Pożary instalacji fotowoltaicznych: przyczyny, zapobieganie i postępowanie w razie zdarzenia

Instalacje fotowoltaiczne stanowią coraz popularniejsze rozwiązanie w zakresie pozyskiwania energii odnawialnej, oferując znaczące oszczędności. Mimo ogólnie wysokiej niezawodności, systemy te nie są wolne od ryzyka, w tym możliwości wystąpienia pożaru. Przyczyny takich zdarzeń są zróżnicowane i obejmują błędy instalacyjne, uszkodzenia mechaniczne, wady fabryczne oraz niewłaściwą konserwację.

Główne przyczyny pożarów instalacji fotowoltaicznych

Analizując dostępne dane, można zidentyfikować kluczowe obszary, które zwiększają ryzyko pożaru w systemach fotowoltaicznych.

Błędy instalacyjne

Niewłaściwe wykonanie połączeń elektrycznych, użycie nieodpowiednich komponentów lub niedostateczne zabezpieczenie instalacji mogą prowadzić do zwarć, przegrzewania się elementów i w konsekwencji do zapłonu. Problemy te często wynikają z pośpiechu lub braku doświadczenia ekip montażowych, a także z dążenia do obniżenia kosztów poprzez stosowanie niskiej jakości materiałów.

Uszkodzenia mechaniczne

Instalacje fotowoltaiczne są narażone na uszkodzenia spowodowane czynnikami zewnętrznymi. Mogą to być:

• Czynniki atmosferyczne: Grad, silny wiatr, czy nadmierne opady śniegu mogą prowadzić do uszkodzeń paneli i okablowania.
• Działalność zwierząt: Gryzonie mogą przegryzać kable, co prowadzi do zwarć i uszkodzeń izolacji.
• Wady fabryczne: Niewielkie mikropęknięcia w panelach, powstające podczas transportu lub produkcji, mogą z czasem prowadzić do problemów, zwłaszcza pod wpływem wilgoci i zmian temperatury.

Wady fabryczne i niska jakość komponentów

Rynek oferuje produkty o różnej jakości. Stosowanie komponentów niskiej jakości, niespełniających odpowiednich norm i certyfikatów (np. TUV, IEC), znacząco zwiększa ryzyko awarii. Dotyczy to zarówno samych paneli, jak i złączy, kabli czy inwerterów.

Niewłaściwa konserwacja i brak przeglądów

Zaniedbanie regularnych przeglądów technicznych systemu może skutkować niezauważeniem drobnych usterek, które z czasem przeradzają się w poważne zagrożenia. Korozja metalowych części, uszkodzenia izolacji kabli czy wady falownika mogą pozostać niewykryte, prowadząc do niebezpiecznych sytuacji.

Problemy z połączeniami elektrycznymi

Zapewnienie wysokiej jakości styku w instalacjach elektrycznych jest kluczowe. W systemach fotowoltaicznych, które zawierają dużą liczbę połączeń wtykowych, istnieje zwiększone ryzyko powstawania punktów o podwyższonej temperaturze, iskrzenia i łuków elektrycznych. Szczególne ryzyko wiąże się z:

• Parowaniem złącz różnych marek: Nawet jeśli wtyczki pasują do siebie mechanicznie, mogą mieć zwiększoną rezystancję przejścia, co prowadzi do nagrzewania.
• Niewłaściwym zaciskaniem złączy na kablach: Konieczne jest używanie odpowiednich narzędzi i precyzyjne dociskanie złączy zgodnie z zaleceniami producenta, aby zapewnić trwałe i szczelne połączenie.
• Podróbkami komponentów: Należy unikać stosowania podrobionych wtyków i złączy, których jakość jest wątpliwa.

Statystyki i analiza ryzyka

Wzrost popularności instalacji fotowoltaicznych wiąże się ze wzrostem liczby potencjalnych zagrożeń. Choć statystycznie pożary instalacji fotowoltaicznych stanowią niewielki odsetek wszystkich pożarów budynków (często mierzone w promilach), ich znaczenie rośnie wraz z liczbą zainstalowanych systemów. Według danych, w Niemczech w latach 1995-2012 ponad 50% problemów w instalacjach elektrycznych, w tym fotowoltaicznych, dotyczyło jakości połączeń (puszki łączeniowe, kable, wtyki i zaciski).

Należy pamiętać, że wraz ze starzeniem się instalacji, problemy i ryzyko awarii mogą narastać.

Zapobieganie pożarom instalacji fotowoltaicznych

Kluczem do bezpiecznego użytkowania instalacji fotowoltaicznych jest proaktywne podejście do zapobiegania zagrożeniom. Należy wdrożyć szereg działań:

Wybór sprawdzonych wykonawców i komponentów

• Kwalifikacje ekipy montażowej: Decydując się na montaż paneli, należy wybierać firmy z odpowiednimi kwalifikacjami i doświadczeniem.
• Jakość materiałów: Należy unikać oszczędzania na kluczowych elementach, takich jak szybkozłączki, kable czy falowniki. Komponenty powinny posiadać certyfikaty potwierdzające ich jakość i bezpieczeństwo (np. TUV, IEC).
• Dokumentacja techniczna: Każda bezpieczna instalacja fotowoltaiczna powinna posiadać dokument "Odbiór instalacji fotowoltaicznej", zawierający m.in. schemat połączeń i rozmieszczenie elementów.

Prawidłowy projekt i montaż

• Projekt instalacji: Właściwy projekt uwzględniający rozmieszczenie paneli, wentylację oraz odległość od elementów palnych i ścian oddzielenia przeciwpożarowego jest kluczowy.
• Okablowanie: Przewody powinny być odpowiednio dobrane pod względem wytrzymałości izolacji, prowadzone w sposób minimalizujący ryzyko uszkodzeń mechanicznych i narażenia na czynniki zewnętrzne (promieniowanie UV, wilgoć, skrajne temperatury). Zaleca się stosowanie podwójnie izolowanych kabli lub prowadzenie ich w oddzielnych kanałach kablowych.
• Zabezpieczenia elektryczne: Instalacja powinna być wyposażona w odpowiednie zabezpieczenia zarówno po stronie prądu stałego (DC), jak i zmiennego (AC). Należą do nich wyłączniki nadprądowe, bezpieczniki topikowe, rozłączniki oraz ograniczniki przepięć.
• Wentylacja: Zapewnienie odpowiedniej wentylacji dla inwerterów i innych komponentów jest kluczowe, aby zapobiec ich przegrzewaniu.

Regularne przeglądy i konserwacja

Zaleca się przeprowadzanie przeglądów technicznych instalacji fotowoltaicznej co najmniej raz w roku, a optymalnie co dwa lata. Pozwala to na wczesne wykrycie potencjalnych usterek, takich jak:

• Korozja elementów metalowych.
• Uszkodzenia izolacji kabli.
• Wady falownika.
• Problemy z połączeniami elektrycznymi.

Do wykrywania przegrzewających się punktów można wykorzystać kamery termowizyjne.

Innowacyjne rozwiązania zwiększające bezpieczeństwo

• Wyłączniki przeciwpożarowe: Obowiązkowe w instalacjach o mocy powyżej 6,5 kW i kubaturze budynku powyżej 1000 m³ (od 19.09.2020 r.).
• Optymalizatory mocy: Urządzenia podłączone do każdego panelu, które automatycznie obniżają napięcie do bezpiecznego poziomu (1V) w przypadku zaniku zasilania lub odłączenia falownika.
• Systemy monitorowania izolacji: W sieciach izolowanych (układ IT) stosuje się przekaźniki kontroli izolacji, które monitorują stan izolacji w sposób ciągły.
• Specjalistyczne złącza: Rozwiązania takie jak obudowa złączki ASPP Connector Box MC4 z taśmą zawierającą gaz gaśniczy mogą dodatkowo zwiększyć bezpieczeństwo.

Postępowanie w przypadku pożaru instalacji fotowoltaicznej

Obecność instalacji fotowoltaicznej na budynku wymaga specyficznego podejścia podczas akcji gaśniczej. Kluczowe jest poinformowanie straży pożarnej o działającym systemie.

Odłączenie zasilania

W pierwszej kolejności należy odłączyć główne wyłączniki prądu, w tym wyłącznik przeciwpożarowy, jeśli jest dostępny. Nawet po odłączeniu falownika od sieci, panele fotowoltaiczne nadal generują napięcie pod wpływem światła słonecznego.

Metody gaszenia

• Odłączenie falownika: W dzień, gdy świeci słońce, należy odłączyć falownik od modułów fotowoltaicznych oraz od sieci energetycznej.
• Pokrycie paneli: Skuteczną metodą wyłączenia napięcia po stronie modułów jest pokrycie ich pianą lub materiałem nieprzepuszczającym światła, co ogranicza generowanie prądu.
• Użycie gaśnic: W przypadku niewielkich pożarów w pobliżu falownika, można próbować gasić je samodzielnie za pomocą gaśnicy proszkowej przeznaczonej do urządzeń elektrycznych, pamiętając o wcześniejszym wyłączeniu zabezpieczeń prądu stałego.
• Gaszenie wodą: Płonące panele fotowoltaiczne można gasić wodą, ale należy zachować szczególną ostrożność. Zaleca się stosowanie strumienia rozproszonego (mgły) z odległości co najmniej 1 metra, unikając ciągłego strumienia wody, który może przenieść niebezpieczne napięcie.

W przypadku instalacji z systemami magazynowania energii (baterie), należy natychmiast schłodzić baterię wodą, aby zapobiec uszkodzeniu obudowy.

Oznakowanie i świadomość zagrożeń

Budynki wyposażone w instalacje fotowoltaiczne powinny być odpowiednio oznakowane, informując o obecności systemu OZE. Dotyczy to zarówno wyłączników, jak i samego budynku. Właściciele powinni być świadomi zagrożeń związanych z napięciem generowanym przez panele, nawet w nocy (np. przy oświetleniu ulicznym lub reflektorami), oraz podczas akcji serwisowych.

Aspekty prawne i ubezpieczeniowe

W Polsce obowiązują przepisy regulujące kwestie ochrony przeciwpożarowej, w tym te dotyczące instalacji fotowoltaicznych. Od 19.09.2020 r. inwestor lub wykonawca ma obowiązek zawiadomienia o montażu instalacji fotowoltaicznej. Warto również rozważyć zakup ubezpieczenia obejmującego ryzyko pożaru instalacji fotowoltaicznej.

tags: #pozar #instalacji #fotowoltaicznej #przeclaw