Hanersun. Alle Modultypen erhalten Brandschutzzertifizierung der Klasse 1 für den italienischen Markt (UNI 9177). Abgerufen von: https://www.hanersun.com/hanersuns-all-module-series-obtains-class-1-fire-safety-certification-for-the-italian-market/?utm_source=chatgpt.com

Datacenter Dynamics. Großbrand im Apple-Rechenzentrum in Mesa, Arizona. Abgerufen von: https://www.datacenterdynamics.com/en/news/fire-rages-through-apples-data-center-hq-in-mesa-arizona/

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