Προκλήσεις πυρασφάλειας εν μέσω της εξάπλωσης των φωτοβολταϊκών στην Ευρώπη

Με την επιτάχυνση της εγκατάστασης φωτοβολταϊκών συστημάτων στην Ευρώπη, όλο και περισσότερα εμπορικά κτίρια, κατοικίες, ακόμη και ιστορικά κέντρα, ενσωματώνουν διανεμημένα φωτοβολταϊκά συστήματα. Η ταχεία αυτή ανάπτυξη αυξάνει το ποσοστό των ανανεώσιμων πηγών ενέργειας, αλλά αναδεικνύει και σειρά προβλημάτων σχετικά με την πυρασφάλεια. Ιδιαίτερα όταν το σύστημα έχει σύνθετη ενσωμάτωση, αυξημένες τάσεις και πυκνή εγκατάσταση πάνελ, οι κίνδυνοι πυρκαγιάς λόγω τόξων συνεχούς ρεύματος, θερμών σημείων ή φθοράς καλωδίων αυξάνονται διαρκώς.

Ορισμένα έργα, λόγω έλλειψης πρόβλεψης για πυρασφάλεια στον σχεδιασμό, κακής κατασκευαστικής πρακτικής ή ανεπαρκούς συντήρησης, δεν μπορούν να αντιμετωπίσουν έγκαιρα περιστατικά πυρκαγιάς. Σε χώρες όπως η Ιταλία και η Γερμανία, με αυστηρές απαιτήσεις πυρασφάλειας στα κτίρια, τέτοια περιστατικά όχι μόνο απειλούν την ασφάλεια και λειτουργικότητα των έργων, αλλά μπορούν να οδηγήσουν σε αυστηρότερους κανονισμούς και μείωση της εμπιστοσύνης της αγοράς. Κατά συνέπεια, ενώ προωθείται η βιώσιμη ανάπτυξη των φωτοβολταϊκών, η πρόληψη κινδύνων πυρκαγιάς από τη ρίζα αποτελεί επιτακτικό ζήτημα για τον κλάδο.

Ανάλυση κινδύνου πυρκαγιάς σε φωτοβολταϊκούς σταθμούς

1. Περιοχές υψηλού κινδύνου: σύστημα συνεχούς ρεύματος και παλαιωμένα εξαρτήματα

Οι κύριοι κίνδυνοι στα φωτοβολταϊκά συστήματα εντοπίζονται στην πλευρά του συνεχούς ρεύματος. Μετά τη σύνδεση των πάνελ σε σειρά, η τάση του συστήματος κυμαίνεται συνήθως από 600V έως 1000V. Αν παρουσιαστούν χαλαρές επαφές, κακή επαφή ή δομική φθορά, μπορεί εύκολα να προκληθούν ηλεκτρικά τόξα υψηλής θερμοκρασίας, φτάνοντας άνω των 3000°C. Τυπικά σημεία κινδύνου περιλαμβάνουν:

• Φωτοβολταϊκά πάνελ: υπό μακροχρόνια χρήση είναι επιρρεπή στο φαινόμενο των θερμών σημείων, ειδικά σε περιοχές με συχνή σκίαση. Η τοπική υπερθέρμανση μπορεί να προκαλέσει καύση του πίσω φύλλου ή βλάβη στο κουτί σύνδεσης. Η χρήση κακής ποιότητας υλικών ή κακής σφράγισης επιταχύνει τη γήρανση της μόνωσης και αυξάνει τον κίνδυνο αυτανάφλεξης.
• Συνδέσμοι και καλώδια: οι υποδοχές MC4, αν έχουν κακή πτύχωση ή είναι παλιές, συσσωρεύουν θερμότητα και προκαλούν τόξα. Η ακατάλληλη εγκατάσταση καλωδίων, η ανεπαρκής διατομή ή οι μηχανικές φθορές μπορούν να προκαλέσουν βραχυκυκλώματα ή απώλεια μόνωσης και αποτελούν κύρια αιτία πυρκαγιάς στην πλευρά συνεχούς ρεύματος.
• Κουτιά σύνδεσης και αντιστροφείς: εάν οι ασφάλειες τοποθετούνται κοντά μεταξύ τους, ο ανεπαρκής αερισμός ή η απουσία παρακολούθησης ρεύματος οδηγούν σε τοπική υπερθέρμανση. Ορισμένοι αντιστροφείς χωρίς δυνατότητα αποκοπής τόξου ή με ανεπαρκή σχεδίαση ψύξης μπορεί να αναφλεγούν ταχέως σε περίπτωση βλάβης.

Αυτά τα εξαρτήματα είναι διασκορπισμένα σε ολόκληρη την αλυσίδα λειτουργίας του σταθμού. Εάν παρουσιαστεί κίνδυνος σε οποιοδήποτε σημείο, μπορεί να εξαπλωθεί γρήγορα μέσω των καλωδίων και να οδηγήσει σε αλυσιδωτή ηλεκτρική πυρκαγιά.

2. Παραδείγματα περιστατικών

Στην Ευρώπη, αν και τα περιστατικά πυρκαγιάς σε φωτοβολταϊκά είναι σπάνια, οι ζημιές είναι σοβαρές όταν συμβούν. Σύμφωνα με την ασφαλιστική εταιρεία Mannheimer στη Γερμανία, τα περιστατικά πυρκαγιάς αποτελούν μόνο το 2% των συνολικών συμβάντων, αλλά αντιστοιχούν στο 32% των αποζημιώσεων, δείχνοντας τη σοβαρή τους επίπτωση στην ασφάλεια των εγκαταστάσεων και των κτιρίων.

Ένα χαρακτηριστικό παράδειγμα είναι το κέντρο δεδομένων της Apple στη Mesa της Αριζόνα, όπου πυρκαγιά από πάνελ στην οροφή προκάλεσε σοβαρές ζημιές στον εξοπλισμό. Η έρευνα έδειξε ότι το σύστημα δεν διέθετε παρακολούθηση σε επίπεδο πάνελ και η φωτιά δεν απομονώθηκε έγκαιρα, με αποτέλεσμα να εξαπλωθεί στις γύρω δομές. Το περιστατικό αυτό προκάλεσε έντονη ανησυχία σε πολλές ευρωπαϊκές χώρες για τους μηχανισμούς απενεργοποίησης και την ικανότητα αντίδρασης των φωτοβολταϊκών συστημάτων και οδήγησε την Ιταλία, τη Γαλλία και άλλες χώρες να ενισχύσουν τους κανονισμούς έγκρισης για έργα φωτοβολταϊκών ενσωματωμένων σε κτίρια.

Από την «παθητική» στην «ενεργητική» προσέγγιση: βελτιστοποίηση του σχεδιασμού πυρασφάλειας στα φωτοβολταϊκά

Με την αύξηση της ισχύος των συστημάτων και την πυκνότερη εγκατάσταση διασυνδεδεμένων έργων, οι φωτοβολταϊκοί σταθμοί μεταβαίνουν από την παραδοσιακή παθητική προστασία σε έναν ενεργητικό σχεδιασμό ασφάλειας, επικεντρωμένο στον έλεγχο από την πηγή και στην ασφάλεια σε επίπεδο συστήματος. Οι τρεις παρακάτω λύσεις αποτελούν βασικές τεχνολογικές κατευθύνσεις στην Ευρώπη:

1. Τεχνολογία αποσύνδεσης σε επίπεδο πάνελ: έγκαιρος έλεγχος φωτιάς και αποκοπή της πηγής κινδύνου

• Επιτρέπει την αυτόματη αποσύνδεση κάθε πάνελ σε περίπτωση ανωμαλίας, περιορίζοντας αποτελεσματικά την εξάπλωση της φωτιάς.
• Υποστηρίζει απομακρυσμένο έλεγχο, αυτόματη ενεργοποίηση και σύνδεση με σύστημα πυρανίχνευσης, κατάλληλη για έργα σε πυκνοκατοικημένες περιοχές ή σε στέγες.
• Έχει ήδη πιστοποιηθεί σύμφωνα με NEC 690.12, CE, SunSpec κ.ά., πληρώντας τις απαιτήσεις συμμόρφωσης των κύριων αγορών.

2. Σύστημα μικρο-αντιστροφέων: εξάλειψη κινδύνων υψηλής τάσης συνεχούς ρεύματος

• Κάθε πάνελ μετατρέπει ανεξάρτητα την ενέργεια σε εναλλασσόμενο ρεύμα, χωρίς γραμμές υψηλής τάσης συνεχούς στο σύστημα, εξαλείφοντας τον κίνδυνο ηλεκτρικού τόξου.
• Διαθέτει παρακολούθηση σε επίπεδο πάνελ και μπορεί να απομονώσει σκιασμένα ή ελαττωματικά πάνελ, διασφαλίζοντας σταθερή απόδοση.
• Απλή δομή, σύντομη καλωδίωση, χωρίς κουτιά σύνδεσης – εύκολη εγκατάσταση και συντήρηση.

3. Σχεδίαση χωρίς ασφάλειες και αποκοπή τόξου: απλοποίηση επαφών και μείωση θερμικής αστάθειας

• Η κατάργηση των ασφαλειών και των συγκεντρωτικών κουτιών μειώνει τα σημεία επαφής και τον κίνδυνο ανεξέλεγκτης υπερθέρμανσης.
• Αντιστροφείς με ανίχνευση ηλεκτρικού τόξου μπορούν να αποσυνδέσουν έγκαιρα το σύστημα, αποτρέποντας αλυσιδωτές βλάβες.
• Η απλή και παράλληλη σχεδίαση ενισχύει τη σταθερότητα και την αξιοπιστία του συστήματος μακροπρόθεσμα.

Πώς να προληφθεί μια πυρκαγιά κατά τη συντήρηση;

Ακόμα και αν ο σχεδιασμός του φωτοβολταϊκού συστήματος είναι υψηλής ασφάλειας, κατά τη διάρκεια της λειτουργίας του σταθμού είναι αναπόφευκτο να εμφανιστούν φαινόμενα όπως γήρανση, χαλάρωση ή διάβρωση. Χωρίς τακτική συντήρηση, μπορεί εύκολα να παρουσιαστούν ηλεκτρικά σφάλματα που να οδηγήσουν ακόμη και σε πυρκαγιά. Για την αντιμετώπιση αυτού του προβλήματος, πολλές ευρωπαϊκές χώρες έχουν εντάξει τον έλεγχο πυρασφάλειας στα πρότυπα λειτουργίας και συντήρησης των φωτοβολταϊκών, απαιτώντας την ταυτόχρονη εφαρμογή μέτρων πρόληψης σε επίπεδο πιστοποίησης και καθημερινής συντήρησης. Τα παρακάτω αποτελούν βασικά μέτρα πυρασφάλειας:

1. Τακτικός έλεγχος της κατάστασης κρίσιμων εξαρτημάτων

• Έλεγχος σε κουτιά σύνδεσης, συνδέσμους και κουτιά συλλογής για χαλάρωση, παραμόρφωση, συγκέντρωση σκόνης ή διάβρωση.
• Ανίχνευση θερμών σημείων και ανώμαλων αυξήσεων θερμοκρασίας στα σημεία σύνδεσης καλωδίων με χρήση υπέρυθρης θερμοκάμερας.
• Έγκαιρη αντικατάσταση παλαιωμένων αντιστροφέων, καλωδίων και ακροδεκτών για αποφυγή βλαβών μόνωσης ή αύξησης αντίστασης επαφής.

2. Καθαρισμός εύφλεκτων υλικών και διατήρηση αερισμού

• Τακτική απομάκρυνση ξεραμένων φύλλων, σκόνης και φωλιών πουλιών από την οροφή και τις βάσεις για μείωση κινδύνου εξωτερικής ανάφλεξης.
• Εξασφάλιση καλού αερισμού για αντιστροφείς και κουτιά σύνδεσης ώστε να αποφευχθεί υπερθέρμανση λόγω κακής απαγωγής θερμότητας.
• Σε μεγάλους επίγειους σταθμούς, δημιουργία λωρίδων πυροπροστασίας ή στρώσης από χαλίκι για να διακοπεί η διαδρομή εξάπλωσης της φωτιάς.

3. Καθιέρωση αρχείου συντήρησης και μηχανισμού ειδοποίησης

• Ψηφιακή καταγραφή κάθε επιθεώρησης και ενέργειας συντήρησης, δημιουργώντας κλειστό κύκλωμα διαχείρισης σφαλμάτων.
• Παρακολούθηση σε πραγματικό χρόνο μέσω πλατφορμών επιτήρησης σε επίπεδο πάνελ ή σειρών, με δυνατότητα άμεσου εντοπισμού ανωμαλιών.
• Σε έργα που είναι συνδεδεμένα με δημοτικά συστήματα πυρασφάλειας, διασφάλιση ότι τα συστήματα έκτακτης αποσύνδεσης και προειδοποίησης λειτουργούν και δοκιμάζονται σωστά.

Διαφορές πολιτικών στην Ευρώπη και η διαμόρφωση τάσης για υποχρεωτική ρύθμιση

Με τη συνεχή πρόοδο των τεχνολογιών πυροπροστασίας, πολλές ευρωπαϊκές χώρες έχουν ενσωματώσει την πυρασφάλεια των φωτοβολταϊκών στις οικοδομικές και ηλεκτρολογικές προδιαγραφές. Η συμμόρφωση με την πυρασφάλεια εξελίσσεται σε κρίσιμο κριτήριο για την έγκριση έργων και την ασφάλιση. Οι διαφορές μεταξύ χωρών εντοπίζονται κυρίως στους οικοδομικούς κανονισμούς, τις διαδικασίες έγκρισης και τον τρόπο συνεργασίας με τις πυροσβεστικές αρχές:

Ιταλία

• Οι ιταλικοί οικοδομικοί κανονισμοί (όπως η UNI 9177) απαιτούν συγκεκριμένα επίπεδα πυρασφάλειας για συστήματα BIPV· τα πάνελ πρέπει να περάσουν δοκιμή αντίστασης στη φωτιά κατηγορίας 1 για να χρησιμοποιηθούν σε εξωτερικές όψεις ή στέγες.
• Για έργα άνω των 20 kWp, απαιτείται η υποβολή διαγράμματος καλωδίωσης και περιγραφής συστήματος αποσύνδεσης, ενώ η έγκριση και επιθεώρηση γίνεται με τη συμμετοχή της τοπικής πυροσβεστικής υπηρεσίας (Vigili del Fuoco), με υποχρέωση υποβολής τεχνικών εγγράφων.

Γερμανία

• Σε κατοικίες και ιστορικά κέντρα, απαιτείται διασύνδεση με τα συστήματα πυρασφάλειας των κτιρίων. Εάν δεν υπάρχει δυνατότητα απομακρυσμένης αποσύνδεσης ή ένδειξη τάσης, η έγκριση μπορεί να απορριφθεί.
• Πρότυπα όπως το DIN VDE 0100-712 παρέχουν λεπτομερείς οδηγίες για την τοποθέτηση καλωδίων, την κλάση προστασίας και τα υλικά μόνωσης, με αυστηρή εφαρμογή.

Γαλλία

• Υπό την καθοδήγηση της CRE (Ρυθμιστική Αρχή Ενέργειας), η Γαλλία προχωρά σταδιακά προς ενοποιημένα τεχνικά πρότυπα για φωτοβολταϊκά συστήματα.
• Για έργα άνω των 100 kWp ή σε περιοχές υψηλής κυκλοφορίας (κέντρα πόλεων, σχολεία, νοσοκομεία), απαιτούνται διαδρομές επείγουσας αποσύνδεσης και συστήματα παρακολούθησης πάνελ, με ξεχωριστή έγκριση από τις τοπικές αρχές.

Πώς να ανταποκριθείτε σωστά σε περίπτωση πυρκαγιάς;

Όταν ξεσπάσει πυρκαγιά σε έναν φωτοβολταϊκό σταθμό, η κατάσταση είναι συχνά πιο περίπλοκη από εκείνη ενός απλού κτιρίου. Ακόμη και με διακοπή της σύνδεσης στο δίκτυο, τα φωτοβολταϊκά πάνελ συνεχίζουν να παράγουν ρεύμα κατά τη διάρκεια της ημέρας, διατηρώντας το σύστημα υπό τάση για μεγάλο χρονικό διάστημα. Ιδίως σε στέγες ή BIPV συστήματα, όπου η κατανομή των εστιών φωτιάς είναι σύνθετη και οι γραμμές αποσύνδεσης δεν είναι σαφείς, η φωτιά μπορεί να εξαπλωθεί εύκολα και να παρεμποδίσει τη διάσωση. Κατά συνέπεια, η απόκριση σε φωτοβολταϊκό σταθμό πρέπει να είναι όχι μόνο άμεση, αλλά και να βασίζεται σε σαφές και εφαρμόσιμο σχέδιο δράσης.

1. Άμεση διακοπή της ηλεκτροδότησης

• Δίνεται προτεραιότητα στην ενεργοποίηση του συστήματος αποσύνδεσης έκτακτης ανάγκης στο DC ή του συστήματος αποσύνδεσης σε επίπεδο πάνελ, για να σταματήσει η τροφοδοσία ρεύματος στην περιοχή της φωτιάς.
• Εάν το σύστημα διαθέτει απομακρυσμένη διασύνδεση, το προσωπικό επιτήρησης πρέπει να το ενεργοποιήσει μόλις επιβεβαιωθεί το περιστατικό, για ελαχιστοποίηση των ενεργών περιοχών.
• Σε έργα χωρίς σύστημα αποσύνδεσης, πρέπει να τοποθετηθούν χειροκίνητοι διακόπτες σε εμφανή σημεία και να υπάρξει εκπαίδευση για τη χρήση τους.

2. Επιλογή κατάλληλου εξοπλισμού κατάσβεσης

• Απαγορεύεται αυστηρά η χρήση νερού ή αφρού για την κατάσβεση πάνελ και αντιστροφέων.
• Συνιστάται η χρήση ξηράς σκόνης ή διοξειδίου του άνθρακα (CO₂), διατηρώντας την ελάχιστη απόσταση ασφαλείας από ενεργά μέρη (π.χ. τουλάχιστον 0,4 μέτρα κάτω από 10 kV).
• Σε περίπτωση πυρκαγιάς σε εξοπλισμό υψηλής τάσης, πρέπει να δημιουργηθεί ζώνη ασφαλείας. Χωρίς μονωτικό εξοπλισμό, δεν επιτρέπεται η προσέγγιση κυκλωμάτων DC.

3. Παροχή σαφών οδηγιών στο πυροσβεστικό προσωπικό

• Όταν η φωτιά δεν μπορεί να αντιμετωπιστεί εσωτερικά, καλείται άμεσα η τοπική πυροσβεστική υπηρεσία, με σαφή αναφορά στον κίνδυνο παραμένουσας τάσης.
• Στον χώρο του σταθμού πρέπει να υπάρχουν αναρτημένα σχέδια καλωδίωσης, θέσεις βασικών διακοπτών και οδηγίες αποσύνδεσης, ώστε οι εξωτερικοί διασώστες να κατανοήσουν γρήγορα την κατάσταση και να αποφευχθούν λάθη ή δευτερεύοντα ατυχήματα.

Συμπεράσματα

Με τη διάδοση των φωτοβολταϊκών συστημάτων στην Ευρώπη, η πυρασφάλεια εξελίσσεται σε βασικό παράγοντα για την έγκριση των έργων και τη διασφάλιση της μακροχρόνιας απόδοσής τους. Η προληπτική προστασία κατά τη φάση του σχεδιασμού, η τυποποιημένη διαχείριση κατά τη λειτουργία και οι μηχανισμοί άμεσης απόκρισης σε περιπτώσεις πυρκαγιάς δεν αποτελούν πλέον επιλογή, αλλά απαραίτητη προϋπόθεση.

Οι ευρωπαϊκές κυβερνήσεις και οι ασφαλιστικοί φορείς δημιουργούν σταδιακά συστήματα τεχνικής πιστοποίησης και αξιολόγησης κινδύνων προσαρμοσμένα στις νέες απαιτήσεις. Για τους αναδόχους έργων, τις εταιρείες EPC και τους τελικούς χρήστες, η ενίσχυση της ευαισθητοποίησης σχετικά με τους κινδύνους πυρκαγιάς και η υλοποίηση λεπτομερών μέτρων πυροπροστασίας σε κάθε στάδιο δεν είναι μόνο το θεμέλιο για την ασφάλεια των επενδύσεων, αλλά και προϋπόθεση για την υγιή ανάπτυξη ολόκληρου του κλάδου.

Από το 2008, η Maysun Solar αφιερώνεται στην παραγωγή υψηλής ποιότητας φωτοβολταϊκών μονάδων. Η γκάμα μας από ηλιακούς συλλέκτες, συμπεριλαμβανομένων των IBC, HJT, TOPCon και των ηλιακών σταθμών για μπαλκόνια, κατασκευάζεται με προηγμένη τεχνολογία, προσφέροντας εξαιρετική απόδοση και εγγυημένη ποιότητα. Η Maysun Solar έχει επιτυχώς δημιουργήσει γραφεία και αποθήκες σε πολλές χώρες και έχει αναπτύξει μακροχρόνιες συνεργασίες με κορυφαίους εγκαταστάτες! Για τις πιο πρόσφατες προσφορές σε ηλιακά πάνελ ή για οποιοδήποτε ερώτημα σχετικά με τα φωτοβολταϊκά, επικοινώνησε μαζί μας. Δεσμευόμαστε να σε εξυπηρετήσουμε και τα προϊόντα μας παρέχουν αξιόπιστη εγγύηση.

Βιβλιογραφία:

Mannheimer Versicherung. Πυρκαγιές σε φωτοβολταϊκά συστήματα – Απόψεις από την ασφαλιστική οπτική. Ανακτήθηκε από: https://solar.huawei.com/admin/asset/v1/pro/view/31d024f4d0604188b48f323e5413ef20.pdf
National Electrical Code (NEC) 690.12 – Απαιτήσεις για ταχεία αποσύνδεση. Ανακτήθηκε από: https://codes.iccsafe.org/s/ISEP2018/national-electrical-code-nec-solar-provisions/ISEP2018-NEC-Sec690.12
Hanersun. Όλες οι σειρές φωτοβολταϊκών πλαισίων της Hanersun έλαβαν Πιστοποίηση Πυρασφάλειας Κατηγορίας 1 για την ιταλική αγορά (UNI 9177). Ανακτήθηκε από: https://www.hanersun.com/hanersuns-all-module-series-obtains-class-1-fire-safety-certification-for-the-italian-market/?utm_source=chatgpt.com
Datacenter Dynamics. Πυρκαγιά καταστρέφει την έδρα του κέντρου δεδομένων της Apple στη Mesa, Αριζόνα. Ανακτήθηκε από: https://www.datacenterdynamics.com/en/news/fire-rages-through-apples-data-center-hq-in-mesa-arizona/

Μπορεί επίσης να σας αρέσει：