Ein Lichtbogen stellt in jeder elektrischen Installation ein gewisses Brandrisiko dar. In Gleichstromkreisen (DC) ist ein Fehlerfall noch kritischer zu bewerten als in Wechselstrom-Systemen (AC). Denn im Stromfluss treten keine Nulldurchgänge auf und ein einmal gezündeter Lichtbogen kann dauerhaft brennen und umgebende Materialien erhitzen und entzünden.
Aufgrund der hohen Energiedichten bei Li-Ionen Batterien hat eine Minimierung des Lichtbogen- und damit auch des Brandrisikos hohe Priorität. Im Rahmen des Projekts wird daher untersucht, welche Komponenten eines PV-Batteriesystems ein besonderes Gefahrenpotential aufweisen und wie dies zu minimieren ist. Außerdem sollen Eigenschaften eines Lichtbogens untersucht werden, die eine schnelle Detektion und Löschung ermöglichen. Verschiedene Lichtbogenszenarien werden mithilfe mehrerer PV-Speicher-Referenzsysteme und eines weiterentwickelten Prüfstands für DC-Lichtbogendetektoren nachgestellt. Aus den Ergebnissen sollen Maßnahmen zur Gefahrenminimierung, sowie Detektions- und Abschaltkonzepte für Lichtbogenszenarien in PV-Speichersystemen abgeleitet werden.
Versuchsaufbau zur Lichtbogenzündung und -nachstellung in einem PV-Batteriesystem (Quelle: Fraunhofer ISE)
Zündung eines Lichtbogens in einem PV-Batteriesystem (Quelle: Fraunhofer ISE)
Lichtbogensimulator zur Wiedergabe von Störspektren in beliebige DC-Systeme (Quelle: Fraunhofer ISE)