Angesichts häufiger extremer Wetterereignisse: Wie können sich Photovoltaikkraftwerke schützen?

Seit Juli sind extreme Wetterereignisse in ganz China zunehmend häufiger geworden, darunter Überschwemmungen in Guangxi, Taifune in der Region des Jangtsekiang-Deltas, Sturzfluten im nördlichen Hebei, schwere konvektive Wetterereignisse in Hubei und sintflutartige Regenfälle in Liaoning. Von Nordostchina bis Südchina sind mehrere Provinzen von den Auswirkungen extremer Wetterereignisse betroffen.

Für Photovoltaikkraftwerke stellt das Auftreten extremer Wetterbedingungen ebenfalls eine Prüfung ihrer Betriebsmechanismen dar. Ohne geeignete Präventivmaßnahmen könnten unabschätzbare Verluste entstehen.

Große Flächen von Photovoltaikmodulen wurden von Überschwemmungen überflutet!

Beeinflusst durch Taifun Maysak, den zehnten Taifun des Jahres, erlebte Guangxi anhaltende starke Regenfälle. Am 6. Juli kam es bei mehreren Stauseen in Hengzhou City, Guangxi, zu gefährlichen Situationen.

Zuvor veröffentlichte das Notfallmanagementkomitee der Stadt Nanning eine Mitteilung, wonach seit dem 4. Juli die meisten Teile der Stadt Nanning starke bis sintflutartige Regenfälle erlebt hatten, wobei einige Gebiete extrem starke Regenfälle verzeichneten. Die Wasserstände einiger Flüsse stiegen rapide an, und einige Stauseen gerieten in ernste Notlagen, wodurch die Hochwasserschutzlage kritisch wurde. Gemäß dem "Notfallplan für Hochwasser- und Dürrehilfe der Stadt Nanning" wurde die Hochwasserschutz-Notfallreaktion in Nanning am 6. Juli um 11:30 Uhr von Stufe III auf Stufe I angehoben.

Passagiere in Hochgeschwindigkeitszügen filmten große Flächen von bodenmontierten Photovoltaikkraftwerken in Guangxi, die von Hochwasser überflutet wurden. Darüber hinaus hatten die Fluten in einigen stark überschwemmten Gebieten bereits Teile dieser Photovoltaikkraftwerke überflutet, und großflächige Photovoltaikkraftwerke waren sichtbar in unterschiedlichem Ausmaß beschädigt.

Wichtiger als die Schäden an diesen Photovoltaikmodulen ist das Problem der elektrischen Sicherheit. Da Photovoltaikkraftwerke selbst Stromerzeuger sind, besteht die Gefahr, dass das gesamte überschwemmte Gebiet eine gefährliche Spannung führt, wenn diese Stromerzeugungsanlagen überflutet werden und beschädigte stromführende Kabel ins Hochwasser fallen.

Mit bloßem Auge lässt sich nicht feststellen, ob die Wasseroberfläche unter Spannung steht. Wenn Rettungskräfte versehentlich eintreten, besteht ein hohes Risiko eines Stromschlags durch Schrittspannung, ein Szenario mit extrem hohem Risiko.

Gleichzeitig zeigen online veröffentlichte Videos, dass einige Photovoltaikkraftwerke auf Dächern aufgrund unzureichender Stabilität vollständig von den Fluten weggespült wurden. Einige Modulrahmen waren verformt, Kabel schwangen unkontrolliert, und große Mengen Regenwasser drangen ein.

Starke Winde stürzten Photovoltaikkraftwerke in Hubei und Zhejiang um!

In den vergangenen zwei Tagen traf Taifun Bavi in den Regionen Jiangsu, Zhejiang und Shanghai auf Land. Am 11. Juli traf Bavi an der Küste der Kanmen-Straße im Kreis Yuhuan, Taizhou, Provinz Zhejiang, auf Land und erreichte dann um Mitternacht am 12. Juli einen zweiten Landfall in Qingjiang Town, Kreis Yueqing, Wenzhou. Damit wurde er zum stärksten Taifun, der mein Land in diesem Jahr traf. Die küstennah gelegenen Dörfer Yingdong und Dongsha befanden sich nahe den Landfallpunkten des Taifuns.

Berichten zufolge erlitt ein Unternehmen in Taizhou, Provinz Zhejiang, erhebliche Verluste, da alle seine Solarmodule auf dem Dach durch Taifun Bavi abgerissen wurden.

Bemerkenswert ist, dass sich im Gegensatz dazu ein Hausbesitzer in Wenzhou, Provinz Zhejiang, für einen proaktiven Schutz gegen den Taifun entschied.

Es ist bekannt, dass ein Hausbesitzer in Wenzhou zur Vorbereitung auf Taifun Bavi vor dem Eintreffen des Taifuns alle Solarmodule auf seinem Dach demontierte und einlagerte. Im vergangenen Jahr investierte dieser Hausbesitzer in ein Solarprojekt und errichtete auf dem Dach eines Hochhauses nahe dem Meer im Bezirk Longwan, Wenzhou, eine Solaranlage mit einer Fläche von etwa 1.000 Quadratmetern.

Der Hausbesitzer erklärte, dass die Demontage und erneute Installation zwar zusätzliche Kosten von mehreren tausend Yuan verursachen würden, die Hauptsorge jedoch das Risiko gewesen sei, dass die Solarmodule vom Taifun weggeweht werden und andere verletzen könnten.

Unterdessen wurde Baisha Town im Kreis Yangxin, Stadt Huangshi, Provinz Hubei, am 6. Juli von schwerem konvektivem Wetter getroffen, wobei plötzlich auftretende starke Winde in der gesamten Region Außenanlagen in unterschiedlichem Ausmaß beschädigten. Das dorfbezogene Photovoltaikkraftwerk mit 25 Kilowatt Leistung im Dorf Wangwujing wurde schwer beschädigt.

Es ist bekannt, dass dieses Kraftwerk ein zentrales Einnahmenprojekt für das Dorfkollektiv ist. Fotos vom Ort zeigen große Flächen umgestürzter und beschädigter Photovoltaikmodule, stark verformte und auf dem Boden verstreute Photovoltaikstützen, viele zerbrochene und verformte Photovoltaikpaneele sowie gebrochene und gelöste Übertragungsleitungen. Dies verursachte nicht nur erhebliche Verluste, sondern schuf auch mehrere Sicherheitsrisiken am Katastrophenort, darunter mögliche Stromlecks und herabfallende Trümmer.

Wie können sich Photovoltaik(PV)-Kraftwerke angesichts häufiger extremer Wetterereignisse selbst schützen?

Angesichts dieser unvorhersehbaren Umstände: Wie können PV-Kraftwerke Verluste vermeiden oder minimieren? Für Betreiber kann der Schutz von PV-Kraftwerken nicht auf kurzfristigen Maßnahmen beruhen; stattdessen sollte ein umfassendes Schutzsystem über den gesamten Lebenszyklus hinweg eingerichtet werden, das Standortauswahl, Design, Betrieb und Wartung, Notfallmaßnahmen sowie Versicherungen umfasst.

Erstens ist bei der Standortauswahl die Risikovermeidung von Anfang an entscheidend. Während der Planungsphase müssen Risikobewertungen auf Grundlage historischer Wetterdaten und der Wahrscheinlichkeit extremer Wetterereignisse durchgeführt werden. Die Vermeidung von Überschwemmungsgebieten und Gebieten mit hohem geologischem Katastrophenrisiko ist eine grundlegende Anforderung. Der verbindliche Standard des Ministeriums für Wohnungsbau und städtisch-ländliche Entwicklung "Spezifikationen für Solarstromerzeugungsprojekte (Entwurf zur Stellungnahme)" fordert eindeutig, dass der Hochwasserschutzstandard für PV-Feldbereiche nicht niedriger als ein 30-jähriges Hochwasser- bzw. Tidehochwasserniveau sein darf. Dies bedeutet, dass hydrologische Bedingungen bei der Standortauswahl vollständig berücksichtigt werden müssen und Selbstzufriedenheit nicht akzeptabel ist.

Beim Design sollten PV-Module Doppelreihenpfähle und Diagonalverstrebungen verwenden, um den Ausziehwiderstand des Fundamentes der Tragstruktur zu erhöhen, und die Verbindung zwischen Modulrahmen und Klemmblock sollte verstärkt werden, um Zugversagen zu verhindern. Das Sicherheitsniveau von Photovoltaik(PV)-Montagesystemen sollte nicht niedriger als Stufe III sein, und das Sicherheitsniveau des Montagefundaments sollte nicht niedriger als das Sicherheitsniveau der oberen Struktur sein. Nachführsysteme sollten in der Lage sein, sich selbst in eine sichere Position zu bringen.

Darüber hinaus darf die Schutzart von elektrischen Außenanlagen nicht niedriger als IP54 sein. Wechselrichter, Sammelkästen, Umspannstationen und Energiespeicherbereiche sollten durch verbesserte Abdichtung und Wasserschutz, erhöhte Sockel sowie zusätzliche Wasserbarrieren und Entwässerungseinrichtungen verstärkt werden. Tief gelegene Standorte sollten im Voraus mit Pumpanlagen ausgestattet werden, und Wassereintrittsstellen sollten abgedichtet werden, um Wasserschäden, Kurzschlüsse und Explosionsrisiken zu verhindern.

Neben den Vorbereitungen im Voraus kann ein Mangel an routinemäßiger Wartung zu Ausfällen in kritischen Momenten führen.

Es ist wichtig zu wissen, dass die 24 bis 48 Stunden vor einem Taifun ein kritisches Zeitfenster sind, das über das Schicksal eines Kraftwerks entscheidet. Vor dem Eintreffen extremer Wetterbedingungen müssen die zentralen Druckblöcke, seitlichen Druckblöcke und Befestigungsbolzen überprüft sowie lose, verrostete oder fehlende Befestigungselemente angezogen, ersetzt oder repariert werden. Die Querträger und vertikalen Träger des Montagesystems sind auf Biegungen, Verformungen und Risse zu prüfen. Ältere Kraftwerke, windzugewandte Dächer und großflächige Anlagenfelder sollten mit windfesten Verstrebungsstangen und Gegengewichts-Sandsäcken verstärkt werden. Da der Rahmen der Solarmodule ständig der Witterung ausgesetzt ist, können unzureichende tägliche Inspektionen zu Problemen wie lockeren Befestigungen sowie verrosteten oder gerissenen Halterungen führen, die durch starke Winde verstärkt werden können.

Ersetzen Sie abgenutzte oder verschlissene Dichtungen an den Türen der Wechselrichter- und Sammelboxschränke unverzüglich. Dichten Sie Kabeleinführungsöffnungen und Lücken in Kabeltrassen ab, um das Zurückfließen von Regenwasser zu verhindern. Überprüfen Sie AC- und DC-Kabelverbindungen, um Leckagen und Funkenbildung während Regenfällen zu vermeiden.

Bei extremen Unwettern kann man sich dafür entscheiden, die Solarmodule vollständig zu demontieren und zu sichern, wie vom Hausbesitzer aus Zhejiang erwähnt, und sie wieder zu installieren, sobald das Wetter wieder normal ist. Obwohl dadurch zusätzliche Installations- und Demontagekosten entstehen, sind diese weitaus geringer als der Verlust der gesamten umgestürzten und zerstörten Stromanlage.

Natürlich kann die zerstörerische Kraft extremer Wetterbedingungen selbst bei umfassendstem Schutz manchmal die Erwartungen übertreffen. In solchen Fällen ist eine Versicherung der letzte Ausweg, um Verluste zu mindern.

Eine Naturkatastrophenversicherung für Solarkraftwerke deckt Geräteschäden ab, die durch Erdbeben, Überschwemmungen, Taifune, Hagel, Sandstürme usw. verursacht werden, wobei die Entschädigung auf den tatsächlichen Verlusten basiert. Bei vollständiger Zerstörung kann eine Entschädigung auf Grundlage der Wiederbeschaffungskosten erfolgen. Es ist jedoch zu beachten, dass Mängel am Gerät selbst, übermäßige Nutzung und Alterung nicht abgedeckt sind.

Derzeit entwickelt sich auch die Versicherungsbranche kontinuierlich weiter. Einige Institutionen haben Finanzprodukte wie eine „Wetterversicherung für Kohlenstoffanlagen“ eingeführt. Finanzaufsichtsbehörden in einigen Regionen leiten Versicherungsinstitutionen dazu an, umfassende Versicherungsprodukte zu entwickeln, die Sachschäden, Verluste bei Stromerträgen und die öffentliche Haftpflicht abdecken.

Sind Photovoltaikkraftwerke weiterhin für Gebiete geeignet, die anfällig für extreme Wetterbedingungen sind?

Mit der zunehmenden Häufigkeit extremer Wetterereignisse stellt sich eine reale Frage: Sind Photovoltaikkraftwerke weiterhin für diese Hochrisikogebiete geeignet?

Die Antwort lautet ja, aber die Anforderungen müssen erhöht werden. Zunächst ist es entscheidend zu verstehen, dass extreme Wetterbedingungen keine „unheilbare Krankheit“ für Photovoltaikkraftwerke darstellen. Einschlägige Berichte zeigen, dass die meisten Photovoltaikkraftwerke bei geeigneter Standortwahl, Planung und Wartung den meisten extremen Wetterereignissen standhalten können.

In Zukunft wird der Bau von Photovoltaiksystemen in diesen Gebieten die Erfüllung hoher Standards in mehreren Bereichen erfordern, darunter Standortwahl, Planung, Betrieb und Wartung sowie Versicherung. Aus Sicht der Branchentrends wandelt sich das Katastrophenschutzsystem für Photovoltaikkraftwerke von der traditionellen „Reparatur nach der Katastrophe“ zu einem umfassenden Modell aus „struktureller Verstärkung vor der Katastrophe, Geräteaufrüstung, intelligenter Verwaltung und Steuerung sowie differenzierter Anordnung“.

Schließlich hängt die Zukunft der Photovoltaikbranche nicht nur von der Verbesserung der Stromerzeugungseffizienz und der Kostensenkung ab, sondern auch davon, ob sie angesichts zunehmend schwerwiegender klimatischer Herausforderungen ihre Sicherheit gewährleisten kann.