Bezpieczeństwo instalacji fotowoltaicznych a ryzyko pożaru

Panele fotowoltaiczne zyskały ogromną popularność jako ekologiczne i oszczędne źródło energii odnawialnej. Coraz więcej osób decyduje się na ich montaż w domach jednorodzinnych, na budynkach użyteczności publicznej, a także w dużych instalacjach komercyjnych. Ich eksploatacja pozwala na redukcję emisji dwutlenku węgla i uniezależnienie się od rosnących cen energii. W dobie rosnącej świadomości ekologicznej oraz potrzeby ochrony środowiska, każda innowacja musi uwzględniać aspekty zrównoważonego rozwoju. Wraz z rosnącą popularnością instalacji fotowoltaicznych coraz częściej pojawia się pytanie o ich bezpieczeństwo, w tym o możliwość i skuteczność gaszenia pożarów. Patrząc na zagrożenie pożarowe związane z ogniwami fotowoltaicznymi konieczne jest rozdzielenie dwóch istotnych kwestii: czy fakt posiadania ogniw zwiększa ryzyko wystąpienia pożaru w domu oraz jak obecność instalacji fotowoltaicznej wpłynie na organizację akcji gaśniczej.

Statystyki i fakty: Czy fotowoltaika naprawdę zwiększa ryzyko pożaru?

Niezależnie od obecności instalacji w naszym domu, jesteśmy narażeni na wybuch pożaru. Głównym powodem wybuchu pożaru jest prąd oraz urządzenia elektryczne nim zasilane, obecne w naszym domu. W 2022 roku dane statystyczne ukazały, że 5625 pożarów spowodowane było wadliwymi urządzeniami i instalacjami elektrycznymi. Dodatkowo prawie 500 pożarów powiązane było z ich nieprawidłową eksploatacją.

Dane dotyczące wybuchów pożarów spowodowanych stricte przez instalacje PV nie są dostępne w Polsce. Możemy posiłkować się danymi z rynku mocno rozwiniętego - Niemieckiego. W 2019 roku badania uniwersyteckie wykazały, że na przestrzeni 20 lat doszło do zapalenia wyłącznie 350 systemów PV. Tylko w 120 z nich źródłem ognia była sama instalacja OZE. Warto nakreślić, że w 2019 roku w Niemczech ilość instalacji fotowoltaicznych była niemal taka sama jak w Polsce w 2024 roku.

Według danych Komendy Głównej Państwowej Straży Pożarnej, w roku 2019 na terenie kraju doszło do 153 520 pożarów. Spośród tych pożarów, 31 994 dotyczyło obiektów mieszkalnych. Patrząc na przypuszczalną przyczynę pożaru, jako „wady urządzeń i instalacji elektrycznych” wskazano 5773 zdarzeń, co daje 18% pożarów w budynkach mieszkalnych. W zdecydowanej ilości przypadków dotyczy to przestarzałych instalacji elektrycznych w starych budynkach.

Według niemieckiego TÜV Rheinland oraz brytyjskiego BRE National Solar Centre, ilość pożarów wywołanych przez instalacje fotowoltaiczne w stosunku do wszystkich pożarów można mierzyć w promilach. W 2013 r., na 1,3 mln zamontowanych systemów fotowoltaicznych zbadano 430 przypadków przegrzania lub pożaru instalacji. Daje to ok. 0,033 proc., czyli 0,33 promila, z czego jedynie połowa pożarów została wywołana przez samą instalację. Awarie wywoływane przez instalacje fotowoltaiczne nadal należą do rzadkości i stanowią mniej niż pół promila wszystkich zgłaszanych przypadków pożarów. Według badania przeprowadzonego wśród strażaków i opublikowanego w "Przeglądzie Pożarniczym", w latach 2018-2021 doszło do 128 pożarów, które miały bezpośredni związek z instalacją fotowoltaiczną.

Pożar w Ząbkach i dezinformacja

Dyskusje po pożarze w podwarszawskich Ząbkach nie cichną w przestrzeni publicznej, a teorie dotyczące przyczyn tragedii zbaczają na dezinformacyjne tory. W sieciach społecznościowych pojawiła się informacja, że pożar mógł być wywołany przez panele fotowoltaiczne (PV). Wpis był fałszywy - widoczne “panele” to tak naprawdę rozmazany obraz blachy falistej, a na dachu nie zamontowano żadnych instalacji fotowoltaicznych. Rzecznik prasowy komendanta głównego Państwowej Straży Pożarnej, st. bryg. Karol Kierzkowski potwierdził: “Jeśli chodzi o pożar w Ząbkach nie potwierdzamy informacji, aby na budynku znajdowała się instalacja fotowoltaiczna”. Mimo usunięcia postu, fałszywa informacja dotarła “pod strzechy” i zaczęła żyć własnym, dezinformacyjnym życiem. Należy pamiętać, że dezinformacja bazuje na silnych emocjach, takich jak strach.

Główne przyczyny pożarów instalacji fotowoltaicznych

Instalacje fotowoltaiczne nie muszą wiązać się bezpośrednio z większym prawdopodobieństwem pożaru. Jednak wiele determinowane jest przez jakość samych elementów oraz ich montażu. Ryzyko pożaru zwiększa się, jeżeli w naszym domu użyjemy elementów o niskiej jakości. Dodatkową przyczyną może być również niedopatrzenie podczas montażu instalacji. Panele słabej jakości oraz niewłaściwie dobrane zabezpieczenia elektryczne całego systemu mogą prowadzić do zwarcia.

Czynniki związane z komponentami

• Bardzo intensywne nasłonecznienie latem wypala izolację zewnętrzną przewodów i złączek, zimą natomiast szkodzi im niska temperatura.
• Wiele analiz z badań przyczyn pożarów niestety potwierdziło nieuczciwość części instalatorów, którzy wybierali tańsze elementy o gorszej jakości.
• „Najczęstszą pierwotną przyczyną pożaru wywołanego przez instalację fotowoltaiczną są błędy w jej montażu (np. niedokładne połączenie przewodów, użycie nieprofesjonalnych narzędzi do zaciskania itp.), czy też użycie nieoryginalnych, słabej jakości części, w tym przede wszystkim złącz MC4” - podkreśla Michał Franusiak, Zastępca Kierownika Serwisu w Columbus Energy.
• Uszkodzenia mechaniczne, np. z powodu intensywnych opadów gradu, które nienaprawione mogą w dłuższym okresie skutkować przepalaniem się paneli.
• „Więcej problemów powodują przewody i złączki, czyli elementy służące do dystrybuowania energii elektrycznej do budynku. Przewody i złączki muszą więc być dobrej jakości i zachowywać wysoką szczelność połączeń.”
• Jeśli prąd płynie przez zbyt luźne złącze, któremu brakuje odpowiedniego docisku, może ono zacząć się nagrzewać i delikatnie iskrzyć. Występuje wtedy zjawisko wysokiej oporności stykowej.
• Potencjalne źródła zagrożeń to: złe połączenia elektryczne (luźne złącza, nieprawidłowe zaciski), przegrzewające się inwertery, uszkodzone przewody lub moduły, brak zabezpieczeń przeciwprzepięciowych i przeciwzwarciowych.

Czynniki związane z montażem i eksploatacją

• Niedopatrzenie podczas montażu instalacji.
• Najważniejszą częścią instalacji fotowoltaicznej oprócz samych komponentów, jest dokładny montaż wszelkich połączeń elektrycznych.
• Błędy w montażu (niedokładne połączenie przewodów, użycie nieprofesjonalnych narzędzi do zaciskania).
• Nieumiejętna ingerencja.
• Przegrzanie mikroinstalacji, którego częstotliwość awarii wyraźnie wzrastała wraz z natężeniem naświetlenia.
• „Na rynku pojawiły się zestawy typu "zrób to sam", rzekomo przeznaczone dla każdego, kto po przeczytaniu instrukcji będzie mógł sam założyć sobie fotowoltaikę. To jednak bardzo ryzykowne.”
• Pomijanie odpowiedniego projektu, który powinien być wykonany.

Czynniki zewnętrzne

• Uderzenie pioruna.
• Przegryzienie elementów instalacji fotowoltaicznej przez zwierzęta.
• Wyładowania atmosferyczne.
• Nieumyślne działanie człowieka podczas wykonywania prac remontowych.

Minimalizowanie ryzyka pożaru instalacji fotowoltaicznej

Lepsze zapobieganie niż leczenie. Decydując się na montaż paneli fotowoltaicznych, powinniśmy od razu zadbać o odpowiedni system zabezpieczeń ppoż. Niemal wszystkie decyzje związane z bezpieczeństwem instalacji są podejmowane już na etapie planowania.

Profesjonalny projekt i montaż

• Instalację fotowoltaiczną przy domu powinna zawsze wykonywać rzetelna i wiarygodna firma, która jest w stanie zagwarantować wysoką jakość i bezpieczeństwo.
• „Szukajmy usługodawców, którzy są doświadczeni (przeprowadzili tysiące montaży), odpowiednio przeszkoleni oraz którzy używają oryginalnych i odpowiednio dobranych części.”
• Projekt, który powinien być, a często jest pomijany, to istotna kwestia.
• Umiejscowienie poszczególnych komponentów jest niezwykle ważne, ponieważ nie powinniśmy narażać systemu na wilgoć czy wysokie temperatury.
• Miejsce instalacji paneli ma również bardzo duże znaczenie. Pod panelami czy w pobliżu falownika, nie powinniśmy umieszczać żadnych materiałów łatwopalnych.
• Falownik w garażu czy kotłowni jest bezpieczniejszy dla naszego zdrowia i życia niż falownik w domu, ponieważ ten zabieg budowlany uchroni nas przed ewentualnym rozprzestrzenianiem się ognia.

Wysoka jakość komponentów i zabezpieczeń

„Nie oszczędzajmy na szybkozłączkach i przewodach, to od jakości użytych komponentów często zależy nasze bezpieczeństwo.” Stosowanie certyfikowanych paneli, falowników i zabezpieczeń elektrycznych jest podstawą bezpiecznej instalacji. Każda bezpieczna instalacja fotowoltaiczna powinna posiadać dokument "Odbiór instalacji fotowoltaicznej".

Zabezpieczenia elektryczne:

• Instalacje fotowoltaiczne montowane w domach, powinny być też odpowiednio zabezpieczone przed burzami i piorunami.
• Najczęstszym rozwiązaniem jest zamontowanie odpowiednio dopasowanego ogranicznika przepięć. Dzięki niemu jesteśmy w stanie sprawdzić stan instalacji.
• Jeżeli wystąpią burze czy nawet awarie sieci, każdy właściciel powinien sprawdzić stan ogranicznika.
• Stosowane są zabezpieczenia nadprądowe (wyłączniki, bezpieczniki), rozłączniki oraz ograniczniki przepięć. Ich rolą jest zabezpieczenie instalacji w przypadku uszkodzenia, umożliwiają też prowadzenie prac serwisowych, a podczas akcji gaśniczej ograniczają ryzyko porażenia prądem strażaków.
• Przedsiębiorstwa oferują wyłączniki przeciwpożarowe DC (umożliwiające manualne odcięcie zasilania), systemy odgromowe, inspekcje termowizyjne (pozwalające wykryć przegrzewające się elementy instalacji) czy nawet systemy wideo-detekcji pożaru.

Nowoczesne technologie zwiększające bezpieczeństwo:

• Coraz częściej stosowane są tzw. optymalizatory mocy, czyli urządzenia podłączone bezpośrednio do każdego panelu - przy zaniku napięcia zasilającego lub odłączenia falownika, automatycznie zmniejszają napięcie paneli do 1 V.
• Certyfikowane urządzenia posiadają wbudowane zabezpieczenia wykrywające między innymi uszkodzenia izolacji, dzięki czemu falownik po prostu się wyłączy, zanim dojdzie do ryzyka pożaru.
• Urządzenia te już coraz częściej posiadają nowe funkcje precyzyjnego wykrywania miejsc występowania łuków elektrycznych odpowiedzialnych za większość przypadków pożarów z udziałem instalacji PV.
• Technologia wspierana przez sztuczną inteligencję daje ogromne możliwości.
• Optymalizatory mocy i mikroinwertery - pozwalają ograniczyć napięcie w przewodach przy wyłączonej instalacji.
• Systemy monitoringu online - umożliwiają szybkie wykrycie anomalii i szybką reakcję serwisową.
• Wyłączniki pożarowe typu "rapid shutdown" - szczególnie rekomendowane w USA i coraz częściej stosowane w Polsce.

Regularne przeglądy i konserwacja

Instalacje trzeba poddawać cyklicznym badaniom i sprawdzać ich stan poprzez oględziny i badania; wysłużony przewód może zacząć wręcz kruszyć się w rękach. Podobnie jak inne instalacje elektryczne, fotowoltaika wymaga okresowej kontroli. Warto zlecać przegląd instalacji raz w roku, zwłaszcza po silnych burzach czy intensywnych opadach śniegu. Równie ważne są regularne przeglądy instalacji fotowoltaicznych - zwłaszcza przeglądy pomiarowe, które mogą wykryć niewidoczne gołym okiem uszkodzenia wywołane np. opadami gradu.

Fotowoltaika a działania gaśnicze: Specyfika i wyzwania

Pożary instalacji fotowoltaicznych stanowią rosnące wyzwanie dla jednostek ochrony przeciwpożarowej. Panele fotowoltaiczne wciąż wytwarzają energię elektryczną nawet w trakcie pożaru, co stanowi ogromne zagrożenie - ryzyko porażenia prądem. W przeciwieństwie do tradycyjnych instalacji elektrycznych, moduły PV generują prąd tak długo, jak są wystawione na światło, nawet po odłączeniu od falownika. Panele fotowoltaiczne na dachach stają się coraz bardziej popularne, ale niewiele osób zdaje sobie sprawę z wyzwań, jakie stwarzają podczas gaszenia pożaru. Dla strażaków panele fotowoltaiczne na dachu stanowią jednak utrudnienie w prowadzeniu działań gaśniczych, ponieważ przykrywają połać dachu wykończoną materiałem palnym, takim jak np. papa. Uszkodzenia powstałe na skutek pożaru mogą powodować powstanie nowych obwodów elektrycznych, co znacznie utrudnia prowadzenie działań ewakuacyjnych oraz stanowi dodatkowe zagrożenie. W przypadku pożaru paneli fotowoltaicznych niezwykle istotne jest szybkie odcięcie produkcji energii, ponieważ panele PV mogą generować prąd elektryczny tak długo, jak są wystawione na działanie światła słonecznego. Moduły fotowoltaiczne są trudno zapalne, a zatem nie przyczyniają się do rozprzestrzeniania ognia.

Bezpieczeństwo ratowników i taktyka

Zawsze jedną z pierwszych czynności po przyjeździe Straży Pożarnej jest odłączenie dopływu prądu do instalacji elektrycznej (woda przewodzi prąd). Niestety, pomimo odłączenia falownika od sieci elektroenergetycznej, panele nadal generują napięcie. Uszkodzenie kabli na skutek pożaru może powodować tworzenie nowych i niespodziewanych dróg obwodu elektrycznego i stanowi zagrożenie dla ewakuujących się ludzi oraz strażaków. Pojawia się potrzeba stosowania specjalistycznych metod i narzędzi, które umożliwiają bezpieczne prowadzenie akcji. W dziedzinie ochrony przeciwpożarowej szczególne znaczenie ma wybór środków gaśniczych, które nie tylko skutecznie eliminują zagrożenie, ale także minimalizują negatywny wpływ na ekosystem. Standardowe metody gaśnicze, takie jak woda, gaśnica proszkowa czy pianowa mogą stanowić ryzyko, ponieważ panele PV podczas pożaru nadal generują napięcie, dopóki dociera do nich światło.

Mitem jest również, jakoby strażakom brakowało umiejętności i wiedzy do gaszenia pożarów wywołanych przez panele fotowoltaiczne. Opublikowano standardowe zasady postępowania, gdzie usystematyzowano wiedzę o instalacjach PV, przedstawiono krok po kroku działania ratownicze, procedury zabezpieczenia sprzętu i główne zasady bezpieczeństwa dla samych strażaków. Wytyczne są stosowane w praktyce i pozwalają ograniczyć zagrożenia, takie jak łuk elektryczny (przepływ prądu przez przestrzeń gazową, np. powietrze), wystawienie na toksyczne gazy czy występowanie napięcia na konstrukcji wsporczej.

Dodatkowe środki bezpieczeństwa dla właścicieli

• Posiadaczom instalacji fotowoltaicznej zaleca się również zakup gaśnicy proszkowej zawierającej co najmniej 4kg proszku gaśniczego. Proszek gaśniczy umożliwia bezpieczne gaszenie instalacji elektrycznych z odległości co najmniej 1m. Gaśnica ta powinna znaleźć się obok falownika i urządzenia zabezpieczającego instalację.
• Od wykonawcy instalacji fotowoltaicznej możemy również zażądać dokumentacji zawierającej podstawowe informacje na temat systemu fotowoltaicznego - schemat połączeń, rozmieszczenie poszczególnych elementów i kabli. Dokumentacja taka będzie cenną wskazówką dla strażaków, w przypadku powstania pożaru.
• W Europie Zachodniej i w USA stosuje się naklejki informujące, że dany budynek wyposażony jest w alternatywne źródło zasilania.

Ubezpieczenie i aspekty prawne

Przy opracowywaniu polisy dla indywidualnego klienta instalacja PV może być uznana za punkt ryzyka. Ubezpieczyciele mogą "wymuszać" na prosumentach większą dbałość o rzetelne wykonanie, a co za tym idzie - o własne bezpieczeństwo. Często, żeby uzyskać realne ubezpieczenie od ryzyka pożaru, trzeba zrobić coś powyżej standardu i np. zainwestować w nieco lepsze przewody i złączki. Warto rozważyć zmianę polisy po montażu paneli PV. W przypadku każdego posiadacza domu jednorodzinnego, należy oczywiście rozważyć zakup ubezpieczenia obejmującego m. in. ryzyko wystąpienia pożaru. Zawiadomienie o montażu instalacji fotowoltaicznej należy do obowiązku inwestora lub wykonawcy, w zależności od udzielonych uprawnień w tym zakresie. Zawiadomienie powinno składać się z krótkiej części opisowej dotyczącej instalacji.

tags: #panele #fotowoltaiczne #a #pozar