Bezpieczeństwo instalacji fotowoltaicznych na podstawie PPOŻ na rynku USA.
Chciałbym dzisiaj kontynuować i szerzej omówić kwestie bezpieczeństwa pożarowego, a to poprzez posiłkowanie się danymi z rynku USA.
Bezpieczeństwo pożarowe w systemach fotowoltaicznych (PV) stało się kluczowym tematem zarówno w USA, jak i na całym świecie, w miarę jak coraz więcej instalacji PV pojawia się na budynkach mieszkalnych, komercyjnych i przemysłowych. Chociaż technologia ta jest generalnie uważana za bezpieczną, rosnąca liczba instalacji, a także specyficzne ryzyka związane z ogniwami PV, wymaga szczególnej uwagi w kontekście bezpieczeństwa pożarowego.
Poniżej przedstawiam omówienie tego zagadnienia oparte na amerykańskich publikacjach, które omawia kluczowe kwestie związane z bezpieczeństwem pożarowym w fotowoltaice, w tym przyczyny pożarów, regulacje i standardy, środki prewencyjne oraz reakcje na incydenty.
Źródła pożarów w systemach fotowoltaicznych
Amerykańskie raporty na temat pożarów związanych z instalacjami PV wskazują na kilka głównych przyczyn powstawania ognia. Oto najczęstsze z nich:
Problemy z połączeniami elektrycznymi: Większość incydentów pożarowych w systemach PV wynika z wadliwych połączeń elektrycznych. Złącza, terminale lub kable mogą się przegrzewać, prowadząc do powstawania łuków elektrycznych (arc faults), które mogą wywołać pożar.
Awaria falownika: Falowniki, które przekształcają prąd stały (DC) na prąd przemienny (AC), mogą ulec awarii, co w niektórych przypadkach prowadzi do pożaru. Wady konstrukcyjne lub błędy montażowe mogą być odpowiedzialne za przegrzewanie się tych urządzeń.
Przeciążenie prądowe: Zbyt duża ilość energii elektrycznej przepływającej przez system PV może powodować przeciążenia, które prowadzą do wzrostu temperatury i ostatecznie mogą skutkować zapłonem.
Błędy instalacyjne: Nieprawidłowa instalacja, w tym złe zabezpieczenie przewodów, brak odpowiednich systemów uziemiających lub zła jakość montażu, może prowadzić do pożarów.
W publikacji Fire Protection Research Foundation z 2013 roku wskazano, że najczęstsze awarie prowadzące do pożarów wynikają z nieprawidłowo zamontowanych złączek, które są szczególnie narażone na awarie przy ciągłym działaniu pod napięciem.
Standardy i regulacje dotyczące bezpieczeństwa pożarowego.
W USA opracowano szereg standardów i regulacji mających na celu zwiększenie bezpieczeństwa pożarowego w systemach fotowoltaicznych. Najważniejsze z nich to:
National Electric Code (NEC): W USA NEC (National Electric Code), który jest aktualizowany co trzy lata, zawiera przepisy dotyczące instalacji elektrycznych, w tym systemów PV. W edycji NEC 2017 wprowadzono sekcje dotyczące zabezpieczenia przed łukiem elektrycznym (Arc Fault Circuit Interrupters – AFCI) oraz wymagania dotyczące łatwego wyłączenia systemu w razie potrzeby, co ma na celu minimalizowanie ryzyka pożaru.
UL 1703 i UL 3741: Organizacja Underwriters Laboratories (UL) opracowała standardy, które muszą spełniać moduły PV oraz ich instalacje. UL 1703 odnosi się do bezpieczeństwa ogniw PV pod względem ochrony przed pożarem i elektrycznością, natomiast UL 3741 dotyczy systemów zmniejszających ryzyko wystąpienia łuku elektrycznego.
Międzynarodowy Kodeks Budowlany (IBC): IBC wprowadza ogólne wymagania dotyczące projektowania i instalacji systemów PV na budynkach, uwzględniając kwestie bezpieczeństwa strukturalnego i pożarowego.
Zarówno NEC, jak i IBC wprowadzają wymóg zachowania minimalnych odstępów między panelami a dachem, co ma na celu ułatwienie dostępu strażakom w razie konieczności gaszenia pożaru.
Środki prewencyjne w fotowoltaice
W celu minimalizacji ryzyka pożaru, zarówno instalatorzy, jak i właściciele systemów PV powinni przestrzegać kilku kluczowych zaleceń:
Jakość komponentów: Użycie wysokiej jakości komponentów certyfikowanych przez UL lub inne uznane organizacje stanowi pierwszy krok w minimalizacji ryzyka pożarowego.
Regularne przeglądy: Systemy PV powinny być regularnie kontrolowane pod kątem stanu technicznego, w tym przeglądane przez wykwalifikowanych techników pod kątem uszkodzeń mechanicznych, zanieczyszczeń czy przegrzewających się komponentów.
Zabezpieczenia przeciążeniowe: Ważne jest, aby systemy były wyposażone w odpowiednie mechanizmy zabezpieczające przed przeciążeniami, które mogą prowadzić do pożarów.
Zabezpieczenia przed łukiem elektrycznym (AFCI): Instalacja systemów AFCI w falownikach lub jako osobne urządzenia zabezpieczające jest istotnym krokiem w zapobieganiu pożarom spowodowanym łukiem elektrycznym.
Reakcje służb ratunkowych na pożary PV
Gaszenie pożarów w instalacjach fotowoltaicznych wiąże się z kilkoma unikalnymi wyzwaniami. Strażacy muszą być świadomi ryzyka związanego z pracą systemów PV, które mogą pozostać pod napięciem nawet po odłączeniu budynku od zasilania sieciowego.
Odcięcie zasilania: W systemach PV montuje się specjalne wyłączniki, które pozwalają na odcięcie prądu bezpośrednio przy panelach, co znacznie ułatwia działania ratunkowe.
Szkolenie strażaków: W USA od kilku lat wprowadza się szkolenia dla strażaków z zakresu reagowania na pożary w instalacjach PV. Kursy te obejmują zrozumienie specyfiki instalacji PV, procedury odłączania systemów oraz identyfikację ryzyk związanych z porażeniem prądem.
W szczególnych przypadkach, gdy system PV jest zainstalowany na dachu, strażacy muszą zachować ostrożność przy wycinaniu otworów wentylacyjnych, aby uniknąć uszkodzenia paneli i zwiększenia ryzyka porażenia prądem.
Reasumując:
Bezpieczeństwo pożarowe w instalacjach fotowoltaicznych jest niezwykle istotnym aspektem, który wymaga uwagi ze strony zarówno instalatorów, jak i użytkowników końcowych. Chociaż ryzyko pożaru związane z tymi systemami jest niskie, nie można go całkowicie wyeliminować. Stosowanie wysokiej jakości komponentów, regularne przeglądy i ścisłe przestrzeganie norm instalacyjnych stanowią podstawę minimalizowania zagrożeń.
Amerykańskie standardy bezpieczeństwa, takie jak NEC i UL, stanowią wzór dla innych krajów i oferują skuteczne ramy prawne, które pomagają w utrzymaniu wysokiego poziomu bezpieczeństwa. Jednak wraz ze wzrostem liczby instalacji PV, zarówno na domach, jak i budynkach komercyjnych, należy stale doskonalić technologie zabezpieczeń, a także inwestować w edukację i szkolenie osób związanych z instalacją i obsługą tych systemów.
