Elektrische Lichtbögen gehören zu den gefährlichsten potenziellen Störfällen in Photovoltaikanlagen. Sie entstehen häufig unbemerkt, können aber erhebliche Schäden verursachen – von der Zerstörung einzelner Komponenten bis hin zu Bränden. Moderne PV-Wechselrichter, wie sie Huawei anbietet, sind heute zunehmend mit einer sogenannten Lichtbogenerkennung (AFCI – Arc Fault Circuit Interrupter) ausgestattet. Diese Technologie erhöht die Sicherheit und trägt dazu bei, Ertrag und Lebensdauer der Anlage zu sichern.
Was ist ein Lichtbogen in Photovoltaikanlagen überhaupt?
Ein Lichtbogen ist eine sichtbare elektrische Entladung, die zwischen zwei Leitern entsteht, wenn ein hoher Stromfluss auf einen Spannungsunterschied trifft – beispielsweise durch ein unterbrochenes Kabel oder eine lose Verbindung. Dabei „springt“ der Strom buchstäblich durch die Luft. In Photovoltaikanlagen können solche Lichtbögen sowohl bei der Installation als auch im laufenden Betrieb auftreten – insbesondere auf der Gleichstromseite (DC), wo dauerhaft hohe Spannungen anliegen.
Im Unterschied zu einem Kurzschluss fließt beim Lichtbogen der Strom nicht über einen metallischen Leiter, sondern durch ein ionisiertes Gas – meist Luft. Dabei entstehen Temperaturen von mehreren Tausend Grad Celsius, die schnell zur Entzündung brennbarer Materialien führen können. Besonders kritisch: Lichtbögen entwickeln sich oft langsam und unbemerkt, etwa durch Korrosion, Vibrationen oder witterungsbedingte Materialermüdung.
In einer PV-Anlage zählt der Lichtbogen daher zu den gefährlichsten Fehlerquellen überhaupt – nicht nur wegen des Brandrisikos, sondern auch, weil er sich ohne gezielte Detektion und Abschaltung über längere Zeit hinweg „still“ entwickeln kann. Genau hier setzt moderne AFCI-Technologie an.
Was ist AFCI und warum ist es wichtig?
Ein AFCI ist eine Schutzvorrichtung, die gefährliche Lichtbögen erkennt und den betroffenen Stromkreis automatisch unterbricht. Diese Art von Fehlerlichtbögen entsteht häufig durch:
- gealterte oder beschädigte Kabelisolierungen,
- lose Kontakte in Steckverbindungen,
- unsachgemäße Installation oder Korrosion,
- mechanische Belastungen (z. B. durch Wind oder Tiere).
Während herkömmliche Schutzmechanismen wie Sicherungen oder Leistungsschalter meist auf Überstrom reagieren, bleibt ein Lichtbogen oft unerkannt – mit potenziell schwerwiegenden Folgen: hohe Hitzeentwicklung, Brandauslösung oder Folgeschäden an Modulen, Wechselrichtern und anderen Komponenten.
So funktioniert die Lichtbogenerkennung in der Praxis
Moderne Wechselrichter mit integrierter AFCI-Funktion analysieren kontinuierlich die Stromsignale auf charakteristische Muster. Erkennt das System Anzeichen eines Lichtbogens, erfolgt in Sekundenschnelle eine automatische Abschaltung des betroffenen Strings. Besonders hervorzuheben ist die intelligente Erkennungstechnologie von Huawei, die auf Machine-Learning-basierten Algorithmen beruht. Diese Systeme unterscheiden präzise zwischen echten Fehlerlichtbögen und harmlosen Störungen (z. B. durch Schaltvorgänge oder wetterbedingte Einflüsse).
Normen und Anforderungen an AFCI
Mit der IEC 63027:2023 wurde erstmals eine internationale Norm veröffentlicht, die Anforderungen an Fehlerlichtbogen-Schutzeinrichtungen in Photovoltaikanlagen regelt. In vielen Märkten, darunter auch in Europa, wird die Integration von AFCI-Funktionalitäten zunehmend empfohlen oder vorausgesetzt – insbesondere für größere gewerbliche PV-Anlagen oder bei sensiblen Einsatzorten (z. B. Lagerhallen mit hoher Brandlast).
Welche Huawei-Wechselrichter verfügen über AFCI?
Eine Auswahl aktueller Huawei-Geräte mit integrierter AFCI-Funktion:
- SUN2000-5-12K-MAP0
- SUN2000-12-25KTL-MB0
- SUN2000-12–25KTL-M5
- SUN2000-30–40KTL-M3
- SUN2000-50KTL-M3
- SUN2000-100KTL-M2
- SUN2000/5000-150K-MG0
Diese Geräte erkennen serielle Fehlerlichtbögen mit hoher Genauigkeit und unterbrechen die Stromzufuhr automatisch – ein wertvoller Beitrag zur Betriebssicherheit.
AFCI & Rapid Shutdown: Zwei Systeme, ein Ziel
In Verbindung mit Rapid Shutdown, der eine spannungsfreie Schaltung einzelner Stränge im Notfall ermöglicht, bieten AFCI-Systeme einen ganzheitlichen Schutzansatz. Beide Funktionen arbeiten dabei komplementär: AFCI schützt aktiv vor Lichtbogenbildung während des Betriebs, während Rapid Shutdown im Ernstfall (z. B. bei Feuerwehreinsatz) eine sichere Abschaltung ermöglicht.
Fazit: Sicherheit mit System
Die Integration von Lichtbogenerkennung in moderne Wechselrichter ist ein wesentlicher Schritt zu mehr Sicherheit in PV-Anlagen. Insbesondere Huawei setzt dabei auf intelligente, normgerechte Systeme, die zuverlässig erkennen, differenzieren und schnell reagieren. Für Planer, Betreiber und Installateure ergibt sich dadurch ein deutlich reduziertes Risiko – bei gleichzeitigem Gewinn an Anlagenverfügbarkeit und Investitionssicherheit.
Mini-FAQ: AFCI in Photovoltaikanlagen
AFCI steht für Arc Fault Circuit Interrupter – eine Schutzvorrichtung zur Erkennung und Unterbrechung von gefährlichen Lichtbögen.
Ein Lichtbogen erzeugt Hitze bis zu 3.000 °C und kann Brände auslösen oder PV-Komponenten beschädigen.
Die meisten Systeme detektieren vor allem serielle Lichtbögen, wie sie bei defekten Steckverbindungen oder Kabelbrüchen auftreten. Parallele Lichtbögen sind deutlich schwerer zu erkennen und derzeit nicht zuverlässig detektierbar.
Huawei-Systeme reagieren in der Regel innerhalb weniger Sekunden – deutlich schneller als herkömmliche manuelle Abschaltungen.
Das hängt von den geltenden Normen und lokalen Anforderungen ab. Bei Neuinstallationen – insbesondere bei gewerblichen Projekten – ist AFCI heute jedoch Stand der Technik.
