Bezpieczeństwo pożarowe instalacji fotowoltaicznej – powszechne błędy

Pożar instalacji fotowoltaicznej to nie tylko duże straty dla inwestora, lecz co ważniejsze spore zagrożenie bezpieczeństwa. Ponieważ życie jest największą wartością, a niestety wielu projektantów i wykonawców powiela pewne błędy, postanowiliśmy napisać ten artykuł – ku przestrodze inwestora.

Na wstępie należy podkreślić, że pożary instalacji fotowoltaicznych są niezwykle rzadkie i stanowią ułamek promila wszystkich pożarów. W Polsce nie są prowadzone dokładne statystyki w tym zakresie, ale uznaje się, że są one zbliżone do średniej europejskiej. Instytut TÜV Rheinland Energie und Umwelt GmbH w 2015 r. opublikował dokładną statystykę pożarów instalacji fotowoltaicznych w Niemczech. Na 1,3 mln działających w tym okresie instalacji odnotowano 430 pożarów, z czego niecała połowa spowodowana była instalacją PV. Ryzyko wystąpienia pożaru instalacji PV wyniosło więc niecałe 2 promile.

Błędy na etapie projektu i zakupów

Rozwiązania minimalizujące ryzyko wystąpienia pożaru, utrudniające rozprzestrzenianie się ognia oraz ułatwiające wykonywanie akcji gaśniczej należy uwzględnić już na etapie projektu. Omówmy najczęściej popełniane błędy.

Niepełnowartościowe uzgodnienia z p.poż.

Każdy projekt instalacji fotowoltaicznej o mocy >6,5kWp należy uzgodnić z rzeczoznawcą ppoż. Częstym błędem jest przedstawianie rzeczoznawcy do uzgodnienia jedynie fragmentu projektu, przykładowo tylko schematu elektrycznego. Należy podkreślić, że w myśl Prawa Budowlanego projekt składa się z części opisowej, obliczeniowej i rysunkowej i powinien obejmować CAŁĄ inwestycję – w tym chociażby wspomniane sposoby prowadzenia i dokładne typy przewodów wraz z podaniem ich klasy reakcji na ogień.

Na podstawie jedynie schematu elektrycznego rzeczoznawca nie jest w stanie wydać prawidłowej opinii. Co gorsza, niektórzy rzeczoznawcy “uzgadniają” taki schemat elektryczny, bo faktycznie ta część projektu może nie budzić zastrzeżeń. Nie dotyczy to jednak całego projektu i w rzeczywistości ani nie minimalizuje ryzyka pożaru, ani nie zapewnia ochrony prawnej. To projektant jest odpowiedzialny za dostosowanie instalacjido prawa przeciwpożarowego. W przypadku mikroinstalacji do 50kWp rolę projektanta pełni instalator.

Jeśli doszłoby do pożaru, inny rzeczoznawca, zatrudniony przez firmę ubezpieczeniową, dostrzeże i opisze błędy projektowe. Skutkiem tego inwestor może nie otrzymać pieniędzy z ubezpieczenia.

Grzech główny, czyli złączki „kompatybilne z MC 4”

Częstym błędem jest łączenie konektorów fotowoltaicznych różnych producentów. Jak donoszą eksperci m.in. z PVEL i TÜV Nord, praktyka łączenia konektorów różnego typu jest istotnym problemem. Jego bezpośrednią konsekwencją może być spalenie konektora i powstanie łuku elektrycznego. Wedle wielu opracowań jest to jedna z najczęstszych przyczyn pożarów instalacji PV!

Wedle oficjalnych oświadczeń Stäubli, ta firma nigdy nie uznała jakichkolwiek produktów innych dostawców za kompatybilne z rodziną MC4. Wykonanie takiego połączenia unieważnia wszelkie certyfikaty oraz gwarancje i jest częstą przyczyną utraty wydajności oraz pożarów. Wyraźnie zatem łączenie konektorów różnych firm to błąd w sztuce.

Problem polega na tym, że niektórzy producenci modułów fotowoltaicznych i inwerterów w kartach katalogowych podają “złączki kompatybilne z MC4”, co nie dość, że sugeruje działanie niezgodne ze sztuką, to jeszcze utrudnia dobór właściwych złączek. Nie chodzi bowiem o to, by stosować koniecznie Stäubli. Należy po prostu stosować złączki tego samego producenta. Jednak jak to zrobić, jeśli producent nie podaje marki złącz? Jedynym wyjściem byłoby samodzielne zarabianie złączek przez wykonawcę.

Zakup modułów fotowoltaicznych z zastosowanymi złączkami niewiadomego pochodzenia najprawdopodobniej zaskutkuje połączeniem niekompatybilnym, utratą gwarancji na złącze, narastającą utratą mocy, a nawet stwarza zagrożenie pożarowe.

Niewłaściwe prowadzenie przewodów

Częstym błędem jest niewłaściwe prowadzenie przewodów. Zgodnie z przepisami, należy unikać prowadzenia tras kablowych drogami ewakuacyjnymi i pożarowymi. Dopuszczalne jest to jedynie, gdy przewody znajdują się w zamkniętych, metalowych korytach.

Niezastosowanie się do tych wymogów może utrudniać wykonywanie akcji gaśniczej i stwarzać dodatkowe zagrożenie bezpieczeństwa.

Przewody o zbyt niskiej klasie reakcji na ogień

Kable mają duży wpływ na prędkość rozprzestrzeniania się pożaru. Klasy reakcji na ogień dla kabli są określane na podstawie normy DIN EN 50575:2017-02. Rozporządzenie CPR określa, jakie kable powinny być stosowane w zależności od wymaganego poziomu bezpieczeństwa budynku. Poniższa tabelka zawiera skrót poniższych informacji:

Euroklasa	Reakcja na ogień	Przykładowy materiał	Minimalna klasa zastosowania wedle rozporządzenia CPR
Aca	niepalne	kable bezhalogenowe
B1ca	trudno zapalne	kable bezhalogenowe
B2ca		kable bezhalogenowe	W budynkach o rygorystycznych wymogach bezpieczeństwa np. szpitale
Cca		kable bezhalogenowe	W budynkach o wysokich wymogach bezpieczeństwa, np. budynki użytkowe, biura
Dca	normalnie zapalne	dobre gatunkowo PVC	W budynkach o średnich wymogach bezpieczeństwa
Eca		PVC	W budynkach o niskich wymogach bezpieczeństwa
Fca	łatwopalne	PE, niskie gatunkowo PVC	W budynkach bez żadnych wymogów bezpieczeństwa

W przypadku instalacji fotowoltaicznych zaleca się używać kable o klasie co najmniej Dca. Wielu inwestuje jednak w kable niższe klasy, co przyspiesza rozprzestrzenianie się ognia i zwiększa ewentualne szkody.

Najlepsza praktyka – kontrola jakości

Najlepszą praktyką jest kontrola jakości podzespołów po ich dostarczeniu, a przed ostateczną akceptacją. W tym celu kilka sztuk wyrywkowo wysyła się do instytutów, wykonujących na nich standardowe testy.

Pozwala to wykryć nie tylko błędy popełnione przez producenta, ale też dystrybutora. Zdarza się, że dystrybutor nie przestrzega zaleceń producenta. Przykładem jest stakowanie trzech palet jedna na drugiej, co powoduje powstawanie mikropęknięć ogniw, które w skrajnych przypadkach mogą wywołać pożar.

Błędy na etapie wykonania

Dobrze wyspecyfikowane i zakupione podzespoły też mogą zostać uszkodzone przez niewłaściwy montaż. Przeszkolona załoga to podstawa udanej inwestycji.

Niewłaściwe zarabianie konektorów

Musimy powrócić do tych nieszczęsnych złączek, które spełniają krytyczną rolę w funkcjonowaniu instalacji i muszą być nie tylko dobrze wyspecyfikowane, ale i zamontowane. Poniższa tabelka zawiera listę najczęściej popełnianych błędów:

Błąd montażowy	Rezultat
Zbyt mocno, zbyt słabo lub krzywo dokręcona nakrętka   Moment obrotowy powinien być wyspecyfikowany przez producenta	Brak szczelności, korozja
Konektory wystawione na działanie słońca, niezabezpieczone peszlem	Promienie UV uszkadzają plastik, zwiększają temperaturę złącza
Łączenie konektorów w taki sposób, że są one na najniższym punkcie wiszącego przewodu	Woda spływa po przewodach do konektorów i tam zostaje, co po latach może je uszkodzić

Błędy przy montażu modułów

Panele fotowoltaiczne są w stanie znieść kilkadziesiąt lat na słońcu, śniegu i deszczu, ale nie znoszą…

• chodzenia po nich
• klękania na nich
• uderzania w ogniwa od spodu (np. czubkiem głowy)
• dokręcania ze zbyt mocnym momentem
• niewłaściwego transportu

W wyniku takich działań ogniwa w środku mogą popękać. Takie mikropęknięcia, chociaż z zewnątrz niewidoczne, z biegiem czasu poprzez  wzrost rezystancji wewnętrznej doprowadzają do powstaniatzw. hot-spotów, czyli miejsc o znacznie wyższej temperaturze. Z czasem może to doprowadzić do przepalenia folii lub popękania szkła. W najgorszych wypadkach – do powstaniałuku elektrycznego i pożaru.

Pamiętać należy, że mikropęknięcia to nie wyrok, a panele fotowoltaiczne są z natury bardzo odporne. Ewentualne usterki montażowe można w porę wykryć przeprowadzając badanie kamerą termowizyjną. To znaczy, o ile inwestor uniknie poważnego błędu, przypadającego na okres eksploatacji.

Błędy na etapie eksploatacji

Podstawowym błędem jest brak właściwego serwisowania i konserwacji.

Wiele usterek, które mogą doprowadzić do pożaru, rozwija się całymi latami. Można je wówczas wykryć przeprowadzając dokładne inspekcje instalacji oraz pomiary termowizyjne. W ten sposób można zidentyfikować przegrzewające się złącza oraz hot-spoty na modułach fotowoltaicznych i odpowiednio zadziałać, wymieniając zagrażające podzespoły.

Na koniec dodajmy, że dodatkową warstwę ochrony od wszelkich złych zdarzeń stanowi wybór jednego generalnego wykonawcy, czyli firmy, która w całości poprowadzi inwestycję. Mamy doświadczenie jako generalny wykonawca. Zapewniamy też usługi serwisowe dla naszych instalacji. Serdecznie zapraszamy do kontaktu.

Źródła i bibliografia

Technical Risks in PV Projects autorstwa TÜV NORD i Solarbankability

The Ultimate Safety Guide for Solar PV Connectors, An In-Depth Primer with Best Practices for Solar Professionals and Asset Owners, PVEL i Heliovolta

Solwis

Wróć do listy aktualności