Wzrost zainteresowania alternatywnymi źródłami energii oraz obawy związane z możliwymi przerwami w dostawach prądu (tzw. #blackout-em) sprawiły, że coraz więcej osób decyduje się na instalacje fotowoltaiczne i agregaty prądotwórcze. Niestety, niewłaściwe podłączenie lub awaria tych urządzeń może prowadzić do poważnych zagrożeń, w tym pożarów. Niniejsza artykuł przedstawia kluczowe informacje dotyczące pożarów instalacji od agregatu i fotowoltaiki, zasady postępowania w sytuacjach zagrożenia oraz profilaktykę.
Zdarzenia pożarowe związane z agregatami i instalacjami fotowoltaicznymi
Pożar instalacji fotowoltaicznej w Maszkowicach (15 kwietnia)
15 kwietnia o godzinie 5:37 zastępy z JRG nr 2 w Nowym Sączu, OSP Łącko oraz OSP Maszkowice zostały zadysponowane do działań w Maszkowicach. Po przybyciu na miejsce zdarzenia ustalono, że palił się zespół akumulatorowy instalacji fotowoltaicznej znajdującej się na parterze budynku gospodarczego. Na dachu budynku znajdowały się panele fotowoltaiczne. Na miejsce zdarzenia przybył właściciel budynku, który odłączył główny wyłącznik prądu. Działania zastępów straży polegały na zabezpieczeniu miejsca zdarzenia oraz strażaków w sprzęt ochrony dróg oddechowych. Podano prąd wody w natarciu na palący się budynek. Po zlokalizowaniu pożaru wyniesiono agregat prądotwórczy oraz akumulatory z pomieszczenia objętego pożarem. Sprawdzono pogorzelisko kamerą termowizyjną, nie stwierdzając zagrożenia. Działania strażaków trwały godzinę.
Pożar agregatu prądotwórczego w hali produkcyjno-magazynowej (21 września 2021)
W dniu 21.09.2021 r. o godz. 18:23 dyżurny Stanowiska Kierowania Komendanta Powiatowego PSP w Legionowie otrzymał zgłoszenie o pożarze pomieszczenia technicznego przyległego do hali produkcyjno-magazynowej. Pożarem objęty był agregat prądotwórczy o mocy 1,4 MW. Działania straży pożarnej obejmowały zabezpieczenie miejsca zdarzenia, rozwinięcie bojowe i podanie rozproszonych prądów wody na ścianę hali magazynowej w bezpośrednim sąsiedztwie pożaru. Pracownicy zakładu energetycznego odłączyli dopływ energii. Podano jeden prąd wody z zewnątrz do pomieszczenia z agregatem oraz wprowadzono drugą rotę do hali magazynowej, podając kolejny prąd wody na źródło pożaru od wewnątrz. Powiadomiono i wezwano Zespół Ratownictwa Medycznego do jednego z poszkodowanych pracowników, który przebywał w strefie zadymienia. Zbudowano linię zasilającą z zewnętrznej sieci hydrantowej. Zakręcono zawór zbiornika DPPL znajdującego się na zewnątrz pomieszczenia, z którego wyciekało paliwo po przepaleniu węży. Siłowo otwarto drzwi do pomieszczenia i podano prąd wody. Otwarto klapy dymowe i oddymiano halę. Kontrolę konstrukcji hali przeprowadzono kamerą termowizyjną, a urządzeniem wielogazowym sprawdzono obecność tlenku węgla, nie stwierdzając zagrożenia. Do miejsca zdarzenia dojechał inspektor Nadzoru Budowlanego.
Pożar przewoźnego agregatu prądotwórczego w Nieporęcie (3 października)
W piątek (3.10) po godz. 13:00 przy ul. Jana Kazimierza w Nieporęcie doszło do pożaru przewoźnego agregatu prądotwórczego. W gaszeniu ognia brali udział strażacy z Legionowa oraz Kątów Węgierskich. Zgłoszenie o pożarze agregatu wpłynęło do służb o godz. 13:31. Na miejsce zadysponowano zastępy strażaków z JRG Legionowo i OSP Kąty Węgierskie oraz patrol policji. Działania straży pożarnej polegały na zabezpieczeniu miejsca zdarzenia, a następnie ugaszeniu płonącego agregatu. Mimo podjętych działań, urządzenie spłonęło doszczętnie. W wyniku zdarzenia nikt nie został poszkodowany.
Instalacje fotowoltaiczne - ogólne informacje i zagrożenia
Czym jest instalacja fotowoltaiczna?
Systemy fotowoltaiczne są w naszym kraju coraz popularniejsze. Instalacja fotowoltaiczna (zwana w skrócie PV) służy do produkcji energii elektrycznej przy wykorzystaniu energii promieniowania słonecznego. Panele fotowoltaiczne wytwarzają napięcie zawsze wtedy, gdy pada na nie promieniowanie świetlne (słoneczne lub światło sztuczne). Rano i wieczorem napięcie jest mniejsze lub nawet zerowe, w ciągu dnia osiąga wartości maksymalne. W dni pochmurne lub bardzo mgliste będzie się obniżało lub spadało do zera. Panele łączy się szeregowo, równolegle lub szeregowo-równolegle.
Napięcie w instalacjach PV
Pojedynczy panel, w zależności od mocy, wytwarza około 40-60 V napięcia stałego. Instalacja złożona z 20 paneli połączonych szeregowo może w odpowiednich warunkach wytworzyć napięcie nawet ok. 800 V. W niektórych systemach oscyluje ono w okolicach 1000 V. Są to już wartości bardzo niebezpieczne dla życia i zdrowia. Prąd z paneli płynie przewodami do inwertera, który zamienia napięcie stałe na napięcie zmienne, wykorzystywane w domach. Następnie, obniżone przez inwerter do wartości 230 V lub 400 V, płynie przez zabezpieczenia do urządzeń elektrycznych, licznika energii elektrycznej i akumulatorów (jeśli magazynujemy energię). Ewentualne nadwyżki energii oddawane są do sieci elektroenergetycznej. W domach jednorodzinnych inwerter najczęściej znajduje się na zewnętrznej ścianie budynku, rzadziej w kotłowniach czy garażach. Rodzaj systemu PV nie ma znaczenia dla bezpieczeństwa podczas akcji gaśniczej.
Wytwarzaj energię elektryczną - jak działają panele słoneczne!
Przyczyny pożarów instalacji fotowoltaicznych
Instalacje fotowoltaiczne, jak każdy system produkujący prąd, mogą ulec zapaleniu. Zwarcie w instalacji, uderzenie pioruna bądź nieumiejętne jej rozłączanie to najbardziej prawdopodobne przyczyny pożaru. Zwarcie może też nastąpić w panelach fotowoltaicznych, jeśli są słabej jakości, a także wówczas, gdy niewłaściwie dobrano zabezpieczenia elektryczne całego systemu. Pozostałe przyczyny pożaru są już związane głównie z niewłaściwym zabezpieczeniem instalacji prądu stałego (DC) instalacji PV, np. brakiem rozłącznika prądu stałego (DC).
Wszystkie przewody na dachu są przewodami prądu stałego DC (chyba że inwerter znajduje się na dachu budynku, wówczas mamy też przewody z napięciem zmiennym). Prowadzą one do inwertera. Instalacje PV powinny być zabezpieczane m.in. przez instalację odgromową i przeciwprzepięciową, a także rozłączniki bezpiecznikowe i wyłączniki.
Postępowanie w przypadku pożaru
Zasady ogólne i bezpieczeństwo osobiste
Co jednak się stanie, gdy źle podłączony agregat spowoduje zwarcie i pożar instalacji? Albo gdy lampa naftowa zwyczajnie przewróci się i da początek pożaru? Tak się może wydarzyć i nie ma co mówić, że nam raczej nie, bo jesteśmy ostrożni. Prowadząc jakiekolwiek działania w przypadku powstania pożaru należy kierować się rozwagą przy podejmowaniu decyzji. Nie wolno dopuścić do powstania paniki, która może ogarnąć ludzi będących w sytuacji zagrożenia. Osoby niebiorące udziału w akcji ratowniczej powinny opuścić strefę zagrożenia, kierując się do najbliższego wyjścia. Jeżeli opuszczenie domu jest niemożliwe, zbierz domowników w jednym pomieszczeniu, najlepiej z oknem i telefonem. Uszczelnij drzwi pomieszczenia, w którym przebywasz, aby dym nie przedostawał się do środka. Jeżeli to możliwe - zasłoń usta mokrą tkaniną i zmocz ubranie.
Wezwanie służb i wstępne działania
- Wezwij straż pożarną. Wybierz numer alarmowy (112 lub 998). Nie rozłączaj się pierwszy!
- Rozpocznij gaszenie pożaru przy użyciu podręcznego sprzętu gaśniczego.
- Udziel pomocy osobom zagrożonym, rozpocznij ewakuację ludzi i mienia, jeśli to możliwe zabierzcie swoje plecaki awaryjne.
Nikt nie zadba o bezpieczeństwo Twoje i Twojej rodziny lepiej niż Ty sam. Dlatego jeśli chcesz spać spokojnie, wprowadź bezpieczne nawyki w całym domu i wymagaj ich od każdego członka rodziny. Dodatkowo wyposaż swój dom w gaśnice domowe i czujniki czadu i dymu.
Gaszenie płonącego człowieka
Zatrzymaj się! Zduś płomienie ciężkim materiałem, np. kocem. Do gaszenia płonącego człowieka używaj wyłącznie wody! Stosowanie chemicznych środków gaśniczych (środki pianotwórcze, proszki gaśnicze, dwutlenek węgla) spowoduje dodatkowe obrażenia.
Działania straży pożarnej i specyfika gaszenia instalacji PV
Rozpoznanie i wyłączenie zasilania
Strażacy po przyjeździe na miejsce pożaru muszą, zgodnie z procedurami, wyłączyć w budynkach jednorodzinnych główny wyłącznik prądu, a w obiektach przemysłowych i użyteczności publicznej - przeciwpożarowy wyłącznik prądu. Właściciel, zarządca lub osoba przez niego wyznaczona powinni poinformować kierującego działaniem ratowniczym (KDR) o wyposażeniu budynku w alternatywne źródła zasilania (samoczynne załączenie rezerwy - agregat prądotwórczy, instalacja fotowoltaiczna lub inne). Informacja ta jest kluczowa dla podjęcia decyzji o sposobie dalszego prowadzenia akcji gaśniczej oraz zastosowaniu środków gaśniczych (woda, piana, proszek gaśniczy, dwutlenek węgla).
Jeśli na miejscu nie ma właściciela lub zarządcy, KDR powinien dokładnie przeprowadzić rozpoznanie wokół budynku, aby upewnić się, czy jest on wyposażony w wyżej wymienione instalacje generujące napięcie. Co ważne, wyłączenie głównego zasilania w budynku wyposażonym w instalację fotowoltaiczną nie powoduje zaprzestania generowania napięcia stałego po stronie paneli PV. Instalację fotowoltaiczną można gasić wodą, ale z zachowaniem określonych zasad: przy prądzie zwartym należy zachować odległość min. 5 metrów od paneli i przewodów.
Zagrożenia dla strażaków
Warto wiedzieć, że najmniejsza niebezpieczna wartość prądu płynącego przez ciało człowieka przez dłuższy czas to 30 mA w przypadku prądu przemiennego lub 70 mA, gdy jest to prąd stały. W normalnych, tzw. suchych warunkach (suche podłoże, suche ubranie, sucha skóra), dopuszczalna wartość bezpiecznego napięcia dotykowego wynosi 50 V dla napięcia zmiennego (AC) i 120 V dla napięcia stałego (DC), a jeśli jest mokro - 25 V AC i 60 V DC. Strażacy często skracają bezpieczną odległość nawet do pół metra. Stojąc na mokrym metalowym dachu, na którym może leżeć zniszczony przewód „minusowy” instalacji i polewając wodą konstrukcję, gdzie może znajdować się przewód „plusowy”, strażak jest narażony na znalezienie się pod pełnym napięciem instalacji PV.
Zagrożenie życia strażaków pojawia się w razie niezachowania bezpieczeństwa podczas podawania prądu wody lub piany na moduły, wtyczki, inwertery oraz w momencie bezpośredniego kontaktu strażaka z instalacją elektryczną modułów. Istnieje ryzyko przerwania obwodu elektrycznego instalacji PV w czasie pożaru budynku na skutek interwencji mechanicznej strażaków na dachu. Napięcie rażenia może pojawić się wówczas między konstrukcją stalową pokrycia dachu i stojącym na nim strażakiem. Odłączenie falownika od sieci elektroenergetycznej nie powoduje zaprzestania generowania napięcia przez moduły fotowoltaiczne. Uszkodzenie (przerwanie) obwodu elektrycznego instalacji PV, uszkodzenie kabli na skutek pożaru może powodować tworzenie nowych i niespodziewanych dróg obwodu elektrycznego, np. przez elementy metalowe konstrukcji dachu.
Moduły fotowoltaiczne a rozprzestrzenianie się ognia
Moduły fotowoltaiczne są trudno zapalne, a zatem nie przyczyniają się do rozprzestrzeniania ognia. Dlatego środki gaśnicze podaje się bezpośrednio na nie wyłącznie w przypadku pożaru dachu, na którym są zamontowane.
Odłączanie inwertera i zabezpieczeń
Każda instalacja powinna mieć zabezpieczenia pozwalające w razie pożaru odłączyć inwerter od paneli fotowoltaicznych i od sieci energetycznej. Rozłączenie takie powinno gwarantować przerwę w obwodach zarówno po stronie prądu stałego, jak i po stronie prądu zmiennego. W pierwszej kolejności należy wyłączyć obciążenie za pomocą wyłączników nadprądowych lub rozłączników prądów roboczych po stronie zasilania budynku (główny wyłącznik prądu) lub bezpieczników znajdujących się w rozdzielnicy bezpiecznikowej budynku, a następnie wyłączyć prądy robocze po stronie prądu stałego, np. wyłącznikiem PKZ SOL 16A, który powinien znajdować się w skrzynce obok inwertera. Zastosowanie rozłącznika bezpiecznikowego, na przykład Tytan II 63A 3p, dla każdego stringu (pojedynczy obwód złożony np. z 10 paneli połączonych szeregowo) również gwarantuje (poprzez wyciągnięcie wkładek bezpiecznikowych) widoczną przerwę w obwodach stałoprądowych.
Pożar może powstać np. w garażu czy kotłowni, gdzie znajduje się inwerter, do którego dochodzą przewody (prądu stałego z paneli) z dachu. Takie urządzenia można gasić gaśnicą proszkową (przeznaczoną do gaszenia urządzeń elektrycznych). Osoba przeszkolona (właściciel instalacji) powinna w pierwszej kolejności odłączyć napięcie w budynku oraz wyłączyć inwerter i zabezpieczenia prądu stałego instalacji PV, jeśli to możliwe. Następnie zaś powinna podjąć próbę ugaszenia pożaru w zarodku za pomocą gaśnicy, po czym wezwać straż pożarną.
Wytwarzaj energię elektryczną - jak działają panele słoneczne!
Wskazówki dla strażaków
KDR, aby nie narazić strażaków na niebezpieczeństwo porażenia prądem, powinien zawsze dokonać rozpoznania pod kątem obecności instalacji fotowoltaicznej na dachu płonącego budynku. Powinien także wziąć pod uwagę, że instalacje PV znajdujące się na budynkach pobliskich (garażu, budynku gospodarczym, stodole) mogą być połączone z budynkiem objętym ogniem. Strażacy powinni być wyposażeni w sprzęt i środki gaśnicze służące do gaszenia obiektów będących pod napięciem. Należy skontaktować się z firmą, która zamontowała instalację fotowoltaiczną na dachu (jeżeli jest taka możliwość). Dane kontaktowe powinny być umieszczone obok głównego wyłącznika prądu.
Większość pożarów, z którymi mają do czynienia strażacy, to pożary wewnętrzne, w których podanie prądów wody nie wiąże się z zagrożeniem ze strony przewodów prądu stałego instalacji PV (o ile nie są zainstalowane w budynku). Do pracy na dachu należy wyznaczyć tylko niezbędną liczbę strażaków. Jeśli gaszą pożar dachu z zamontowaną instalacją fotowoltaiczną, nie powinni udawać się tam z przewodzącymi prąd środkami gaszenia (wodą, pianą). Strażacy mogą bez obaw gasić płonący budynek dopiero po odłączeniu modułów od napięcia.
Rozwiązania zwiększające bezpieczeństwo instalacji PV
Problemy prawne i informacyjne
Niestety, obecne ustawodawstwo oraz standardy nie są w stanie dotrzymać kroku gwałtownemu rozwojowi tej technologii. Wykonawca instalacji PV powinien w widocznym miejscu umieścić podstawowe informacje na temat systemu fotowoltaicznego - schemat połączeń, rozmieszczenie poszczególnych elementów i kabli. Powinny być one zawarte również w instrukcji bezpieczeństwa pożarowego, ulokowanej w miejscu dostępnym dla kierującego działaniem ratowniczym. Niestety, w Polsce nie ma przepisów, które obligowałby do zawierania informacji o instalacji PV w instrukcji bezpieczeństwa pożarowego, a ponadto nie jest ona sporządzana dla domów jednorodzinnych i farm fotowoltaicznych.
Zabezpieczenia techniczne
Najprostszym i najtańszym rozwiązaniem technicznym, które chroni przed porażeniem prądem, jest zamontowanie w skrzynce przeciwpożarowej wyłącznika nadprądowego po stronie prądu stałego (np. C 20 A, DC). Rozbijamy szybkę, wyłączamy wyłącznik, a wówczas styki normalnie otwarte zostaną zwarte i uziemione. W obwodach prądu stałego popłyną prądy zwarcia, które będą większe od prądów znamionowych płynących w łańcuchach modułów (stringach) o ok. 20%. W każdym punkcie połączenia elektrycznego łańcucha modułów PV potencjał względem ziemi będzie równy zeru, nawet jeśli dach zostanie polany wodą w słoneczny dzień. Sytuacja taka utrzyma się, dopóki konstrukcja dachu nie ulegnie zniszczeniu. To spowoduje bowiem zawalenie się konstrukcji nośnej modułów PV i zerwanie przewodów łączących je ze sobą. Wtedy na przewodach może ponownie pojawić się niebezpieczne napięcie.
Innowacyjne systemy bezpieczeństwa
Wyłącznik pożarowy Q firmy Q3 Energieelektronik GmbH & Co KG to zupełnie nowy, zgłoszony do opatentowania system, który zapewnia najwyższe bezpieczeństwo. Po odłączeniu napięcia zasilającego wszystkie moduły są podłączone do potencjału ziemi (każdy biegun modułów jest bezpośrednio połączony z uziemieniem). Elementy przełączające są umieszczone bezpośrednio na szynie montażowej między modułami. W razie pożaru budynek zostaje odłączony od sieci. Uruchamiają się w momencie zaniku napięcia zasilającego lub odłączenia falownika, automatycznie zmniejszając napięcie paneli do 1 V aż do momentu podłączenia ich do inwertera. Dodatkowo inwerter i optymizery wyłączą się pod wpływem ekstremalnie wysokiej temperatury lub gdy wystąpi łuk elektryczny. Wydaje się, że obecnie są najlepszym i jedynym bezpiecznym sposobem zabezpieczenia instalacji PV od porażeń w sytuacji pożaru. Nawet zerwanie czy zniszczenie przewodów pomiędzy poszczególnymi panelami spowoduje obniżenie napięcia na panelu do 1 V. Musimy bowiem pamiętać, że choć wyłącznik nadprądowy i rozłącznik Q zabezpieczają od porażeń, to w momencie zerwania przewodów, np. podczas zawalenia dachu, napięcie powraca na przewody.
Podobną zaletę mają również mikroinwertery montowane przy każdym panelu zamiast jednego centralnego inwertera. Jednym z atutów mikroinwerterów jest obniżenie napięcia paneli do wartości bezpiecznej podczas wyłączenia zasilania głównego (np. w czasie pożaru). Przewody po stronie DC powinny być połączone z urządzeniem zwanym bocznikiem pożarowym. Zwarcie przewodów dodatniego i ujemnego oraz uziemienie zwieracza spowoduje w instalacji PV po stronie DC przepływ prądu zwarciowego. Potencjał każdego modułu w stosunku do ziemi wyniesie 0 V. Bocznik pożarowy może bocznikować (przerzucać połączenie między falownikiem a uziemieniem) do trzech linii modułów fotowoltaicznych. Należy jednak podkreślić, że zerwanie przewodów pomiędzy panelami a bocznikiem spowoduje powrót niebezpiecznego napięcia na przewodach po stronie DC. Wszystkie opisane zabezpieczenia są jedynie przykładowe. Firma instalatorska powinna zastosować co najmniej jedno z nich jako ochronę przed porażeniem.
Nowe metody gaszenia
W wielu europejskich krajach uznaje się, że elektrownie fotowoltaiczne można gasić wodą w ten sam sposób, jak inne urządzenia elektryczne pod napięciem do 400 V. Australijska firma Solar Development opracowała środek gaśniczy przeznaczony wyłącznie do systemów PV. W gaśnicy znajduje się specjalny płyn, który po kontakcie z szybą tworzy na panelach warstwę nieprzepuszczalną dla promieni słonecznych. Gasi się tym samym, odcinając dostęp do promieniowania słonecznego, bez którego panele nie są w stanie wytworzyć napięcia. Warstwa środka gaśniczego po krótkim czasie zastyga i można ją odkleić od szkła.
Jakość instalacji i przyszłość przepisów
W ciągu ostatnich kilku lat zdecydowanie zwiększyła się liczba montowanych instalacji, przy czym ich jakość często pozostawia wiele do życzenia. Na rynku co i rusz pojawiają się firmy, które w pogoni za zyskiem skupują używane panele czy falowniki i używają okablowania nienadającego się do systemów PV. Ponadto w krajach, w których technologia ta jest rozwinięta, istnieją przepisy nakazujące zachować konkretne odległości paneli fotowoltaicznych od krawędzi dachu i jego szczytu. Są one przewidziane po to, by strażacy mogli bezpiecznie oprzeć drabiny i wejść na dach, jeśli zachodzi taka konieczność. Okablowanie po stronie DC sprowadzane jest z dachu w metalowych rurach osłonowych, aby uchronić je przed uszkodzeniem. W Polsce przewody często leżą na dachach bez żadnej dodatkowej osłony lub w plastikowych rurkach, które po 2-3 latach nie pełnią już swojej funkcji. Montując instalację fotowoltaiczną, inwestor powinien zwrócić uwagę nie tylko na jej cenę, lecz także na systemy zabezpieczeń przed porażeniem prądem.
tags: #pozar #instalacji #od #agregatu