Popularność paneli fotowoltaicznych rośnie z roku na rok, czego idealnym przykładem jest polski rynek OZE. Według wstępnych szacunków moc z zainstalowanej fotowoltaiki w Polsce wzrosła o 67% w listopadzie 2022 r. względem listopada 2021 r., jednocześnie zostając najpopularniejszą formą energii odnawialnej. Tendencje wzrostowe lekko spowolniły, jednak wciąż rosną, umieszczając Polskę na 3 miejscu w Europie pod względem przyrostu mocy z paneli PV.
Przy tak intensywnym rozwoju branży OZE, zarówno prosumenci, jak i sektor przemysłowy coraz częściej decydują się na tego rodzaju transformację energetyczną. Pomimo jej wielu pozytywnych aspektów takich jak wsparcie ochrony środowiska, opłacalność inwestycji i szybka stopa zwrotu, należy pamiętać o fachowej edukacji, a przede wszystkim o bezpieczeństwie. Instalacja fotowoltaiczna może zostać źródłem pożaru, jednak prawdopodobieństwo, iż tak się stanie, jest bardzo niskie. Mimo wszystko warto podwyższać bezpieczeństwo systemów PV, ponieważ każdy incydent pożarowy stanowi poważne zagrożenie.
Czynniki zwiększające ryzyko pożaru instalacji PV
Źródłem zapaleń systemu fotowoltaicznego mogą być zwarcia w instalacji, niepoprawne jej rozłączenie, ale również czynniki zewnętrzne takie jak wyładowania atmosferyczne, do ochrony przed którymi nie wystarczy zamontowany piorunochron. W tym przypadku należy zastosować ograniczniki przepięć, które przewodzą wysokie napięcie, a jego nadmiar odprowadzają do ziemi.
Jednak szczególną uwagę należy zwrócić na poprawną instalację paneli, uszkodzenia mechaniczne oraz niską jakość wykorzystanych modułów, które znacznie częściej mogą stanowić zagrożenie pożarowe dla systemów PV. Częstym czynnikiem powstawania zagrożenia pożarowego są nieodpowiednio wykonane połączenia w obwodach DC, które powinny być od tego samego producenta. Złącza pochodzące od różnych producentów, często nie są kompatybilne, czego następstwem może być przegrzanie, uszkodzenie części systemu PV lub wywołanie zapłonu łuku elektrycznego.
Warto jednak podkreślić, że awaria samych urządzeń jest najrzadszym źródłem zagrożenia. Moduły PV osadzone na wysokiej jakości komponentach minimalizują ryzyko wystąpienia wszelkich zagrożeń.
Najczęstsze ryzyko wystąpienia pożaru systemu PV jest związane z błędnie wykonaną instalacją oraz uszkodzeniami mechanicznymi, dlatego tak ważne jest odpowiednie zaprojektowanie oraz przeprowadzanie instalacji przez fachowców, oraz regularna konserwacja posiadanej instalacji. Poprawnie podłączona instalacja fotowoltaiczna nie jest zagrożeniem. Według badań BRE National Solar Centre w Wielkiej Brytanii na milion instalacji PV wykryto tylko 60 przypadków pożarowych w ciągu 7 lat, z których 42 były spowodowane przez system PV, a 17 było poważnymi incydentami pożarowymi.
Pomimo niskiego zagrożenia pożarowego systemów PV Stowarzyszenie Branży Fotowoltaicznej Polska PV przedstawiło „Fotowoltaiczny dekalog dobrych praktyk. 10 zasad bezpiecznej instalacji PV ppoż.”, czyli 10 zasad, które należy spełnić, aby instalacja fotowoltaiczna była bezpieczna.
Posadowienie instalacji PV na budynku
Podczas planowania lokalizacji instalacji PV należy wziąć pod uwagę umieszczenie zabezpieczeń przeciwpożarowych oraz architekturę budynku. Szczególnie istotnym aspektem jest ich umieszczenie w stosunku do ścian oddzielenia przeciwpożarowego, które mają za zadanie wewnątrz oraz na zewnątrz oddzielać dwie sfery pożarowe. Moduły PV nie powinny być zlokalizowane nad ścianą oddzielenia przeciwpożarowego - należy wyprowadzić ścianę oddzielenia przeciwpożarowego 30 cm ponad najwyższy punkt modułów PV lub przesunąć je minimum 2,5 m od ściany.
Wykonanie połączeń za pomocą szybkozłączek tego samego typu i producenta
Na rynku działa wielu producentów szybkozłączek różnego typu, które nie zawsze są ze sobą w pełni kompatybilne, przez co może dojść m.in. do powstania łuku elektrycznego. Najczęściej zagrożenie może pojawić się przy połączeniu ostatniego modułu PV w łańcuchu z przewodem powrotnym oraz przy podłączeniu przewodów DC do falownika. Należy zwrócić szczególną uwagę na podobieństwo najpopularniejszych szybkozłączek MC4 do złączek H4. Połączenie za ich pomocą jest możliwe, jednak różnice w średnicy łączników, często doprowadzają do przepalenia szybkozłączek.
Badania termowizyjne
Badania kamerą termowizyjną mogą wykryć elementy generujące zbyt wysoką temperaturę spowodowaną np. poprzez nieprawidłową pracę lub uszkodzenie mechaniczne. Tego rodzaju badanie należy przeprowadzać w czasie słonecznej pogody. Najważniejszymi elementami, które powinno poddać się badaniu kamerą termowizyjną, są połączenia za pomocą szybkozłączek - temperatura wyższa od otoczenia nawet o kilka stopni może świadczyć o błędnym wykonaniu instalacji i stanowi potencjalne zagrożenie pożarowe.
Pomiary elektryczne: rezystancji i ciągłości
Pomiary elektryczne również pozwalają wykryć nieprawidłowości, które mogą mieć wpływ na wystąpienie zagrożenia pożarowego. Do wykonania pomiarów rezystancji są dostępne dwie równoważne metody, których wybór najczęściej zależy od wybranego miernika. Podczas pomiarów kontrolnych, należy również zapewnić, że wszystkie wykonane połączenia wyrównawcze oraz ochronne utrzymują ciągłość.
Momenty dokręcenia
Aspekt doboru odpowiedniego momentu przy dokręcaniu śrub jest często bagatelizowany, co jest błędnym podejściem, szczególnie uwzględniając bezpieczeństwo pożarowe instalacji PV. Renomowani producenci określają siłę jaką należy włożyć w zamontowanie danego element, ponieważ nadmierny nacisk może uszkodzić miejsce łączenia. Tak samo w związku ze zbyt słabym dokręceniem elementu, co również może prowadzić do wzrostu rezystancji połączenia, a w konsekwencji do pożaru.
Ochrona kabli i przewodów przed uszkodzeniem
Podczas instalacji modułów PV należy zachować podstawowe zasady montażu i poprowadzenia kabli oraz przewodów, szczególnie uwzględniając ochronę przed ostrymi elementami. Warto również odpowiednio oznakować trasy kablowe, do których powinny zostać wykorzystane metalowe kanały kablowe. Na dachach skośnych należy poprowadzić je pionowo, a przewody poza modułowe powinny znajdować się w dodatkowych dobrze przymocowanych osłonach.
Odpowiednie narzędzia
Elementy instalacji PV same w sobie nie generują zagrożenia ogniem. Dobór odpowiednich narzędzi, przeznaczonych do instalacji systemu PV oraz przeprowadzanie fachowego montażu są istotnymi czynnikami wypławiającymi na poziom bezpieczeństwa przeciwpożarowego.
Oznaczenia instalacji PV
Oznaczenia elementów instalacji fotowoltaicznej pozwalają na szybszą identyfikację oraz bezpieczniejszy serwis, szczególnie podczas interwencji gaśniczej. Tego rodzaju oznaczenia powinny być widoczne, jednoznaczne oraz zgodne z wytycznymi.
Przeglądy serwisowe
Nawet w przypadku instalacji o niskim zapotrzebowaniu obsługi, należy pamiętać o regularnych przeglądach, pozwalających wykluczyć ewentualne nieprawidłowości.
Dodatkowe zabezpieczenia w aspekcie ochrony ppoż.
Warto zastosować dodatkowe zabezpieczenia podwyższające poziom bezpieczeństwa przeciwpożarowego np.: umieścić gaśnicę proszkową w pobliżu falownika, oznakować budynek zgodnie z normą PN-EN 60364-7-712 oraz zamontować instalację na podłożu niepalnym zmniejszającym ryzyko szybkiego rozprzestrzeniania się ognia.
Warto również monitorować system fotowoltaiczny, nawet codziennie, tak by, jak najszybciej zauważyć nieprawidłowości i je wyeliminować. Do monitoringu można wykorzystać współczesne falowniki, które coraz częściej wyposażone są w funkcję automatycznego pomiaru parametrów instalacji.
Obiekty o kubaturze strefy pożarowej większej niż 1000m3 – dodatkowe zabezpieczenia ppoż.
Wyżej wymienione wymagania ochrony przeciwpożarowej, powinny zostać uwzględnione przede wszystkim przy instalacjach PV na budynkach indywidualnych i instalacjach fotowoltaicznych o mocy mniejszej niż 6,5 kW. Przeciwpożarowy Wyłącznik Prądu wymagany jest dla obiektów m.in. o kubaturze strefy pożarowej większej niż 1000m3, dla których dodatkowo należy zastosować m.in.:
- rozłącznik prądu stałego DC
- montaż falowników poza strefą pożarową lub w wydzielonej strefie pożarowej
- informacje o instalacji PV umieszone przy Pożarowym Wyłączniki Prądu,
- “Instrukcja bezpieczeństwa pożarowego” uzupełniona o sekcję dotyczącą instalacji PV
- poprowadzenie przewodów DC w taki sam sposób jak przewody, które podczas pożaru pozostają pod napięciem
Instalacje fotowoltaiczne przekraczające moc 6,5 kW
Zgodnie z nowym prawem budowlanym, każdy projekt urządzeń instalacji PV o mocy powyżej 6,5 kW, musi zostać uzgodniony z rzeczoznawcą do spraw ochrony przeciwpożarowej pod względem zgodności z wymaganiami ochrony przeciwpożarowej. Posiadacze tego rodzaju instalacji fotowoltaicznej zobligowani są do jej zgłoszenia organom Państwowej Straży Pożarnej. Zawiadomienie powinno zawierać klarowny rysunek, w który skład wchodzą m.in.: lokalizacje modułów PV, lokalizacja falownika, drogę prowadzenia przewodów DC pozostających pod napięciem oraz rozłącznik DC. Na planie powinny zostać uwzględnione trasy prądu stałego pozostające pod napięciem oraz trasy przewodów prądu zmiennego. Niestety projekt ustawy jednoznacznie nie określa, w jakim zakresie projekt należy uzgodnić z rzeczoznawcą, pozostawiając lukę w informacji, jaki system zabezpieczeń powinien być zastosowany.
Zasady budowy bezpiecznej przeciwpożarowej instalacji PV powinny być brane pod uwagę już na etapie projektowym, ze szczególnym uwzględnieniem architektury obiektu oraz już istniejących zabezpieczeń. Projekt systemu PV dla jak najwyższego stopnia bezpieczeństwa powinien współgrać z istniejącymi aspektami budynku, by przede wszystkim zabezpieczyć go przed dostaniem się pożaru do jego wnętrza lub jak najbardziej ograniczyć jego rozprzestrzenienie oraz nie naruszać istniejącej infrastruktury obiektu. Co więcej należy pamiętać o nieprzerwanej edukacji właścicieli budynków z instalacją fotowoltaiczną, służb pożarnych oraz instalatorów paneli słonecznych.
