ПИТАННЯ ПОЖЕЖНОЇ БЕЗПЕКИ ТА СОНЯЧНА ЕНЕРГІЯ
Всі нові технології можуть створювати нові ризики, а всі нові системи поводження з енергоносіями можуть вводити нові пожежні ризики.
.....з'являються дані про потенціал небезпеки пожежі, пов'язаної, прямо чи опосередковано, із системами генерації енергії з відновлюваних джерел.
Ця стаття призначена для підвищення обізнаності з виникаючими проблемами і, таким чином, для допомоги пожежно-рятувальним службам, страховикам, планувальникам, архітекторам, дизайнерам, власникам будівель та оцінювачам пожежних ризиків.
Область застосування
В даний час немає підстав вважати, що ризики пожеж, пов'язані з ВДЕ, є більшими, ніж ті, що пов'язані з іншим електричним обладнанням. Тим не менше, ці системи зараз більш поширені - останнім часом на ринку спостерігається швидке зростання - тому важливо, щоб будь-які ризики, пов'язані з такими установками, були більш широко оцінені.
На відміну від потужності, використовуваної звичайним електричним електрообладнанням, потужність, яку виробляють системи ВДЕ, є постійним струмом (постійний струм), а частини систем не можна вимикати. Установки з постійним струмом є більш небезпечними , ніж звичайні електричні установки змінного струму , де напруга та струм коливаються. Це може по-різному впливати на м'язи людського організму:
- Постійний струм буде постійно стискати уражені м'язи, що ускладнює розрив контакту з живими компонентами;
- Змінний струм дає можливість вивільнення, оскільки струм змінює свій напрямок.
Пожежі, пов'язані з технологіями відновлюваної енергетики, є досить рідкісними випадками, проте повідомляються про випадки, пов'язані з такими системами Незважаючи на те, що фактична кількість пожежних інцидентів невідома, за останні роки BRE було повідомлено про вісім випадків, на які викликали місцеві пожежно-рятувальні служби.
Фотоелектричні (PV) панелі (їх також називають сонячними електричними панелями) перетворюють енергію від сонця в електрику. PV -панелі (або модулі, як їх іноді називають) складаються з декількох фотоелементів (або сонячних батарей), що містять фотоелектричний матеріал, вони можуть бути різних форм і розмірів. Для будівництва застосувують ряд фото панелей зазвичай з'єднаних між собою, щоб утворити масив PV , і більшість панелей в даний час монтуються до існуючих дахів за допомогою зовнішніх каркасів. Однак існує різноманітність більш спеціалізованих панелей, призначених для складання частин покриття будівлі, наприклад, доступні будівельні інтегровані панелі, сонячні плитки та компоненти скляного фасаду. Ці продукти відомі як PV-BIPV та інтегруються в будинок
Фотоелектричні панелі генерують електричну енергію, перетворюючи сонячне випромінювання в електричний постійний струм, використовуючи фотоелектричний ефект у спеціалізованих напівпровідникових матеріалах. PV працюватимуть певною мірою за будь-якої погоди, доки є денне світло, і таким чином все одно можна виробляти електроенергію в похмурий день.
Потужність, яка вимірюється у ватах (Вт), можна використовувати на місці або повернути назад в електричну мережу. PV -панелі оцінюються у ватах-пік (Wp), а масиви в кіловат-піках (кВт). Типова побутова система може бути становити 2 - 4 кіловат-піки (кВт), тоді як комерційні системи, що встановлюються на даху, можуть бути від внутрішніх розмірів до 1000 кВт для дахів дуже великої площі. Великі наземні PV -масиви (сонячні електростанції) можуть генерувати багато мегават (МВт), а розміри постійно збільшуються.
Вбудована в будинок фотоустановка включає наступне:
- PV панелі, прикріплені до даху будівлі або цілісні з дахом або фасадом.
- Кабелі постійного струму, роз'єми та з'єднувальні коробки, які подають потужність на інвертор. Іноді роз'єднувальні коробки також можуть містити запобіжники, діоди та запобіжники перенапруг.
- Один або більше інверторів, які перетворюють живлення постійного струму в змінний струм. Їх часто називають "струнні інвертори" або "центральні інвертори".
- "Мікроінвертори" включають інвертор, який зазвичай встановлюють на даху під кожною панеллю, або невеликою групою панелей, що зменшує довжину кабелю постійного струму і дає можливість уникати високих напруг постійного струму, які є потенційним джерелом електричних дуг. Решта кабелів на даху та до розподільної плати може бути стандартним кабелем змінного струму . Використання мікроінверторів стає все більш популярним, оскільки на ринок виходить більше систем.
- Один або кілька вимикачів постійного струму, призначені для ізоляції масиву ПВ від інвертора. Примітка: Вимикачі постійного струму не взаємозамінні з вимикачами змінного струму.
- Кабелі змінного струму, які приймають вихідний струм від інвертора до основної електромережі будинку. На цій лінії буде лічильник для запису виробленої енергії та перемикач ізоляції змінного струму.
- Підключення до основного джерела змінного струму через відповідні пристрої захисту, такі як вимикачі та детектори залишкового струму (MCB та RCD).
- Альтернативно, для позамережних приміщень або установок живлення постійного струму можуть зберігатися в акумуляторах та / або перетворюватися на локальне джерело змінного струму.
Питання пожежної безпеки
Усі електроустановки за своєю природою несуть певний ступінь пожежонебезпеки. Хоча пожежі, спричинені PV панелями, рідкісні. Будь-яка пожежа, пов'язана з будівлею , з встановленим масивом PV , може підвищувати ризик для мешканців та пожежників.
PV-масиви зі струнними або центральними інверторами включають постійний струм при підвищених напругах, і, як правило, неможливо повністю ізолювати електрику постійного струму між PV-масивом і вимикачем постійного струму. Крім того, фотомодулі - це пристрої, що обмежують струм, тобто запобіжники, ймовірно, не спрацьовують в умовах короткого замикання, що може означати, що несправність у системі не виявиться. Цей сценарій може становити небезпеку пожежі та / або ураження електричним струмом, хоча вони можуть бути зведені до мінімуму завдяки гарному проектуванню системи, вибору виробу та практиці встановлення.
У пожежах, про які BRE було повідомлено про те, де саме системи PV стали причиною пожежі, ці пожежі, як правило, були наслідком поганої установки або використання неправильно встановленого, несправжнього або несправного обладнання. Зокрема, повідомлялося про помилкове встановлення перемикачів ізоляції змінного струму в ланцюгах постійного струму, що призводить до накопичення тепла в корпусі вимикача і призводить до пожежі. Інші випадки виникли внаслідок використання несправних інверторів або несправних вимикачів постійного струму або відсутності ізоляторів. Будь-які несправності перемикання або підключення на стороні постійного струму в системі можуть призвести до виникнення дуги високої температури або несправності високого опору, яка може почати пожежу. Дуги постійного струму можуть бути важкими для гасіння та становлять небезпеку для пожежників, які намагаються придушити пожежу.
У разі збою живлення змінного струму в будівлі (наприклад, через місцеве вимкнення електроенергії або пожежу) є перетворювачі призначені для автоматичного вимикання. Однак сонячне живлення постійного струму (від панелей до ізолятора постійного струму) все ще буде діючим під час денного світла. Тому може залишатися необхідним вручну ізолювати постійні кабелі та компоненти від фотоелектричних панелей, які в іншому випадку залишаться під напругою.
Якщо пожежа пошкодить кабелі постійного струму з масиву PV , наприклад, спалюючи ізоляцію, то виникає небезпека ураження електричним струмом від провідників постійного струму, зокрема пожежників.
Погано встановлені панелі можуть перешкоджати або обмежувати використання дахових вікон як засобів втечі.
Висловлено занепокоєння щодо наявності важких металів у деяких конкретних типах фотоелементів, а також те, чи можуть такі метали вивільнятися під час пожежі. Тому, хоча такі ризики вважаються низькими, потрібна обережність, як і при будь-якій пожежі, в якій задіяні електронні елементи, при роботі з пошкодженими вогнем компонентами та залишками, оскільки можуть бути присутні різні важкі метали та інші токсини.
Багато PV -систем подають енергію в електромережу в періоди, коли будівля цього не вимагає. Звіти вказують на те, що, коли така подача відбувається з ряду розподілених джерел, це може спричинити коливання напруги в електромережі. Відомо, що коливання можуть викликати пожежі на чутливому обладнанні, наприклад, телевізорах .
Протипожежні питання
У більшості аспектів пожежі, пов'язані з фотоелектрикою, мало чим відрізняються від пожеж, що включають звичну електрику, однак, системи PV створюють деякі нові ризики для пожежників:
- Пожежники можуть не розпізнати систему PV і мало хто знає, чого очікувати; наявна велика кількість різних типів фотоволоконних систем, а в комерційних будівлях вони можуть бути заховані на плоских дахах. Новий посібник із встановлення MCS вимагає, щоб етикетка для пожежних була встановлена на видному місці, поблизу точки відключення електричної енергії.
- Пожежники не звикли мати справу з постійним струмом в будівлях, хоча вони мають значний досвід роботи з електрикою автомобілів (де є постійний струм). Існують потенційно дуже високі напруги постійного струму (до 1000 вольт постійного струму у великих установках), які небезпечніші за електрику автомобіля та звичайні електричні установки.
- Частини системи завжди живуть, поки світло падає на панелі (штучне освітлення може генерувати невеликі струми). Якщо мікроінвертори або дистанційно керовані пристрої безпеки не використовуються на рівні панелі, відключити систему змінного струму будівлі можна, але не подачу на ізолятор постійного струму.
- Повідомляється, що пожежники у США використовують переносні кришки для фотоелектричних панелей, щоб вимкнути подачу світла і таким чином запобігти виробленню електроенергії панелями. Важка, щільно сплетена тканина і темні пластикові плівки можуть бути ефективними для зменшення потужності до майже нуля, але потрібно бути обережним, щоб світло не потрапило через кришку .
- Якщо конструкція є металевою або сталевою рамою, то випадковий коротке замкнення може призвести до того, що частини будівлі будуть "під напругою".
- Існує небезпека ураження електричним струмом, якщо кабелі будуть порізані або пошкоджені вогнем. Сюди входять кабелі з акумуляторних батарей, де вони використовуються для зберігання виробленої електроенергії.
- Якщо дах будівлі зазнає пожежі, то додаткове механічне навантаження через вагу PV -панелей або додаткове вітрозавантаження, спричинене панелями, може спричинити ранній обвал даху.
- Можливо також, що масиви, відстояні від даху, можуть спричинити каналізаційний ефект, посилюючи тим самим пожежу, що зачіпає дах.
- Існує ризик, що панелі або скло з панелей можуть зламатися і впасти на персонал внизу.
- Панелі можуть нагріватися (від сонця) з (незначним) ризиком опіку.
Відзначаючи, що великі фотомагнітні масиви, що встановлюються на будівлі, можуть генерувати до 1000 вольт постійного струму, що є особливим ризиком для пожежних .
Наявність панелей на даху обмежить можливості вентиляції диму та вогню. Пожежні екіпажі також повідомили про труднощі в боротьбі з пожежами на повітряних платформах з PV панелями на даху. Під час одного конкретного інциденту PV -панелі залишалися на місці на даху, коли решта даху під ним руйнувалася і панелі відхиляли воду, що подавалась з повітряної платформи. Оскільки панелі можуть бути слизькими, це може становити небезпеку для пожежних, які працюють на даху будівлі, і може обмежувати доступ та використання даху. Як правило, панелі не повинні використовуватися як доріжки, якщо тільки немає підтвердження того, що вони були розроблені для прийняття механічного навантаження.
Всі MCS та сумісні з найкращими практиками фотомонтажні системи зі струнними або центральними інверторами містять щонайменше один вимикач постійного струму, здатний розривати як позитивні, так і негативні з'єднання при повному навантаженні, встановлені близько до інвертора. Часто, коли між масивом та інвертором є довгий пробіг кабелю, може використовуватися другий ізолятор. Там, де встановлені мікроінвертори, можуть бути відсутніми вимикачі постійного струму, оскільки більшість кабелів є змінного струму.
Інвертори (і вимикачі постійного струму) часто встановлюються на верхньому поверсі будівлі, або на / під дахом. Це, ймовірно, не може бути доступним для пожежників, які займаються пожежею в будівлі. Стають доступними нові продукти, які дозволяють дистанційно керувати перемикачем постійного струму, наприклад, від основного електричного блоку на рівні першого поверху. Іноді їх називають «перемикачами пожежника».
Джерела настанов
Поточні рекомендації Великої Британії для пожежників включені до загальних рекомендацій щодо боротьби з пожежами на будівництві, хоча PV чітко згадуються, конкретних порад наразі не надано.
Керівний документ Британської асоціації фотовольтаїків , але цей документ, як поки знаходиться в стадії розробки.
У США було підготовлено два корисні керівні документи: останній описує деякі експериментальні дослідження, насамперед щодо проблем пожежогасіння, включаючи відстані від PV -систем при застосуванні води; в попередньому посібнику визначено ряд причин пожежі, подібних до тих, що описані в цій статті.
Німецька асоціація пожежної служби розробила настанови для пожежних, де надаються поради щодо підходу до будівлі з PV та вказівки щодо того, на якій відстані пожежні повинні триматися від електроустановок під час подачі води на пожежу.
Німецькі вказівки щодо відстаней не характерні для електроустановок, але стосуються всіх електроустановок. Вони рекомендують відстані від 1 до 5 метрів залежно від типу водяного струменя та можливих напруг. Однак керівництво США, зокрема, стосується відстаней від PV -систем і рекомендує від 1,5 до 6 метрів, знову залежно від типу використовуваного струменя та ймовірних напруг, що виникають.
Висновки
В даний час немає підстав вважати, що ризики пожежі, пов'язані з ПВ, є більшими, ніж пов'язані з будь-яким іншим електричним обладнанням. Але, як і у іншому електрообладнанні, важливо, щоб ці системи були правильно розроблені, складалися з правильно перевірених компонентів, грамотно встановлені і регулярно обслуговувалися
Ця стаття має на меті підвищити поінформованість про виникаючі проблеми і, не викликаючи зайвих занепокоєнь, поставити ризики в перспективу, надаючи корисну інформацію, яка допоможе уникнути або мінімізувати ймовірність інциденту або у випадку інциденту інформацію представлені тут можуть сприяти швидкому та ефективному управлінню ситуацією.