Bezpieczeństwo pożarowe instalacji fotowoltaicznej

Fakty i mity na temat bezpieczeństwa p.poż. instalacji PV

We wspólnym badaniu branżowym przeprowadzonym w Niemczech (Fraunhofer ISE 2017) stwierdzono, że systemy fotowoltaiczne nie stanowią szczególnego zagrożenia dla strażaków, o ile strażacy przestrzegają zasad bezpieczeństwa. Systemy PV mogą być obsługiwane w taki sam sposób jak inne urządzenia elektryczne pod napięciem. Zgodnie z wynikami prac badawczych przeprowadzonych przez BRE National Solar Center (BRE 2017b), wyłączniki systemów PV w obwodzie DC są nadal postrzegane jako niesprawdzona technologia. Ta technologia musi jeszcze udowodnić swoją niezawodność przez cały okres użytkowania systemu fotowoltaicznego. Instalacja takich urządzeń może zapewnić strażakom fałszywe poczucie bezpieczeństwa, co może prowadzić do wypadków, urazów lub pogorszenia, ponieważ uszkodzony układ fotowoltaiczny może nadal być zasilany energią. Ten sam wniosek można wyciągnąć także w odniesieniu do wyłączenia napięcia na poziomie modułów.

W rzeczywistości, w badaniu TÜV Rheinland i Fraunhofer ISE (Sepanski i in., 2015, str. 206) zakłada się, że instalacja przełącznika DC, tzw. “wyłącznika strażaka”, zwiększa ryzyko pożaru. Główną przyczyną pożaru w systemie PV jest wystąpienie łuku elektrycznego, a większość pożarów spowodowanych przez systemy PV można przypisać błędom instalacji (BRE 2017c; str. 10).

Zalecenia dla niemieckich strażaków i służb ratowniczych w przypadku incydentu, który może spowodować ryzyko kontaktu z elektrycznymi instalacjami pod napięciem, mają również zastosowanie do systemów fotowoltaicznych. Niemiecka norma VDE 0132:2008 „Gaszenie pożarów w instalacjach elektrycznych lub w ich pobliżu”, określa odległości bezpieczeństwa dla służb ratowniczych, które powinny pomóc im uniknąć ryzyka porażenia prądem, gdy znajdują się blisko części pod napięciem podczas gaszenia pożaru, w tym potencjalnie uszkodzonego systemu fotowoltaicznego. W przypadku instalacji fotowoltaicznej o maksymalnym napięciu do 1,5kV, VDE 0132:2008 zaleca minimalną bezpieczną odległość 1 m, jeśli gasi się pożar za pomocą rozpylonego strumienia wody i 5 m przy użyciu ciągłego strumienia wody.

Na przykład w Austrii podobne odległości bezpieczeństwa są zalecane w oficjalnych dokumentach szkoleniowych dla strażaków. ÖNORM F2190 definiuje następujące odległości bezpieczeństwa między częściami pod napięciem do 1 kV, a pyszczkiem znormalizowanej prądownicy CM, która jest powszechnie stosowana:

• rozproszony prąd gaśniczy (strumień cieczy rozpylonej) – 1 m
• zwarty prąd gaśniczy (pełny strumień cieczy) – 5 m

Możliwość gaszenia pełnym strumieniem wynika ze zjawiska rozpadu ciągłej strugi cieczy spowodowanej turbulencją. Strumień cieczy przechodzi przez strefę rozpadu do strefy kropel (rys. 6). Długości poszczególnych stref zależą przede wszystkim od prędkości strugi, geometrii otworu wylotowego oraz fizycznych właściwości cieczy. Dlatego zależność bezpiecznej odległości przy stosowaniu zwartego prądu gaśniczego zależy m.in od wartości napięcia i średnicy wylotu prądownicy. Odległość 5m jest bezpieczna dla napięcia do 3kV przy średnicy wylotu nie większej niż 18mm.Możliwość gaszenia pełnym strumieniem wynika ze zjawiska rozpadu ciągłej strugi cieczy spowodowanej turbulencją. Strumień cieczy przechodzi przez strefę rozpadu do strefy kropel (rys. 6). Długości poszczególnych stref zależą przede wszystkim od prędkości strugi, geometrii otworu wylotowego oraz fizycznych właściwości cieczy. Dlatego zależność bezpiecznej odległości przy stosowaniu zwartego prądu gaśniczego zależy m.in od wartości napięcia i średnicy wylotu prądownicy. Odległość 5m jest bezpieczna dla napięcia do 3kV przy średnicy wylotu nie większej niż 18mm.

Aby wykazać, że odległość bezpieczeństwa jest wystarczająca do ochrony personelu ratowniczego przed porażeniem prądem elektrycznym, przeprowadzono test w Niemczech (Fire Retardants Online 2011 cytowany w BRE 2017b). W tym teście podpalono instalację fotowoltaiczną, aby wykryć wpływ pożaru na moduły fotowoltaiczne. Oprócz innych ustaleń, wyniki wykazały, że jeśli minimalne odległości bezpieczeństwa zalecane w wytycznych niemieckich strażaków są spełnione podczas gaszenia pożaru, nie powstają żadne nietypowe zagrożenia.