Instalacja fotowoltaiczna (PV) i bezpieczeństwo pożarowe

W ostatnim czasie można zauważyć wzrost zainteresowania odnawialnymi źródłami energii. W związku ze wzrastającymi cenami prądu coraz większą popularność zyskują instalacje fotowoltaiczne. Czym są instalacje PV, jak działają, jakie są prawne regulacje dotyczące tych inwestycji z punktu widzenia ochrony przeciwpożarowej oraz jak zapewnić bezpieczeństwo systemów fotowoltaicznych ?

Czym są instalacje fotowoltaiczne?

Instalacja fotowoltaiczna to zespół urządzeń zamieniających energię słoneczną na energię elektryczną  oraz układ kabli, przewodów i elementów sterujących odpowiedzialnych za pracę całego systemu. Jest to instalacja połączona z siecią elektryczną domu, a także bardzo często z siecią zewnętrzną.

Jak zbudowana jest instalacja PV

Głównym elementem instalacji fotowoltaicznej są panele słoneczne, które można montować na dachu budynku lub na gruncie.

W ogniwach fotowoltaicznych, z których składają się panele słoneczne zachodzi zjawisko fotowoltaiczne, dzięki któremu energia słoneczna zostaje przekształcona w prąd stały.

Ogniwa zbudowane są z materiału półprzewodnikowego.  Najczęściej jest to krzem,  który pod wpływem dostarczania energii zamienia się z izolatora w przewodnik. Ogniwa łączy się w moduły fotowoltaiczne, by móc produkować większą ilość energii. Panel fotowoltaiczny tworzy grupa takich modułów. Prąd, który powstaje w modułach jest przekazywany do falownika, który przekształca go na prąd zmienny posiadający parametry elektryczne zgodne z parametrami elektrycznymi posiadanymi przez nasze gniazdka domowe.

Ważnym elementem instalacji fotowoltaicznej sieciowej jest licznik dwukierunkowy. Jest to urządzenie rejestrujące ilość wytworzonej energii przez naszą instalację oraz pobranej energii z sieci energetycznej.

Istotne z punktu widzenia bezpieczeństwa pożarowego są zabezpieczenia przeciwprzepięciowe, chroniące przed przepięciami i wyładowaniami elektrycznymi.

Fotowoltaika  – pozwolenie na budowę czy zgłoszenie?

Zgodnie z art. 29 ust. 4 pkt. 3c Ustawy Prawo Budowlane montaż urządzeń fotowoltaicznych o zainstalowanej elektrycznej mocy nie większej niż 50 kW nie wymaga pozwolenia na budowę oraz zgłoszenia organom administracji architektoniczno-budowlanej. Wyjątkiem dla tych urządzeń jest sytuacja, gdy urządzenia PV są montowane na budynku i ich wysokość będzie przekraczać 3m oraz na gruncie, gdy obszar jest wpisany do rejestru zabytków.

Instalacje o mocy większej niż 50 kW zawsze wymagają pozwolenia na budowę, bez względu na to, czy są montowane na budynku, czy na gruncie. Inwestor powinien uzyskać pozwolenie na budowę przed rozpoczęciem prac.

Zgłoszenie organom PSP

Natomiast do zgłoszenia instalacji fotowoltaicznej organom PSP zobowiązuje art. 56 ustawy:

1. Inwestor, w stosunku do którego nałożono obowiązek uzyskania pozwolenia na użytkowanie obiektu budowlanego, jest obowiązany zawiadomić, (…) organy: (…)          4) Państwowej Straży Pożarnej – o zakończeniu budowy obiektu budowlanego i zamiarze przystąpienia do jego użytkowania. (…)1a. Przepisy ust. 1 stosuje się również w przypadku, gdy projekt budowlany obiektu budowlanego nieobjętego obowiązkiem uzyskania pozwolenia na użytkowanie wymagał uzgodnienia pod względem ochrony przeciwpożarowej lub wymagań higienicznych i zdrowotnych.

Jeśli, więc nie zachodzi konieczność uzgadniania instalacji fotowoltaicznej w zakresie ochrony przeciwpożarowej, to właściciel takiej instalacji nie ma obowiązku zgłaszania jej organom PSP.

Uzgodnienie projektu instalacji fotowoltaicznych – kiedy jest wymagane ?

Choć sytuacja prawna dotycząca uzgodnień przeciwpożarowych instalacji fotowoltaicznych jest nadal niejasna, podstawą w tym zakresie jest Ustawa Prawo Budowlane, której nowe brzmienie wejdzie w życie 19.09.2020 roku..  Zgodnie z art. 29 ust 4 pkt.3c (…) do urządzeń fotowoltaicznych o mocy zainstalowanej elektrycznej większej niż 6,5 kW stosuje się obowiązek uzgodnienia z rzeczoznawcą do spraw zabezpieczeń przeciwpożarowych pod względem zgodności z wymaganiami ochrony przeciwpożarowej(…) projektu tych urządzeń oraz zawiadomienia organów Państwowej Straży Pożarnej, o którym mowa w art. 56 ust. 1a.

Choć wydawać by się mogło, że odwołanie do Ustawy o Ochronie Przeciwpożarowej zmniejsza ilość obiektów podlegających uzgodnieniu, to tak nie jest. Każda instalacja PV o mocy powyżej 6,5 kW podlega uzgodnieniu z rzeczoznawcą ppoż., bez względu na to na jakim budynku się znajduje. Tak więc domy jednorodzinne, posiadające instalacje o takiej mocy, również nie są zwolnione z tego obowiązku. Wszystkie mikroinstalacje o mocy powyżej 6,5 kW trzeba uzgodnić z rzeczoznawcą do spraw zabezpieczeń ppoż. oraz powiadomić Państwową Straż Pożarną o wykonaniu instalacji PV na danym budynku.

Uzgodnieniu podlegać będzie:

• charakterystyka pożarowa (właściwości pożarowe, reakcja na ogień elementów PV, oddziaływanie potencjalnego pożaru urządzeń instalacji na budynek);
• wyposażenie urządzeń PV w środki ochrony przed pożarem, ochrona odgromowa, prowadzenie przewodów w obiekcie i klasa reakcji kabli na ogień;
• informacja o zapobieganiu rozprzestrzeniania się pożaru na sąsiednie obiekty, a także przygotowanie obiektu i terenu do prowadzenia działań przez jednostki ratowniczo-gaśnicze (plan urządzenia PV  ze wskazaniem umiejscowienia urządzeń i  legendą oznakowania graficznego, przeciwpożarowy wyłącznik prądu);
• oznakowanie budynku znakiem bezpieczeństwa – fotowoltaiczne (PV) układy zasilania.

Czy instalacje fotowoltaiczne są bezpieczne?

Jedną z przyczyn zagrożenia pożarowego instalacji fotowoltaicznych jest nieodpowiednie połączenie szybkozłączkami po stronie DC. Wtyki różnych producentów nie zawsze do siebie w pełni pasują i po ich połączeniu mogą spowodować  powstanie łuku elektrycznego. Brak kompatybilności zachodzi najczęściej przy łączeniu ostatniego modułu PV z przewodem powrotnym oraz przy łączeniu przewodów DC do inwertera (falownika). Może to stanowić zagrożenie pożarowe w szczególności na dachach z palnym przekryciem. Należy pamiętać również, aby falownika  nie montować na materiałach palnych, ponieważ nagrzewają się one podczas pracy w sposób naturalny i ich radiator, może osiągnąć temperaturę ok. 80 °C. Bezpieczniki DC mogą być przyczyną pożaru, w sytuacji gdy zostaną nieodpowiednio dobrane oraz w przypadku ich nieprawidłowej instalacji.

Przyczyną powstania pożaru może być niewłaściwa siła z jaką dokręcony zostanie dany element, przykładowo zacisk. Zbyt mocne dokręcenie może powodować uszkodzenie elementu, zbyt mała luzowanie połączeń i wzrost ich rezystancji. Wszystkie te nieprawidłowości mogą doprowadzić do grzania połączeń, dlatego wszystkie elementy należy dokręcać podanym przez producenta momentem obrotowym. Należy pamiętać również o okresowych przeglądach instalacji, aby zapewnić jej bezpieczną i prawidłową pracę.

Prawdopodobieństwo powstania pożaru zwiększa każde dodatkowe połączenie instalacji na dachu. Optymalizatory to urządzenia podłączone do każdego z modułów. Pozwalają na odłączenie prądu DC i napięcia w przewodach  modułu oraz łańcucha. Jednak wymagają one zastosowania dodatkowych złączy na każdym module. Dla zwiększenia bezpieczeństwa instalacji PV należy minimalizować ilość punktów kontaktowych na dachu.

Pożary instalacji fotowoltaicznej wynikają w dużej mierze z błędów projektowych lub wykonawczych, dlatego tak ważne jest usprawnienie przepisów w tym zakresie, jakość komponentów i edukacja zarówno dla instalatorów paneli słonecznych jak i właścicieli budynków posiadających te instalacje oraz służb pożarniczych.

Prawidłowo zaprojektowana i  wykonana instalacja PV jest bezpieczna. Pożary instalacji fotowoltaicznych w Polsce nie są częstym zjawiskiem. Montując panele słoneczne na dobrych komponentach, przez dobrych fachowców, posiadających wiedzę na ten temat oraz doświadczenie nie powinniśmy się niczego obawiać.

Systemy fotowoltaiczne a ochrona przeciwpożarowa

Obecnie brak jest konkretnych wytycznych dotyczących zabezpieczenia ppoż. instalacji fotowoltaicznych o mocy mniejszej niż 6,5 kW. Dla tych instalacji stosuje się głównie przeciwpożarowy wyłącznik prądu, który jest wymagany przy kubaturze strefy pożarowej od 1000 m3, dlatego prawnie nie każdy budynek musi go posiadać. Wyłącznik ppoż. w instalacjach fotowoltaicznych pozwala jedynie na wyłączenie napięcia z obwodów prądu stałego podczas prowadzenia akcji gaśniczej, co powoduje że na zaciskach paneli nadal jest napięcie. Podczas akcji gaśniczej stwarza to ryzyko porażenia prądem.

Wiele cennych wskazówek, którymi powinni kierować się projektanci instalacji PV obecnie znajdziemy w Fotowoltaicznym  Dekalogu  Dobrych Praktyk opublikowanym przez Stowarzyszenie Branży Fotowoltaicznej. Zwrócono w nim uwagę na ważne kwestie dotyczące projektowania, montażu oraz odbioru instalacji PV. Dlatego, żeby zapewnić jej bezpieczeństwo oraz zgodność z wymaganiami ppoż. należy:

• umieszczać moduły PV na budynku uwzględniając jego architekturę i zabezpieczenia ppoż. (umieszczenie modułów w odpowiedni sposób względem ściany oddzielenia ppoż.),
• wykonywać połączenia DC przy użyciu szybkozłączek, które są tego samego typu i producenta,
• zadbać o to by ilość połączeń DC w instalacji była jak najmniejsza,
• jeśli to możliwe, przewody DC prowadzić w kanałach kablowych metalowych z eliminacją wszystkich ostrych krawędzi,
•  oznakować budynek zgodnie z normą PN-EN 60364-7-712.

Naklejkę należy umieścić w punkcie przyłączenia instalacji fotowoltaicznej, przy liczniku oraz przy głównym wyłączniku prądu – jeśli budynek go posiada.

• oznakować w odpowiedni sposób trasy kablowe
• uszczelnić przejścia przez które przechodzą kable  w odpowiedni sposób materiałami ognioodpornymi, tak by zapewnić klasę odporności ogniowej przepustu, taką samą jak klasa odporności ogniowej przenikanego elementu,
• w pobliżu falownika instalacji umieścić gaśnicę proszkową,
• informacje o przygotowaniu budynku do prowadzenia akcji ratowniczo-gaśniczej, np. plan instalacji PV na rzucie oraz przekroju budynku z zaznaczoną lokalizacją modułów, falownika oraz rozłącznika napięcia po stronie DC. Na takim planie powinny zostać oznaczone trasy prądu stałego pozostające pod napięciem oraz trasy przewodów prądu zmiennego.

Dla budynków, posiadających strefy pożarowe o kubaturze powyżej 1000 m3

Dodatkowo dla budynków, posiadających strefy pożarowe o kubaturze powyżej 1000 m3, czyli takich dla których wymagany jest przeciwpożarowy wyłącznik prądu należy zapewnić:

• informację o zagrożeniu pożarowym, zawierającą właściwości pożarowe elementów urządzeń PV oraz oddziaływanie potencjalnego pożaru fotowoltaiki na elementy budynku,
• informacje o zabezpieczeniu ppoż. instalacji elektrycznej fotowoltaiki ,
• informacje o zapobieganiu rozprzestrzeniania się pożaru na sąsiednie obiekty,

• informację o instalacji fotowoltaicznej znajdującą się przy PWP,
• zastosowanie rozłącznika prądu stałego, który obniży napięcie DC do poziomu bezpiecznego (instalacje PV na budynkach, dla których nie wymaga się PWP, nie ma obowiązku wyposażania w dodatkowe rozłączniki DC, musi zostać jedynie odpowiednio oznakowana),
• poprowadzenie przewodów DC, tak jak przewodów, które w przypadku pożaru muszą pozostać pod napięciem (kable powinny być odporne na działanie wody i wysokiej temperatury oraz obudowane kanałem kablowym ogniochronnym lub poprowadzone trasami wydzielonymi pożarowo),
•  zamontowanie falowników poza strefą pożarową lub w wydzielonej strefie pożarowej albo zamontowanie rozłącznika DC na dachu obiektu,
• min. 15 cm odstępy między przewodami plus i minus po stronie DC,
• instrukcja bezpieczeństwa pożarowego powinna zostać uzupełniona o część dotycząca instalacji PV.

Dodatkowo w Dekalogu zaproponowano wzór zgłoszenia instalacji PV organom PSP. Powstał on na wzór niemieckiej normy VDE-AR-2100-71. Zgłoszenie takie powinno zawierać plan budynku  z zaznaczoną lokalizacją modułów PV, falownika, rozłącznika DC oraz prowadzenie przewodów DC, które pozostają pod napięciem.

Wszystko to pozwoli na jak najbardziej bezpieczne użytkowanie instalacji fotowoltaicznej,    a w przypadku zaistnienia pożaru sprawne i świadome prowadzenie akcji gaśniczej.

Normy dla projektowania i montażu systemów PV

Należy pamiętać, że projektowanie i montaż systemów PV powinno być zgodne z wymaganiami norm:

• PN-EN 62852:2015-05 Złącza DC stosowane w systemach fotowoltaicznych — Wymagania bezpieczeństwa i badania
• PN-EN 61439-2:2011 Rozdzielnice i sterownice niskonapięciowe — Część 2: Rozdzielnice i sterownice do rozdziału energii elektrycznej
•  PN-EN 50565-1:2014-11 Przewody elektryczne — Wytyczne stosowania przewodów na napięcie znamionowe nieprzekraczające 450/750 V (U0/U) — Część 1: Wskazówki ogólne
•  PN-EN 50618:2015-03 Kable i przewody elektryczne do systemów fotowoltaicznych
• PN-EN 62446-1:2016-08 Systemy fotowoltaiczne (PV) — Wymagania dotyczące badań, dokumentacji i utrzymania — Część 1: Systemy podłączone do sieci — Dokumentacja, odbiory i nadzór
•  IEC 62446-2 Systemy fotowoltaiczne (PV) – Wymagania dotyczące badań, dokumentacji i utrzymania – Część 2: Systemy podłączone do sieci – Konserwacja systemów PV
• PN-HD 60364-7-712 Instalacje elektryczne niskiego napięcia — Część 7-712: Wymagania dotyczące specjalnych instalacji lub lokalizacji — Fotowoltaiczne (PV) układy zasilania

Jeżeli potrzebujecie Państwo dodatkowych informacji odnośnie instalacji fotowoltaicznej, uzgadniania projektu serdecznie zapraszamy do kontaktu. Nasz zespół oraz rzeczoznawca do spraw zabezpieczeń przeciwpożarowych pomogą rozwiać wszelkie wątpliwości.

Dobrze wiedzieć

Sprawdź nasz artykuł – Uzgodnienia projektów instalacji fotowoltaicznych