Pożary fotowoltaiki to w Polsce coraz większy problem. Zagrożona może być każda instalacja

Temat fotowoltaiki zyskuje na znaczeniu z każdym miesiącem. Opisywaliśmy go często w kontekście rządowych dopłat, sposobu na tańszy prąd, prosumentów wirtualnych, popularności instalacji OZE w Polsce, fotowoltaiki balkonowej, zmiany w rozliczaniu energii przez prosumentów (z systemu net-meteringu na net-billing), aż do opisu trudnej sytuacji wielu posiadaczy instalacji, którzy otrzymali gigantyczne rachunki za energię.

Przez to wszystko przewijają się tematy związane z bezpieczeństwem instalacji fotowoltaicznych — zwłaszcza z pożarami przez nie wywoływanymi, które mogą być katastrofalne w skutkach. Zagadnienie to okazało się na tyle popularnie, że postanowiliśmy zagłębić się w ten temat i o tego typu zdarzenia zapytać samych strażaków. Błędna instalacja lub nieprawidłowa konserwacja paneli może narazić na pożar potencjalnie każdego posiadacza fotowoltaiki.

Za pomoc w dostarczeniu cennych danych i informacji dotyczących pożarów instalacji fotowoltaicznych dziękujemy przedstawicielom Komend Wojewódzkich Państwowej Straży Pożarnej.

Jakie działania należy podjąć w przypadku pożaru fotowoltaiki?

W przypadku zgłoszenia na numer alarmowy 112 należy podać operatorowi, że pożar dotyczy obiektu wyposażonego w instalację fotowoltaiczną. Pierwszemu przybyłemu na miejsce pożaru zastępowi Jednostki Ochrony Przeciwpożarowej należy przekazać informacje dotyczące występowania w obiekcie instalacji fotowoltaicznej, lokalizacji głównego wyłącznika prądu oraz umiejscowienia inwertera i skrzynki z zabezpieczeniami instalacji fotowoltaicznej. Cenną informacją będzie też trasa przebiegu kabli fotowoltaicznych.

Sposoby gaszenia pożarów fotowoltaiki

Niewielkie pożary (np. inwerter lub pojedynczy panel) można gasić przy użyciu gaśnic proszkowych (ABC) lub pianowych (AB), natomiast rozwinięte gaszone są wodą, pianą sprężoną (CAFS) lub proszkiem gaśniczym. W przypadku pożarów magazynów energii (baterii ołowiowo-kwasowych lub litowo-jonowych) niewielkie pożary gaszone są za pomocą gaśnic CO2, pianowych (AB) lub proszkowych (ABC), podczas większych stosowana jest woda w celu schłodzenia baterii.

Obecnie na rynku pojawia się coraz więcej rozwiązań mających na celu ułatwić gaszenie instalacji fotowoltaicznych, pojawiły się urządzenia podnoszące bezpieczeństwo samej instalacji podczas działań gaśniczych oraz lepsze środki gaśnicze. Ciekawostką są specjalne środki chemiczne, blokujące dopływ światła, dzięki którym możliwe jest ograniczenie generowania energii przez panele fotowoltaiczne.

Na polskim rynku są dostępne gaśnice Stop PV oraz SOLARSTOP, które mają certyfikat CNBOP (Centrum Naukowo-Badawcze Ochrony Przeciwpożarowej) i przeznaczone są głównie do gaszenia pożarów instalacji fotowoltaicznych. Umożliwiają gaszenie modułów fotowoltaicznych, okablowania oraz wyposażenia dodatkowego (takiego jak inwerter itp.) pod napięciem maksymalnym 1000 V. Małopolska Komenda PSP wskazuje, że:

Zalecany jest też dla właściciela instalacji zakup gaśnicy proszkowej zawierającej co najmniej 4 kg proszku gaśniczego. Proszek gaśniczy umożliwia bezpieczne gaszenie instalacji elektrycznych z odległości co najmniej 1 metra.

Mł. kpt. mgr Hubert Ciepły
Rzecznik Prasowy Małopolskiego Komendanta Wojewódzkiego PSP
dla Android.com.pl

Strażacy podczas gaszenia pożarów fotowoltaiki

Praca strażaka jest w czołówce najbardziej niebezpiecznych zawodów z uwagi na wysokie ryzyko wypadków, ekspozycję na szkodliwe substancje, ciężkie warunki pracy i potencjalne ryzyko dla życia. Dlatego musieliśmy zapytać przedstawicieli jednostek PSP o zagrożenia, na jakie narażeni są strażacy podczas pożarów instalacji fotowoltaicznych. Oto aspekty, które wiążą się z największym ryzykiem:

• Porażenie prądem — w instalacji PV występują dwa rodzaje prądu: prąd stały DC, generowany przez ogniwa fotowoltaiczne i przesyłany do inwertera oraz prąd przemienny AC, przesyłany z inwertera do rozdzielni elektrycznej w obiekcie. Mimo wyłączenia zasilania od strony sieci elektroenergetycznej za pomocą głównego wyłącznika prądu panele fotowoltaiczne mogą generować nadal niebezpieczne napięcia prądu stałego. Co więcej, w obiekcie może wystąpić kilka instalacji PV oraz kilka inwerterów, a każdy z nich może mieć niezależne przyłącza dla kilku łańcuchów modułów fotowoltaicznych.
• Poparzenie — nagrzanie się elementów konstrukcyjnych instalacji, jak również efekt kapania rozgrzanych tworzyw sztucznych.
• Zranienie — na skutek kontaktu z ostrymi elementami konstrukcyjnymi lub szybą hartowaną, która po rozbiciu kruszy się na drobne kawałki (mogą pokaleczyć nieosłoniętą skórę), a także przez spadające elementy z dachu — zwłaszcza gdy jest to następstwem wystąpienia zjawisk atmosferycznych lub uszkodzenia konstrukcji dachu (waga jednego modułu fotowoltaicznego to ok. 15-30 kg).
• Upadek z wysokości
• Olśnienie lub uszkodzenie wzroku — doznanie wywołane jaskrawymi powierzchniami w polu widzenia (pojawieniem się intensywnego łuku elektrycznego).
• Zatrucie — ogniwa fotowoltaiczne w trakcie spalania wytwarzają trzy główne szkodliwe związki chemiczne: rakotwórczy tellurek kadmu (CdTe), wysoce toksyczny i rakotwórczy arsenek galu (GaAs) oraz najgorszy ze wszystkich trzech fosfor (P). Szkodliwym składnikiem niektórych typów ogniw jest siarka i jej związki.
• Możliwość zawalenia się konstrukcji wsporczej instalacji, na którą składają się różnego rodzaju szyny, kotwy i profile.

Wszelkie informacje odnośnie do zasad postępowania podczas zdarzeń z instalacjami fotowoltaicznymi są dostępne na stronie Komendy Głównej PSP. Zasady postępowania podczas zdarzeń z instalacjami fotowoltaicznymi to wiedza dla strażaków, ale dostarczy też solidną dawkę wiedzy osobom zainteresowanym tego typu instalacjami. Warto sięgnąć też do poradnika pt. Ocena ryzyka pożarowego w instalacjach fotowoltaicznych. Określenie koncepcji bezpieczeństwa w celu minimalizacji ryzyka, przygotowanego przez Centrum Naukowo-
-Badawcze Ochrony Przeciwpożarowej – Państwowy Instytut Badawczy w Józefowie.

Głównym wyzwaniem jest jak najszybsze zlokalizowanie pożaru, to jest ograniczenie możliwości rozwoju i dalszego rozprzestrzeniania się pożaru. Ponadto zgodnie ze „standardowymi zasadami” działania gaśnicze mogą być prowadzone tylko z bezpiecznej odległości, a najlepiej przy wykorzystaniu drabiny mechanicznej. DOgaszanie elementów instalacji fotowoltaicznej również jest trudnym wyzwaniem z uwagi na ryzyko porażenia prądem w przypadku uszkodzenia izolacji.

kpt. Radosław Woliński,
Wydział Planowania Operacyjnego Komendy Wojewódzkiej PSP we Wrocławiu
dla Android.com.pl

Pożary fotowoltaiki w Polsce (w wybranych województwach)

Komenda Wojewódzka PSP w Kielcach podzieliła się informacją, że na terenie województwa od stycznia 2022 r. miało miejsce jedno zdarzenie, w którym przypuszczalną przyczyną była instalacja fotowoltaiczna. W województwie lubelskim tego typu zdarzeń jest dosłownie kilka w ciągu roku, z kolei Wojewódzka Komenda PSP w Krakowie podaje, że od 1 stycznia do 2 listopada 2023 roku zanotowano 6 pożarów związanych z fotowoltaiką w Małopolsce.

Dostaliśmy też szczegółowe dane z Komendy Wojewódzkiej Państwowej Straży Pożarnej we Wrocławiu. Wynika z nich, że liczba pożarów związanych z instalacjami fotowoltaicznymi wzrasta z każdym rokiem:

• w 2020 roku było 10 pożarów z tego powodu,
• w 2021 roku zanotowano już 14 pożarów,
• w 2022 roku zarejestrowano 15 pożarów związanych z instalacjami fotowoltaicznymi,
• w 3 pierwszych kwartałach 2023 roku – 18 pożarów.

Oczywiście nie zawsze da się ustalić przyczynę pożaru instalacji fotowoltaicznej. Kierujący Działaniem Ratowniczym opiera się na własnej wiedzy w zakresie elektrotechniki, więc mogą być one mniej dokładne i klasyfikowane ogólnie. Dominującą przyczyną podawaną w sporządzanych „Informacjach ze zdarzenia” były „wady instalacji elektrycznych”.

Na podstawie danych dotyczących poszczególnych zdarzeń można wyciągnąć wnioski, że najczęściej dochodzi do pożarów w obrębie paneli fotowoltaicznych. Statystycznie w każdym roku występuje kilka pożarów inwerterów i skrzynek elektrycznych, natomiast w 2023 roku po raz pierwszy w województwie dolnośląskim miał miejsce pożar domowego magazynu energii.

Jak zaznacza kpt. Radosław Woliński, który przygotował dane dla województwa dolnośląskiego:

W wielu przypadkach nie jest możliwe do ustalenia, który element instalacji uległ zapaleniu jako pierwszy.

kpt. Radosław Woliński,
Wydział Planowania Operacyjnego Komendy Wojewódzkiej PSP we Wrocławiu
dla Android.com.pl

Zasady ewidencjonowania zdarzeń w PSP nie rozróżniają typów instalacji fotowoltaicznych, nie ma też danych wskazujących, który typ instalacji jest bardziej podatny na pożary.

Zapytaliśmy o to, czy jakiś konkretny typ instalacji fotowoltaicznej jest bardziej podatny na pożar. Od Rzecznika Prasowego Małopolskiego Komendanta Wojewódzkiego PSP dowiedzieliśmy się, że:

Nie tyle typ instalacji, co miejsce umiejscowienia powoduje, że pożar z instalacji PV może przedostać się na budynek i do jego wnętrza, na którym owa instalacja została zamontowana. Dlatego bardziej bezpieczne są instalacje wolnostojące na gruncie ze względu na bezpieczeństwo budynku, do którego dostarczana jest energia elektryczna produkowana przez PV oraz lepsze chłodzenie instalacji.

Mł. kpt. mgr Hubert Ciepły
Rzecznik Prasowy Małopolskiego Komendanta Wojewódzkiego PSP
dla Android.com.pl

Dane uzyskane od mł. kpt. mgr Huberta Ciepłego z małopolskiej Komendy Wojewódzkiej wskazują, że źródłem powstania pożarów instalacji PV może być strona DC (19%), moduły PV (12%), falownik (10%) oraz strona AC (8%).

Czynniki, które mogą wpływać na liczbę pożarów fotowoltaiki

Wśród przyczyn wystąpienia pożaru instalacji PV przedstawiciele Straży Pożarnej z Wojewódzkiej Komendy PSP w Krakowie podają:

• czynniki zewnętrzne (51%),
• błąd montażu (18%),
• awarię sprzętu (17%),
• błąd projektu (9%).
• inne (5%).

Analizy wykazują, że ponad 70% przyczyn wystąpienia pożarów instalacji fotowoltaicznych wynika z wpływów zewnętrznych lub błędów montażowych, podczas gdy tylko 17% błędów powodujących pożar jest spowodowanych awarią sprzętu, a zaledwie 10% jest usterką falownika. Szczegółowa analiza przyczyn awarii, które przyczyniły się do pożarów, wskazuje wystąpienie łuku elektrycznego jako główną przyczynę pożarów z udziałem systemów fotowoltaicznych.

Potwierdzają to dane z artykułu Fotowoltaika — dylematy i zagrożenia (cz. 1) z „Przeglądu Pożarniczego”, w którym wśród potencjalnych źródeł pożarów wymieniono:

• duże rezystancje złączy,
• niską jakość izolacji okablowania,
• uszkodzenia termiczne i mechaniczne modułów,
• niedopasowanie parametrów zastosowanych modułów w łańcuchu,
• pojawianie się wysokiego potencjału na nieuziemionych elementach konstrukcji wsporczej.

Trzeba też wziąć pod uwagę błędy montażowe oraz źle dobrane komponenty systemu, w szczególności zbyt małe przekroje przewodów i niekompatybilne złączki kablowe. Inne błędy w tym aspekcie to nieodpowiednie prowadzenie przewodów oraz zbyt mała odległość pomiędzy dachem a instalacją, zła jakość komponentów instalacji oraz niepoprawnie zamocowanie falownika do materiału palnego.

Przedstawiciele straży pożarnej zwracają tutaj uwagę zwłaszcza na hotspoty, czyli przegrzewające się ogniwa w modułach fotowoltaicznych. W skrajnych przypadkach hotspot może osiągać temperaturę nawet kilkuset stopni Celsjusza.

Obecnie coraz więcej firm świadczy usługi przeglądów instalacji pod względem występowania tego typu punktów na panelach fotowoltaicznych (za pomocą kamer termowizyjnych i dronów). Użytkownicy paneli powinni natomiast zwrócić uwagę na specyficzne dźwięki oraz nietypowe zapachy, które mogą świadczyć o występowaniu wysokiej temperatury na elemencie instalacji lub urządzenia. Są one niewątpliwym sygnałem ostrzegawczym, wskazującym, że instalacja nie pracuje prawidłowo.

Nie zapomnijmy o czynnikach związanych z naturą — instalację mogą uszkodzić gryzonie lub gnieżdżące się ptaki. Zdarzenia z instalacjami fotowoltaicznymi, podczas których interweniuje Straż Pożarna, mogą być też kwalifikowane jako miejscowe zagrożenia związane z działaniami sił przyrody.

Ryzyko pożaru może bowiem wzrosnąć po przejściu tornad i silniejszych wiatrów (nie ma na to twardych danych, tylko domniemanie). Przyczyną wybuchów pożarów w tym przypadku są niewłaściwe zabezpieczenia mechaniczne, które nie zapobiegają przemieszczaniu się elementów instalacji. Niewystarczające mocowanie komponentów może prowadzić do uszkodzeń, co z kolei zwiększa ryzyko pożarów.

Ponadto na ryzyko pożaru ma też wpływ stan instalacji odgromowej, jak również czynnik ludzki — chodzi tutaj o samodzielne modyfikacje instalacji.

Zapobieganie pożarom instalacji fotowoltaicznych

Wiadomo, że Polak jest mądry po szkodzie, jednak w tym przypadku lepiej zadbać, aby do szkody jednak nie doszło. Strażacy zalecają tutaj przede wszystkim montaż instalacji wykrywania pożarów w miejscach występowania elementów instalacji fotowoltaicznej oraz zwrócenie uwagi na zgłaszane błędy przez inwerter i konsultowanie ich z wykonawcą instalacji.

Jak podaje mł. kpt. mgr Hubert Ciepły, Rzecznik Prasowy Małopolskiego Komendanta Wojewódzkiego PSP:

Instalacja fotowoltaiczna powinna mieć 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 1 V.

Mł. kpt. mgr Hubert Ciepły
Rzecznik Prasowy Małopolskiego Komendanta Wojewódzkiego PSP
dla Android.com.pl

Przedstawiciele Komendy Wojewódzkiej Państwowej Straży Pożarnej we Wrocławiu sugerują, by postępować zgodnie z zaleceniami dokumentacji technicznej instalacji fotowoltaicznej. Po przejściu tornad i silniejszych wiatrów warto zlecić oględziny kompletności instalacji i stanu okablowania oraz zwracać uwagę na zgłaszane błędy przez aparaturę fotowoltaiczną. Warto też regularnie wykonywać oględziny wyposażenia skrzynek elektrycznych pod względem sygnalizacji poprawności pracy instalacji oraz anormalnych objawów: wzrostu temperatury lub nietypowych zapachów i dźwięków.

Kpt. Radosław Woliński wskazuje, że na zapobieganie pożarom duży wpływ mają także producenci paneli fotowoltaicznych:

Do tej pory nie rozwiązano problemów z monitorowaniem impedancji okablowania paneli fotowoltaicznych (łańcuchów), czy też stworzenia możliwości wyłączenia zasilania wszystkich paneli fotowoltaicznych w przypadku wystąpienia alarmu nieprawidłowej pracy instalacji lub wyłączenia zasilania sieci elektroenergetycznej.

kpt. Radosław Woliński,
Wydział Planowania Operacyjnego Komendy Wojewódzkiej PSP we Wrocławiu
dla Android.com.pl

Część odnośników to linki afiliacyjne lub linki do ofert naszych partnerów. Po kliknięciu możesz zapoznać się z ceną i dostępnością wybranego przez nas produktu – nie ponosisz żadnych kosztów, a jednocześnie wspierasz niezależność zespołu redakcyjnego.