Zabezpieczenie PPOŻ instalacji fotowoltaicznej

Instalacje fotowoltaiczne należą do najbardziej ekologicznych, a przy tym i najbezpieczniejszych źródeł energii elektrycznej. Jednak niewłaściwie wykonana lub niezabezpieczona instalacja może stanowić zagrożenie. Jakie zabezpieczenia PPOŻ są potrzebne, by bezpiecznie korzystać z domowej elektrowni słonecznej?

Zabezpieczenia ppoż. instalacji fotowoltaicznych – dlaczego są takie ważne?

Statystyki opracowane przez TÜV Rheinland we współpracy z instytutem Systemów Energetyki Słonecznej im. Fraunhofera wyraźnie pokazują, że w Niemczech sama instalacja była powodem pożarów jedynie w 0,016% przypadków. Zdecydowana większość spośród niewielkiego promila incydentów była efektem nieprawidłowego wykonania instalacji, użycia niskiej jakości komponentów lub zastosowania niekompatybilnych złączek MC4. Dane te potwierdza brytyjski BRE National Solar Centre, według którego mniej niż 0,01% pożarów na milion miało związek z instalacją fotowoltaiczną zainstalowaną w budynku.

Największym zagrożeniem są warunki atmosferyczne, a zwłaszcza burze. Poprawnie wykonana instalacja fotowoltaiczna jest zabezpieczona odgromowo, jednak wyładowania atmosferyczne mogą zaszkodzić instalacji pośrednio. Z tego względu mikroinstalacja fotowoltaiczna musi być wyposażona nie tylko w zabezpieczenia zapobiegające powstaniu źródeł ognia i rozprzestrzenienia na więźbę dachową, ale i chroniące samą instalację na wypadek pożaru innych elementów budynku.

Ważnym czynnikiem jest też to, jak zachowa się instalacja po uszkodzeniu któregoś z elementów. Podczas wichury, gradu czy nawet remontów może dojść do przerwania kabli, wypięcia złącz oraz wielu innych niebezpiecznych sytuacji. Prawidłowo zaprojektowana instalacja nie powinna zaszkodzić domownikom i służbom ratowniczym nawet w kryzysowej sytuacji, tj. w trakcie powodzi, po uszkodzeniu dachu, po gradobiciu itd.

Przepisy ppoż. – fotowoltaika

Wszystkie instalacje powyżej 6,5 kWp muszą być uzgadniane z rzeczoznawcą ds. zabezpieczeń ppoż i zgłoszone do Państwowej Straży Pożarnej

Przez długi czas przepisy przeciwpożarowe nie były odpowiednio dostosowane do wymagań fotowoltaiki. Opierały się na art. 6b ustawy z dnia 24 sierpnia 1991 r. o ochronie przeciwpożarowej, czyli dokumentach stworzony w czasach, gdy o fotowoltaice mało kto słyszał. Nowe przepisy obowiązują od 19 sierpnia 2020 roku i wymagają uzgodnienia projektu instalacji o mocy wyższej niż 6,5 kWp, dostosowania zabezpieczeń przeciwpożarowych do danego typu budynku oraz poinformowania organów Państwowej Straży Pożarnej.

Uzgodnienie z rzeczoznawcą do spraw zabezpieczeń przeciwpożarowych szczegółów jest niezbędne, by uzyskać pozytywną opinię. W projekcie powinny znaleźć się informacje o charakterystyce przeciwpożarowej poszczególnych komponentów, ochronie odgromowej, przygotowaniu budynku i terenu do działań gaśniczo-ratowniczych, oznakowaniu terenu oraz o wyposażeniu przeciwpożarowym zastosowanym w budynku. W przeciwieństwie do poprzednich wytycznych, nowe przepisy obowiązują dla wszystkich instalacji powyżej 6,5 kWp, niezależnie od rodzaju instalacji, lokalizacji czy przeznaczenia budynku.

Prawidłowa kolejność realizacji inwestycji w fotowoltaikę:

• Omówienie potrzeb i rozpoczęcie inwestycji.
• Przygotowanie projektu mikroinstalacji z uwzględnieniem zabezpieczeń przeciwpożarowych.
• Konsultacja projektu z rzeczoznawcą ds. ppoż.
• Montaż instalacji z wykorzystaniem komponentów zabezpieczonych przeciwpożarowo.
• Zgłoszenie do organów Państwowej Straży Pożarnej właściwej dla danej lokalizacji (komendant powiatowy lub miejski PSP).

Zalecenia ppoż. dotyczące instalacji fotowoltaicznej

Mimo nowelizacji przepisów ppoż. dla fotowoltaiki, w dalszym ciągu nie ma jasnych wytycznych związanych z wykonaniem i zabezpieczeniem domowej elektrowni. Wciąż bazuje się na wiedzy i zaleceniach rzeczoznawcy ds. ochrony przeciwpożarowej, a także wspiera normami zagranicznymi, np. niemiecką normą VDE-2100-712. Stosowane są także normy ogólne i rozporządzenia dotyczące m.in. instalacji elektrycznych niskiego napięcia, fotowoltaicznych układów zasilania, ocen bezpieczeństwa modułu fotowoltaicznego, czy systemu podłączenia do sieci.

Z tego względu niezwykle ważne jest to, by instalacja była zaprojektowana, wykonana i zamontowana przez doświadczoną i zaufaną firmę. Po boomie fotowoltaicznym z 2020 roku na rynku pojawiło się wiele podmiotów, które świadczą usługi na niedostatecznym poziomie, nie dbając o jakość i bezpieczeństwo. Z wielu negatywnych zjawisk wyróżnić można: zastosowanie niskiej jakości podzespołów, łączenie różnego rodzaju złączy, nieprawidłowe poprowadzenie i przymocowanie kabli wysokiego napięcia (zwłaszcza po stronie DC), stosowanie podzespołów wrażliwych na wilgoć lub promieniowanie UV czy niewystarczające uziemienie instalacji.

Ogromne znaczenie ma sposób osadzenia i zaciśnięcia złącz MC4 na przewodach. Zbyt luźne dokręcenie łącznika spowoduje wzrost rezystancji połączenia, natomiast zbyt mocne dokręcenie grozi uszkodzeniem złącza. Ważne jest również uszczelnienie łącznika gumowymi oringami zapobiegającymi wciekaniu wody. Niewłaściwe wykonanie połączeń prowadzi do powstawania łuków elektrycznych, które mogą w konsekwencji doprowadzić do pożaru.

Dobre praktyki zabezpieczeń ppoż. fotowoltaiki:

• Stosowanie materiałów, kabli i urządzeń z odpowiednimi atestami. Dotyczy to w szczególności modułów PV, przewodów, złącz MC4, ochrony odgromowej, zabezpieczeń przepięciowych i falowników,
• ograniczenie połączeń po stronie stałoprądowej (DC) do absolutnego minimum,
• prowadzenie kabli bez naprężeń, z dala od źródeł ognia oraz ostrych krawędzi,
• zastosowanie wyłącznie kompatybilnych złącz MC4, pochodzących od jednego producenta,
• prowadzenie przewodów w metalowych kanałach przeciwporażeniowych,
• montaż paneli i okablowania w odległości m.in. 10 cm od powierzchni dachów pokrytych palnym materiałem,
• oznakowanie elementów i okablowania instalacji odpowiednimi naklejkami,
• uszczelnienie przeciwpożarowe przejść przewodów przez ściany i stropy,
• zastosowanie optymalizatorów mocy lub mikroinwerterów,
• wykorzystanie urządzeń przerywających łuk elektryczny (AFCI), detektorów zwarć (AFD) oraz urządzeń przerywających (ID),
• montaż przeciwpożarowego wyłącznika prądu instalacji PV,
• wykonanie pomiarów elektrycznych, w tym rezystancji i ciągłości,
• badanie termowizyjne ukazujące ewentualne gorące punkty,
• umieszczenie gaśnicy proszkowej w pobliżu falownika
• dokonywanie regularnych przeglądów serwisowych.

Mikroinwertery zamiast klasycznego falownika – sposób na uniknięcie pożarów?

Skutecznym sposobem na ograniczenie ryzyka przepięć jest zastosowanie mikroinwerterów zamiast jednego inwertera centralnego. Mikroinwertery fotowoltaiczne montowane przy każdym z paneli PV z osobna generują zaledwie 60V. Klasyczne falowniki obsługują natomiast nawet 1000V, co zdecydowanie zwiększa ryzyko powstania łuku elektrycznego. Eksperci zwracają uwagę także na to, że małe falowniki generujące niewielkie napięcie są też bezpieczniejsze w przypadku przepięcia i bezpośredniego kontaktu z człowiekiem.

Do plusów mikroinweterów, oprócz zabezpieczenia ppoż. fotowoltaiki, należy zaliczyć także lepszą obsługę instalacji. Dzięki temu, że każdy z nich odpowiada za jeden panel fotowoltaiczny, uzyskiwana moc jest znacznie wyższa niż w przypadku falownika centralnego. Korzyści te zauważysz zwłaszcza na instalacjach częściowo zacienionych lub skierowanych w różne strony świata. Dodatkowym atutem jest łatwość rozbudowy instalacji – wystarczy dokupić kolejne panele fotowoltaiczne wraz z mikroinwerterami. Skalowalność instalacji może być atutem inwestycji, zwłaszcza jeśli nie wiesz, jakie dokładne zapotrzebowanie energetyczne ma twój dom.

Optymalizator mocy – zabezpieczenie ppoż. w praktyce

Równie pewną ochronę przeciwpożarową zapewni optymalizator mocy. Podstawowym zadaniem optymalizatora mocy jest jak najlepsze wykorzystanie potencjału modułów fotowoltaicznych. Dzięki optymalizacji fotowoltaicznej zacieniony lub mniej sprawny panel nie wchodzi w konflikt z pozostałymi i nie obniża całkowitego uzysku mocy z instalacji. Niewielkie urządzenie montowane przy panelu PV wyszukuje najwyższy punkt mocy, dzięki czemu zwiększa wydajność modułu. Zysk całej instalacji wynosi nawet 20% mocy.

Jednocześnie optymalizator fotowoltaiczny chroni instalację przed pożarami. Przede wszystkim pozwala monitorować każdy panel z osobna i zawczasu wykrywa problemy, które w konsekwencji mogłyby zakończyć się pożarem. Ponadto w razie wystąpienia awarii lub odcięcia zasilania AC obniża napięcie DC do 1V w poszczególnych modułach, czyli do bezpiecznego poziomu. Takie działanie nie tylko zmniejsza ryzyko rozprzestrzeniania się pożaru, ale i sprawia, że działania ratownicze są znacznie bezpieczniejsze dla służb.

Wybór systemów przeciwpożarowych dla fotowoltaiki uzależniony jest od wielu czynników, związanych nie tylko z samą instalacją, ale również budynkiem, uwarunkowaniami lokalnymi czy warunkami atmosferycznymi. Kluczowe dla bezpieczeństwa jest jednak to, by minimalizować ryzyko na każdy etapie, od projektu, przez dobór podzespołów, aż po montaż i końcową kontrolę instalacji. Dzięki temu ograniczysz niebezpieczeństwo niemal do zera i unikniesz błędu, który mógłby skończyć się tragicznie. Inwestycja w dobrej jakości instalację fotowoltaiczną to oczywiście oszczędność i wygoda, ale nie można zapomnieć o bezpieczeństwie domowników.

Czytaj także o optymalizacji instalacji fotowoltaicznej

Skorzystaj z usług profesjonalistów z wieloletnim doświadczeniem na rynku fotowoltaiki

Zamów darmowy audyt instalacji