Panele fotowoltaiczne – czy bać się pożaru?

Wykorzystanie odnawialnych źródeł energii znane jest od wielu lat. Oczywiście, występują tu pewne ograniczenia, jak choćby dostępność źródła energii, czy też koszt instalacji. Na przestrzeni kilku ostatnich lat coraz większym zainteresowaniem cieszą się panele fotowoltaiczne. Dlaczego? Bo idea wykorzystania energii elektrycznej ze słońca towarzyszy nam od dawna. Któż nie posiadał kalkulatora zasilanego fotoogniwami? No dobrze, młodsi czytelnicy mogą tego nie pamiętać, ale teraz fotoogniwa zasilają zegarki, ekoładowarki, plecaki, lampki ogrodowe itp. Ze względu na powierzchnię stosowanych w tym przypadku fotoogniw, wytwarzają one niewielką (ale jednak darmową, ekologiczną i dostępną) energię elektryczną.

Postępujący w lawinowym tempie spadek cen produkcji energii elektrycznej, w przypadku zastosowania fotowoltaiki, spowodował coraz popularniejsze wykorzystanie takiego rozwiązania w gospodarstwach domowych. Wpływ na to miał rozwój technologiczny oraz możliwość uzyskania dopłat lub atrakcyjnych kredytów. Coraz częściej widujemy panele fotowoltaiczne na dachach domów jednorodzinnych. Mimo iż instalacje takie wciąż nie zastępują konwencjonalnych źródeł energii, to jednak uzupełniają je, znacząco zmniejszając miesięczne rachunki za prąd! Myślę, że czynnik ekonomiczny, a więc zestawienie kosztu instalacji i czas zwrotu inwestycji ma niebagatelne znaczenie.

Ponieważ coraz częściej pojawiają się zapytania kierowane do straży pożarnej o zagrożenia związane ze stosowaniem fotowoltaiki, przygotowany został ten artykuł. Wśród wielu informacji, jakie można znaleźć w Internecie pojawiają się nawet takie, że gdy strażacy przyjeżdżają do pożaru domu z instalacją fotowoltaiczną, nie gaszą pożaru tylko czekają, aż budynek się spali… oczywiście nie ma to nic wspólnego z rzeczywistością… ale zacznijmy od początku.

Patrząc na zagrożenie pożarowe związane z ogniwami fotowoltaicznymi konieczne jest rozdzielenie dwóch istotnych kwestii. Po pierwsze, czy fakt posiadania ogniw zwiększa ryzyko wystąpienia pożaru w moim domu. Po drugie, jak obecność instalacji fotowoltaicznej wpłynie na organizację akcji gaśniczej w przypadku pożaru. I jeszcze trzecia kwestia, może najistotniejsza – jak zmniejszyć zagrożenie związane z pożarem fotowoltaiki. Zacznijmy jednak od tego pierwszego obszaru.

Czy panele w moim domu zwiększają ryzyko pożaru?

Skoro mówimy o ryzyku powstania pożaru, konieczne jest przedstawienie statystyk. Według danych Komendy Głównej Państwowej Straży Pożarnej, w roku 2019 na terenie kraju doszło do 153.520 pożarów. Spośród tych pożarów, 31.994 dotyczyło obiektów mieszkalnych, co daje ok. 20%, a w przypadku domów jednorodzinnych ilość ta wynosiła 16.086, czyli 10%. Pomimo, iż odsetek procentowy wskazuje, iż do pożarów w budynkach mieszkalnych dochodzi rzadko, właśnie w tych pożarach ginie blisko 95% wszystkich ofiar. To pokazuje, jak ważne jest przygotowanie się i swojego mieszkania/domu w zakresie ryzyka pożarowego. Zwłaszcza teraz, w sezonie jesienno-zimowym, gdy pożary te występują najczęściej. Temat ten opisany został szerzej tutaj: http://kpolawa.kwpsp.wroc.pl/czad-i-ogien-badz-czujny/.

Wracając do statystyk pożarowych. Patrząc na przypuszczalną przyczynę pożaru, jako „wady urządzeń i instalacji elektrycznych” wskazano 5.773 zdarzeń, co daje 18% pożarów w budynkach mieszkalnych. W zdecydowanej ilości przypadków dotyczy to przestarzałych instalacji elektrycznych w starych budynkach. Obciążenie instalacji elektrycznych w mieszkaniach uległo znaczącemu zwiększeniu na przestrzeni ostatnich lat, a sama instalacja nie wszędzie została wymieniona.

Punktem odniesienia w kwestii ryzyka pożaru instalacji fotowoltaicznej mogą być badania prowadzone przez niezależne instytuty badawcze. W Polsce nie prowadzono dotychczas takich badań. Jednakże, według niemieckiego TÜV Rheinland oraz brytyjskiego BRE National Solar Centre, ilość pożarów wywołanych przez instalacje fotowoltaiczne stanowi w stosunku do wszystkich pożarów można mierzyć w promilach (promil – jedna dziesiętna procenta, nie mylić z alkoholem). Oznacza to, że przy właściwie wykonanym projekcie oraz prawidłowej instalacji, panele fotowoltaiczne są bardzo bezpieczne.

Instalacje fotowoltaiczne, jak każdy system produkujący prąd, mogą ulec zapaleniu. Zwarcie w instalacji, uderzenie pioruna bądź nieumiejętne jej rozłączanie to najbardziej prawdopodobne przyczyny pożaru. Zwarcie może też nastąpić w panelach fotowoltaicznych, jeśli są słabej jakości, a także wówczas, gdy niewłaściwie dobrano zabezpieczenia elektryczne całego systemu. Złe wykonanie samej instalacji jest najczęstszą przyczyną powstania pożaru. Przyczynami pożaru są błędy związane z niewłaściwym zabezpieczeniem instalacji prądu stałego, np. źle dobranymi przewodami, wtyczkami złej jakości, które mogą ulec zapaleniu, lub brakiem jakichkolwiek zabezpieczeń, typu bezpieczniki czy wyłączniki.

Wśród przyczyn pożarów, jakie miały miejsce na terenie powiatu oławskiego, na przestrzeni kilku ostatnich lat nie odnotowano pożaru, którego przypuszczalną przyczyną byłaby awaria sieci fotowoltaicznej.

Jak gasić panele?

Drugim „problematycznym obszarem” jest organizacja akcji gaśniczej w przypadku pożaru budynku, na dachu którego zamontowano panele fotowoltaiczne.

Panele fotowoltaiczne przemieniają energię promieniowania słonecznego na energię elektryczną. Gdy pada na nie światło słoneczne (ale też sztuczne) generują napięcie. Pojedynczy panel, w zależności od mocy, wytwarza około 30-45V napięcia stałego. W przypadku instalacji domowej (panele połączone szeregowo) napięcie w instalacji może osiągać do 1100V. Prąd z paneli płynie przewodami do falownika (inwertera), który zamienia napięcie stałe na napięcie zmienne, wykorzystywane w domach, o napięciu 230-240V oraz częstotliwość 50Hz.

Po przyjeździe na miejsce pożaru, strażacy dokonują rozpoznania. Jedną z pierwszych czynności jest odłączenie dopływu prądu do instalacji elektrycznej. Ogranicza to ryzyko dla strażaków, gdyż najczęściej używanym środkiem gaśniczym jest woda, która jak wiadomo przewodzi prąd. Niestety, pomimo odłączenia falownika od sieci elektroenergetycznej, panele nadal generują napięcie. Uszkodzenie kabli na skutek pożaru może powodować tworzenie nowych i niespodziewanych dróg obwodu elektrycznego i stanowi zagrożenie dla ewakuujących się ludzi oraz strażaków. Moduły fotowoltaiczne są trudno zapalne, a zatem nie przyczyniają się do rozprzestrzeniania ognia. Dlatego środki gaśnicze podaje się bezpośrednio na nie wyłącznie w przypadku pożaru dachu, na którym są zamontowane.

Taktyka prowadzenia działań gaśniczych w przypadku pożarów budynków wyposażonych w instalacje fotowoltaiczne jest elementem szkolenia strażaków i nie będziemy się tutaj na tym skupiać. Czy można jednak przygotować pożarowo-bezpieczną instalację?

Zabezpieczenia stosowane w instalacjach fotowoltaicznych

Oczywiście, sama instalacja przygotowana „w bardzo atrakcyjnej cenie” lub „po kosztach” stanowi zagrożenie. Zastosowanie choćby niewłaściwych szybkozłączek, niepoprawne poprowadzenie przewodów, stosowanie niskiej jakości materiałów czy też korzystanie z usług firm bez doświadczenia, skutkujące powstaniem pożaru może okazać się bardzo nieopłacalne. Pamiętajmy, że każda instalacja elektryczna wymaga projektu przygotowanego przez fachowca oraz montażu i serwisu prowadzonego przez osoby do tego uprawnione.

Jeśli decydujemy się na montaż instalacji fotowoltaicznej, powinna ona posiadać odpowiednio dobrane zabezpieczenia, nie tylko po stronie prądu zmiennego ale również w części, gdzie płynie prąd stały (od paneli do falownika). Tam bowiem mamy do czynienia z wysokim napięciem, a co z tym związane, z ryzykiem porażenia prądem. Wybór elementów systemu zabezpieczenia instalacji fotowoltaicznej następuje na etapie przygotowania jej projektu. Stosowane są zabezpieczenia nadprądowe (wyłączniki, bezpieczniki), rozłączniki oraz ograniczniki przepięć. Ich rolą jest zabezpieczenie instalacji w przypadku uszkodzenia, umożliwiają też prowadzenie prac serwisowych, a podczas akcji gaśniczej ograniczają ryzyko porażenia prądem strażaków. Coraz częściej stosowane są tzw. optymalizatory mocy. Urządzenia te są podłączone bezpośrednio do każdego panelu – w momencie zaniku napięcia zasilającego lub odłączenia falownika, automatycznie zmniejszając napięcie paneli do 1V.

Posiadaczom instalacji fotowoltaicznej zaleca się również zakup gaśnicy proszkowej zawierającej co najmniej 4kg proszku gaśniczego. Proszek gaśniczy umożliwia bezpieczne gaszenie instalacji elektrycznych z odległości co najmniej 1m. Gaśnica ta powinna znaleźć się obok falownika i urządzenia zabezpieczającego instalację. Niestety nie ma obowiązku posiadania gaśnicy w domu (choć musi być w samochodzie) ale w wielu przypadkach jej posiadanie pozwoliłoby uniknąć rozwoju pożaru, zauważonego przez mieszkańców, na etapie rozwoju. Koszt gaśnicy jest niewielki, a wartość uratowanego dobytku może być ogromna. Dotyczy to nie tylko domów z instalacjami fotowoltaicznymi. Pamiętajmy, że od chwili zgłoszenia pożaru, do czasu przyjazdu strażaków upływa kilka lub kilkanaście minut. Małe źródło pożaru można samodzielnie i bezpiecznie ugasić gaśnicą. Jeśli jej nie mamy, możemy (i powinniśmy dla swojego bezpieczeństwa) tylko szybko wydostać się na zewnątrz wraz z współlokatorami i czekać…

Od wykonawcy instalacji fotowoltaicznej możemy również zażądać dokumentacji zawierającej podstawowe informacje na temat systemu fotowoltaicznego – schemat połączeń, rozmieszczenie poszczególnych elementów i kabli. Dokumentacja taka będzie cenną wskazówką dla strażaków, w przypadku powstania pożaru. W Europie Zachodniej i w USA stosuje się naklejki informujące, że dany budynek wyposażony jest w alternatywne źródło zasilania. Dokumentację taką dajemy strażakom, w momencie gdy przyjadą, w odpowiedzi na zgłoszenie pożaru.

Dodatkowo, w przypadku każdego posiadacza domu jednorodzinnego, należy oczywiście rozważyć zakup ubezpieczenia obejmującego m. in. ryzyko wystąpienia pożaru. Z wielu powodów, ryzyka takiego nie możemy uniknąć, a koszt ubezpieczenia jest nieporównywalnie mniejszy niż straty, jakie w wyniku pożaru mogą wystąpić.