Aktualności » Energia słoneczna

Jak zadbać o bezpieczeństwo systemów fotowoltaicznych?

Redakcja

06-04-2022

Jak zadbać o bezpieczeństwo systemów fotowoltaicznych? — Fotolia

W dotychczasowych publikacjach dotyczących bezpieczeństwa i ochrony przeciwpożarowej systemów fotowoltaicznych (PV) mówiliśmy o bezpieczeństwie w aspekcie jakości, znaczeniu profesjonalnego projektowania i instalacji systemu oraz roli złączy DC. Ten artykuł poświęcamy informowaniu i szkoleniu strażaków w zakresie bezpiecznego użytkowania systemów PV oraz prawidłowego i bezpiecznego gaszenia pożaru w sytuacjach awaryjnych.

Wysoka jakość i doświadczenie oznaczają maksymalne bezpieczeństwo

Zasadniczo prewencyjna ochrona przeciwpożarowa ma najwyższy priorytet. Przede wszystkim należy zapobiegać powstaniu pożaru, dlatego przed instalacją systemu fotowoltaicznego trzeba wykonać kilka czynności. Wybór produktów wysokiej jakości jest podstawą do zagwarantowania długoterminowego bezpieczeństwa systemu fotowoltaicznego. Następnie instalacja i uruchomienie: tylko profesjonalny i dobrze wyszkolony instalator jest gwarantem prawidłowo działającego systemu fotowoltaicznego, zwłaszcza jeśli chodzi o bezpieczeństwo i prewencyjną ochronę przeciwpożarową.

REKLAMA

Firmy takie jak Fronius regularnie oferują szkolenia i kursy internetowe, aby wspierać instalatorów w poszerzaniu wiedzy specjalistycznej. Tylko wtedy, gdy instalatorzy planują i instalują systemy zgodnie z przepisami i zasadami wiedzy technicznej, ryzyko pożaru jest zredukowane do minimum. A tam, gdzie nie ma pożaru, nie ma zagrożenia dla służb ratowniczych.

Bernhard Kossak, ekspert ds. bezpieczeństwa fotowoltaicznego i pracownik międzynarodowych komisji normalizacyjnych zajmujących się tematyką fotowoltaiki i ochrony przeciwpożarowej: Profesjonalne szkolenie instalatorów stanowi podstawę bezpiecznej i zgodnej z normami instalacji.

Praca instalatora nie kończy się wraz z uruchomieniem sprawnego systemu PV. Regularna konserwacja i przeglądy również przyczyniają się do podniesienia poziomu bezpieczeństwa. Nie należy lekceważyć profesjonalnego narzędzia do monitorowania instalacji, takiego jak Fronius Solar.web i powiązanej z nim aplikacji Solar.app. W przypadku wystąpienia błędu w systemie Solar.web powiadomi odpowiednie osoby SMS-em lub e-mailem. W tym celu można wybrać dane kontaktowe właściciela systemu fotowoltaicznego lub – w razie potrzeby – dane kontaktowe instalatora.

Falowniki firmy Fronius przeprowadzają między innymi kontrolę stanu izolacji generatora fotowoltaicznego jeszcze przed rozpoczęciem codziennej pracy. Automatyczne monitorowanie prądu upływu jest również stale aktywne podczas bieżącej pracy. W przypadku wykrycia nieprawidłowości urządzenie wyświetla komunikat o błędzie i wyłącza się.

Nawiasem mówiąc, główną przyczyną pożarów z udziałem instalacji fotowoltaicznych nie jest sam system fotowoltaiczny, ale tak zwane przyczyny wtórne, takie jak np. pożary w pomieszczeniach. Takich sytuacji nie można wykluczyć w 100% i należy tutaj podkreślić, że przebywanie w pobliżu systemów PV nie stanowi niebezpieczeństwa, wystarczy tylko przestrzegać kilku ważnych zasad.

Wiedza, szkolenia i edukacja pozwalają na dobre przygotowanie na wypadek sytuacji kryzysowej. W przypadku – bardzo mało prawdopodobnego – pożaru w systemie fotowoltaicznym, bezpieczne gaszenie jest najwyższym priorytetem, a dobrze wyszkolone służby ratownicze zapewniają szybkie i kompetentne wdrożenie działań gaśniczych.

Ujednolicona taktyczna procedura w sytuacji awaryjnej

Przejdźmy teraz do tego, jak postępować w sytuacji awaryjnej. Działanie w przypadku pożaru jest procedurą ustandaryzowaną, zarówno z systemem PV, jak i bez niego. Strażacy są regularnie szkoleni i ćwiczą tę sekwencję, dopóki nie opanują poszczególnych kroków do perfekcji.

Ważne jest również, aby wiedzieć, że system fotowoltaiczny jest traktowany jak każdy inny system elektryczny pod napięciem. Nie jest to bynajmniej sytuacja niezwykła dla dobrze wyszkolonych służb ratowniczych.

W pierwszym kroku badamy sytuację, dlatego – do tego dojdziemy później – odpowiednia etykieta jest również niezwykle pomocna. Kierujący działaniami ratowniczymi (KDR) rozpoznaje następnie źródła zagrożenia i ocenia stan szkód: w zależności od ich zakresu natychmiast podejmowane są niezbędne kroki. Jeśli system fotowoltaiczny jest bezpośrednio lub pośrednio zaangażowany, następuje odłączenie sieci elektroenergetycznej, a jeśli dostępny jest wyłącznik prądu stałego, zostaje on użyty.

Bariery i środki bezpieczeństwa są integralną częścią postępowania w przypadku pożaru i oczywiście zawsze bierze się pod uwagę przestrzeganie określonych odległości bezpieczeństwa. Te zasady są proste i skuteczne, a jednak wciąż istnieją mity i niejasności dotyczące gaszenia pożarów w systemach PV.

Mity dotyczące gaszenia systemów PV

Brakuje jeszcze doświadczeń i badań przeprowadzonych w Polsce a dotyczących bezpieczeństwa i gaszenia instalacji fotowoltaicznych. Dlatego autor tej publikacji skorzystał z szerokiej wiedzy dostępnej na rynku niemieckim, o wiele bardziej rozwiniętym w tej dziedzinie. Jednym z dokumentów opublikowanych przez szanowany instytut Fraunhofer ISE – „Najnowsze fakty dotyczące fotowoltaiki w Niemczech” (2017) – obala najczęściej spotykane mity:

• Nie ma możliwości gaszenia pożaru wywołanego przez PV: podobnie jak w przypadku każdej instalacji elektrycznej, w zależności od rodzaju łuku, możliwe jest ugaszenie ognia wodą przy zachowaniu bezpiecznej odległości. Odległość ta będzie oczywiście różna dla podawania prądu wody zwartego, kroplistego czy mgłowego. W Niemczech przeprowadzono dość szerokie badania uwzględniające takie parametry jak wartość napięcia w instalacji, ciśnienie wody czy przekrój prądownicy strażackiej (Fraunhofer ISE, 2017). Ustalono, że odległość jednego metra przy gaszeniu pożaru prądem rozproszonym i pięciu metrów przy prądzie zwartym są bezpieczne dla napięcia do 1 kV.

• Strażacy nie gaszą pożarów w budynkach z systemami fotowoltaicznymi: te same badania wykazały, że twierdzenie jakoby straż pożarna nie mogła ugasić pożaru z powodu zainstalowanego w budynku systemu fotowoltaicznego, jest nieprawdziwe (Fraunhofer ISE, 2017).

• Systemy fotowoltaiczne na dachu zwiększają ryzyko pożaru: według badań Fraunhofer ISE (2017) tylko 0,006% wszystkich systemów fotowoltaicznych w Niemczech spowodowało pożar, który wywołał poważne szkody – systemy fotowoltaiczne nie stwarzają większego zagrożenia pożarowego niż inne instalacje techniczne (Fraunhofer ISE, 2017).

• Systemy fotowoltaiczne zwiększają ryzyko obrażeń służb ratunkowych: w Niemczech żadna osoba ze służby ratowniczej nie została poszkodowana przez energię elektryczną z fotowoltaiki podczas gaszenia pożaru (Frauenhofer ISE 2017).

• Systemy fotowoltaiczne na dachu zwiększają ryzyko uderzenia pioruna: system fotowoltaiczny zasadniczo nie zwiększa prawdopodobieństwa uderzenia pioruna. Nie ma ogólnego obowiązku instalowania ochrony odgromowej w systemach fotowoltaicznych. Jeśli jednak budynek posiada już system ochrony odgromowej, należy go zintegrować z koncepcją instalowanego później systemu fotowoltaicznego. (TÜV Rheinland Energie und Umwelt GmbH, 2015)

• Zagrożenie ze strony księżyca – systemy fotowoltaiczne są również zasilane w nocy, gdy księżyc świeci wystarczająco jasno: w pogodną noc pełni księżyca natężenie oświetlenia wynosi ok. 0,2 luksa, co jest dalece niewystarczające do generowania energii elektrycznej za pomocą modułów fotowoltaicznych. Nie ma więc niebezpieczeństwa ze strony światła księżyca. W przeciwnym razie systemy fotowoltaiczne wytwarzałyby energię elektryczną również w nocy, co, jak powszechnie wiadomo, nie ma miejsca.

Podsumowując, TÜV Rheinland stwierdza, że systemy fotowoltaiczne nie stanowią żadnego zagrożenia dla zdrowia, bezpieczeństwa ani środowiska, pod warunkiem, że są zainstalowane prawidłowo i w normalnych warunkach pracy.

W programie badania systemów fotowoltaicznych Międzynarodowej Agencji Energetycznej (IEA PVPS) podkreślono również: „Jeśli systemy fotowoltaiczne są prawidłowo zainstalowane przez przeszkolony personel i konserwowane zgodnie z odpowiednimi przepisami oraz w normalnych warunkach pracy, nie stanowią zagrożenia dla zdrowia, bezpieczeństwa ani środowiska ryzyka” (IEA PVPS 2017, „Fotowoltaika i działania strażaków: najlepsze praktyki w wybranych krajach”).

Czego mogą oczekiwać służby ratunkowe

Tak jak w przypadku każdego pożaru, kierujący działaniami ratowniczymi (KDR) ocenia sytuację pod kątem potencjalnych zagrożeń. Strażacy następnie postępują zgodnie z istniejącą sytuacją, ponieważ zostali do tego przeszkoleni. W przypadku pożaru systemu fotowoltaicznego lub pożaru w pobliżu systemu fotowoltaicznego brane są pod uwagę następujące zagrożenia:

Gazy toksyczne: w przypadku pożaru elementów instalacji PV mogą wytwarzać się szkodliwe związki chemiczne.
Spadające elementy: tak jak w przypadku prawie każdego pożaru, działanie ciepła może zmniejszyć nośność konstrukcji stalowej lub drewnianej. Może to również dotyczyć montażu i podkonstrukcji modułów fotowoltaicznych.
Porażenie elektryczne: zalecenia dla niemieckich strażaków i służb ratowniczych w sytuacjach, w których istnieje ryzyko kontaktu z obwodami pod napięciem, dotyczą również systemów fotowoltaicznych. Niemiecka norma VDE 0132:2008 („Gaszenie pożarów i pomoc w instalacjach elektrycznych lub w ich pobliżu”) określa bezpieczne odległości dla służb ratowniczych, aby pomóc im zmniejszyć ryzyko porażenia prądem w pobliżu obwodów pod napięciem podczas gaszenia pożaru, w tym: prawdopodobnie uszkodzonego systemu fotowoltaicznego.

W przypadku systemu fotowoltaicznego o maksymalnym napięciu do 1,5 kV, VDE 0132:2008 zaleca minimalną bezpieczną odległość: jeden metr, jeśli pożar jest gaszony kroplistym prądem wody i pięć metrów, jeśli gaszony jest prądem zwartym.

Rys. 1. A – prąd wody zwarty (punktowy), B – prąd wody kroplisty (powierzchniowy), C – prąd wody mgłowy (przestrzenny)

W celu wykazania, że odległość bezpieczeństwa jest wystarczająca do ochrony służb ratowniczych przed porażeniem prądem, w Niemczech przeprowadzono test (Fire Retardants Online 2011, cytowany w analizie BRE 2017b), w którym podpalono system PV w celu oceny skutków pożaru modułów fotowoltaicznych. Wyniki pokazały m.in., że przy zachowaniu minimalnych bezpiecznych odległości zalecanych w niemieckich wytycznych straży pożarnej, podczas gaszenia pożaru nie powstają żadne nietypowe niebezpieczeństwa.

Zalecenia dotyczące zwiększenia bezpieczeństwa służb ratowniczych

Istnieje wiele opcji i zaleceń, które pomagają zmniejszyć ryzyko dla służb ratowniczych. Wybraliśmy najważniejsze:

Aby zapewnić ochronę straży pożarnej przed prądem elektrycznym w przypadku pożaru, systemy fotowoltaiczne należy projektować zgodnie z normami przewidzianymi specjalnie do tego celu (np. PN-HD 60364-7-712:2016-05 – wersja polska, „Instalacje elektryczne niskiego napięcia – Część 7-712: Wymagania dotyczące specjalnych instalacji lub lokalizacji — Fotowoltaiczne (PV) układy zasilania”). Określa ona środki techniczne i konstrukcyjne instalacji systemów fotowoltaicznych, które mają na celu zapewnienie, że napięcie generowane po wyłączeniu instalacji nikomu nie będzie zagrażać.

REKLAMA

Prawidłowe oznakowanie systemu wymaga niewielkiego wysiłku a jest niezwykle skuteczne: system fotowoltaiczny nie zawsze jest widoczny na pierwszy rzut oka. W przypadku pożaru służby ratownicze muszą jak najszybciej ocenić sytuację, a dobre oznakowanie w tym pomaga. Może to przyspieszyć i ułatwić proces oceny sytuacji.

Etykietę przeciwpożarową najlepiej przykleić w punkcie przyłączenia systemu fotowoltaicznego, tj. na skrzynce przyłączeniowej domu oraz na rozłączniku głównym budynku.

Rys. 2. Etykieta wskazująca na obecność instalacji fotowoltaicznej w budynku.

W tym samym miejscu powinien znajdować się plan ogólny przeznaczony dla straży pożarnej (autor zaproponował wzór takiego planu w innych artykułach). Pomoże on służbom ratunkowym wskazać rodzaj i lokalizację elementów systemu fotowoltaicznego. Daje to czytelny przegląd:

– wszystkich linii pod napięciem, których nie można wyłączyć,

– wszystkich linii PV-DC pod napięciem, które są ułożone tak, aby były chronione przed pożarem,

– lokalizacji modułów fotowoltaicznych,

– położenia wszystkich urządzeń odłączających stronę DC (np. wyłącznika zintegrowanego z falownikiem)

W przypadku budynków użyteczności publicznej lub takich obiektów jak obiekty noclegowe, stacje benzynowe, zajazdy itp. plan musi być również włączony do instrukcji bezpieczeństwa pożarowego.

Co można zrobić, aby jeszcze bardziej poprawić bezpieczeństwo pożarowe?

Maciej Piliński z Polskiego Stowarzyszenia Rozwoju Fotowoltaiki, zapytany o zalecenia dla straży pożarnej w celu dalszej poprawy bezpieczeństwa, mówi:

– Najważniejsze są szkolenie strażaków z idei działania systemów fotowoltaicznych. Udaj się do renomowanej firmy lub zaproś technika do swojej jednostki, aby szczegółowo objaśnił działanie wszystkich elementów systemu, a także zasady postępowania w przypadku pożaru. Przeprowadzaj specjalne ćwiczenia na budynkach z systemami fotowoltaicznymi.

Nie ufaj rozwiązaniom technicznym. Na przykład detektory napięcia używane przez strażaków nie potrafią wykrywać napięcia stałego (DC), a szeroko reklamowane „wyłączniki obniżające napięcie” nie są certyfikowane na znak wyrobu, więc nie mogą stanowić elementu wykonawczego PWP – dają jedynie fałszywe poczucie bezpieczeństwa.

Szkolenia dla instalatorów i służb ratowniczych

Najskuteczniejszym środkiem poprawy bezpieczeństwa systemów fotowoltaicznych jest solidne szkolenie techniczne dla instalatorów. Już teraz czynnik ludzki odgrywa ważną rolę w planowaniu systemu, a przede wszystkim w profesjonalnej instalacji.

Dzięki programowi Fronius System Partner firma Fronius stworzyła unikalną na świecie międzynarodową sieć dobrze wyszkolonych i wyedukowanych partnerów instalatorów. Instalatorzy na całym świecie mogą brać udział w kursach szkoleniowych, ukończyć szkolenia praktyczne w „Akademii Fronius” lub aktualizować swoją wiedzę poprzez webinaria i łatwe do zrozumienia dokumenty szkoleniowe.

Już wkrótce strażacy również będą mieli dostęp do specjalnych dedykowanych kursów szkoleniowych i materiałów informacyjnych, które ułatwią im radzenie sobie z pożarami i systemami fotowoltaicznymi.

Akademia Fonius oferuje:

• profesjonalne szkolenia instalatorów,
• naukę prawidłowej instalacji i uruchomienia,
• wysokiej jakości szkolenia praktyczne,
• praktyczne ćwiczenia zorientowane na konkretne rozwiązania,
• klucz do bezpieczeństwa i niezawodności

Wiele szkoleń jest dostępnych nie tylko dla Partnerów Systemowych Fronius, ale dla wszystkich instalatorów.

Dodatkowe informacje:

• YouTube – webinarium: Jak bezpieczne są systemy fotowoltaiczne? (j. ang.):