Zabezpieczenie fotowoltaiki przed pożarem spowodowanym przepięciami na złączach

Rosnąca popularność i rozbudowa fotowoltaiki w Polsce jest imponująca: moc z około 6 gigawatów w 2020 roku wzrosła do 22 gigawatów w 2025 roku. Taki wzrost, napędzany spadkiem kosztów modułów i rządowymi programami wsparcia, stwarza zarówno ogromne możliwości, jak i ważne wyzwania w zakresie bezpieczeństwa.

Presja na jakość instalacji i komponentów, a także wyzwania infrastrukturalne (np. liczne odmowy przyłączeń do sieci), mogą negatywnie wpływać na jakość wykonywanych projektów. Inwestycja w fotowoltaikę to zobowiązanie na wiele lat, a w tak długim okresie ryzyko wystąpienia awarii jest znaczące. Zabezpieczenie instalacji przed pożarem jest istotne dla zapewnienia ciągłości produkcji energii oraz bezpieczeństwa użytkowników. Wymaga to kompleksowego podejścia, a więc odpowiedniego projektowania, profesjonalnego montażu i stosowania zaawansowanych zabezpieczeń.

Szczególną uwagę należy zwrócić na bardzo ważne elementy instalacji, takie jak złącza kablowe. W przypadku niewłaściwego montażu, zużycia lub wystąpienia przepięć mogą stać się źródłem przegrzania, a w skrajnych sytuacjach pożaru. Postęp technologiczny dostarcza coraz skuteczniejszych narzędzi ochrony, umożliwiających ograniczenie ryzyka już na etapie powstawania zagrożenia.

Jak zabezpieczyć fotowoltaikę przed pożarem?

Podstawą bezpieczeństwa jest prawidłowe wykonanie instalacji, co obejmuje montaż falowników i rozdzielnic na podłożu niepalnym, zapewnienie odpowiedniej wentylacji oraz profesjonalne okablowanie z użyciem dedykowanych narzędzi i certyfikowanych komponentów. Niezwykle ważne jest również stosowanie szybkozłączek tego samego producenta i typu oraz dokładne dokręcanie połączeń, aby minimalizować ryzyko luźnych styków i powstawania łuków elektrycznych. Zalecane i wymagane normatywnie jest także oznakowanie instalacji, co ułatwia służbom ratowniczym identyfikację i bezpieczną interwencję. Istnieją gotowe rozwiązania takie jak komplety oznakowań dla budynków z instalacją fotowoltaiczną.

W ramach kompleksowej ochrony stosuje różnorodne zabezpieczenia ppoż do fotowoltaiki, takich jak wyłączniki i bezpieczniki, rozłączniki instalacyjne oraz ograniczniki przepięć; w niektórych przypadkach stosuje się także urządzenia wykrywające łuk elektryczny (AFDD). Optymalizatory mocy mogą dodatkowo wspierać pracę instalacji i pełnić funkcję szybkiego obniżania napięcia, lecz nie zastępują one klasycznych zabezpieczeń. Regularne przeglądy serwisowe, w tym badania termowizyjne złączy i przewodów, są istotne dla wykrywania uszkodzeń, zanim doprowadzą do groźnych sytuacji.

W budynkach o większej kubaturze wymagany jest przeciwpożarowy wyłącznik prądu, a w pobliżu falownika zaleca się umieszczenie odpowiedniej gaśnicy (np. proszkowej do urządzeń elektrycznych), przy czym w razie pożaru instalacji PV gaszenie wodą jest możliwe tylko przez straż pożarną z zachowaniem określonych procedur i bezpiecznych odległości.

Częstotliwość pożarów fotowoltaiki i ich najczęstsze przyczyny

Mimo dynamicznego rozwoju fotowoltaiki, pożary związane z tymi instalacjami są statystycznie rzadkie. W 2022 roku w Polsce odnotowano prawie 136 tysięcy pożarów ogółem, z czego tylko około 5,5% było związanych z prądem i elektroniką. 

Pożary w instalacjach fotowoltaicznych zazwyczaj wynikają z kilku kluczowych czynników. Należą do nich błędy projektowe i montażowe, takie jak złe rozmieszczenie paneli czy nieprawidłowe okablowanie, które może prowadzić do przegrzewania, iskrzenia i zwarć. Inną przyczyną jest niska jakość komponentów, w tym mikropęknięcia w panelach czy słabej jakości złącza, które mogą rozszczelniać się pod wpływem temperatury i wilgoci, zwiększając ryzyko przegrzania. Brak regularnej konserwacji i przeglądów również przyczynia się do powstawania drobnych uszkodzeń,  np. korozja czy uszkodzenia izolacji kabli, które z czasem mogą stać się poważnym zagrożeniem.

Szczególnym zagrożeniem są przepięcia, czyli krótkotrwałe, wysokie skoki napięcia, które mogą uszkodzić izolację przewodów lub wewnętrzne komponenty złączy, prowadząc do wzrostu rezystancji i przegrzewania. W skrajnych przypadkach uszkodzona izolacja może ulec przebiciu, co prowadzi do powstania łuku elektrycznego, czyli bezpośredniego źródła zapłonu.

Do pożarów najczęściej dochodzi w miejscach połączeń przewodów prądu stałego (DC) oraz samych przewodów DC, stanowiąc około 80% wszystkich przypadków pożarów. Problemy te wynikają z niedokładnych lub luźnych połączeń, niezgodności złączy różnych producentów, a także uszkodzeń izolacji przewodów. Wysokie napięcie stałe (DC) w połączeniu z tymi problemami sprzyja powstawaniu łuku elektrycznego, który może zapalić elementy instalacji wykonane z tworzyw sztucznych. Ponieważ przewody DC nie są wyposażone w zabezpieczenia różnicowo-prądowe, prądy upływu w miejscach uszkodzeń izolacji mogą prowadzić do pożaru bez automatycznego odcięcia zasilania. Właśnie dlatego kluczowe jest zastosowanie rozwiązań, które reagują bezpośrednio w miejscu powstania zagrożenia, takich jak ASPP Connector Box z plastrem gaszącym, oferujący precyzyjną ochronę na złączach, czy samoczynne plastry gaszące do stosowania w rozdzielni.

Jak działa ASPP sticker - skuteczne zabezpieczenie fotowoltaiki przed pożarem

W obliczu ryzyka pożarów w instalacjach fotowoltaicznych, zwłaszcza na złączach prądu stałego, kluczowe jest zastosowanie precyzyjnych i skutecznych rozwiązań. Innowacyjnym podejściem jest ASPP Connector Box - obudowa złączy ze zintegrowanym plastrem gaszącym.

ASPP Connector Box to specjalna obudowa ochronna dla złączy kabli solarnych MC4. Jej głównym celem jest lokalne zabezpieczenie przeciwpożarowe w miejscach, gdzie najczęściej dochodzi do powstawania łuków elektrycznych i przegrzewania, czyli na złączach DC. Obudowa wykonana jest z trwałych materiałów, takich jak samogasnące tworzywo ABS oraz stal S235, co zapewnia odporność zarówno na oddziaływanie czynników atmosferycznych, jak i na uszkodzenia mechanicze, a jej wymiary są dopasowane do standardowych złączy MC4. Urządzenie jest przystosowane do pracy w szerokim zakresie temperatur (od –40 °C do +65 °C), a jego żywotność wynosi do pięciu lat od daty produkcji.

Ważnym elementem systemu jest plaster ASPP Fire Sticker, zawierający środek gaśniczy FK-5-1-12 w postaci mikrokapsułek. Plaster działa samodzielnie: po przekroczeniu temperatury około 120°C, mikrokapsułki pękają, uwalniając gaz gaśniczy. W momencie wykrycia nadmiernego nagrzania substancja w postaci gazu szybko rozprzestrzenia się wewnątrz obudowy, skutecznie tłumiąc źródło ognia i zapobiegając rozprzestrzenieniu się płomieni na pozostałe elementy instalacji. Proces ten trwa zaledwie około 90 sekund, co znacząco ogranicza ryzyko poważnych strat.  

ASPP Fire Sticker znajduje się nie tylko w obudowanych Connector BOX. Sam plaster ma swoje zastosowanie także w rozdzielniach elektrycznych. Jego wielkość należy dobrać do wielkości posiadanej rozdzielnicy.

ASPP Fire Sticker działa bez potrzeby zasilania czy interwencji, gasząc pożar w zarodku. Jest bezobsługowy i trwały oraz nie wymaga dodatkowych działań po instalacji. Zapewnia precyzyjną, lokalną ochronę w miejscu największego ryzyka, na złączach MC4 czy też w rozdzielnicy. 

Nie zapomnij o gaśnicy!

Istnieją także dedykowane urządzenia gaśnicze, które stworzone zostały do gaszenia pożarów instalacji fotowoltaicznych. Przykładem jest SOLARSTOP działający na zasadzie tłumienia pożaru poprzez chłodzenie i obniżanie  temperatury materiału palnego. Ten innowacyjny produkt dostępny jest m.in. w sklepie internetowym POL-POŻ w kategorii gaśnice do fotowoltaiki.

Podsumowanie - najważniejsze zasady ochrony instalacji fotowoltaicznej przed pożarem i przepięciami na złączach

Bezpieczeństwo instalacji fotowoltaicznej to wynik połączenia wielu elementów, od zgodności z przepisami prawnymi i profesjonalnego montażu, po stosowanie innowacyjnych rozwiązań ochronnych. Chociaż pożary PV są rzadkie, ich konsekwencje sprawiają, że proaktywne podejście do bezpieczeństwa jest istotne dla ochrony budowli i użytkowników. Bezpieczeństwo instalacji PV to zaawansowany system zarządzania ryzykiem. Każdy element odgrywa kluczową rolę.