Požární bezpečnost fotovoltaických a bateriových systémů Ing. Pavel Hrzina, Ph.D. České vysoké učení technické v Praze, Fakulta elektrotechnická a Solární asociace, spolek. Kontakt: hrzinap@fel.cvut.cz Problematika požární bezpečnosti OZE systémů je důležitým aspektem jejich celkové bezpečnosti. A to z důvodů, že přes všechna opatření může každý, i sebe dokonalejší, systém selhat. Naštěstí v případě FV systémů a baterií se jedná o relativně bezpečné technologie. Fotovoltaické systémy mají dlouhou projekční životnost a použité materiály jsou tak ve většině případů kvalitní. Běžná FVE neobsahuje pohybující se části a její údržba se sestává spíše z kontroly stavu, než z aktivní údržby jako je tomu například u spalovacích motorů, či složitých technologických celků. Tento fakt dokládá také nízká frekvence požárů FVE, respektive počet požárů s počtem instalací roste, ale procentní zastoupení stagnuje. Bateriové systémy jsou na tom v podstatě podobně. I jejich bezpečnost je díky jednoduchosti systému, a především propracovaným bezpečnostním mechanismům (battery management systém – BMS) na dobré úrovni, a tak vzhledem k počtu provozovaných systémů, je zahoření baterie spíše výjimkou. Narůstají ale počty požárů amatérských instalací, a to v přímé souvislosti s dostupností baterií na trhu a klesající cenou dovozu méně kvalitních článků. V případě požáru vznikají často nebezpečné zplodiny a požár má, zvláště u některých typů baterií velkou intenzitu, a tak je potřeba těmto požárům věnovat pozornost. Příčiny požárů iniciovaných elektrozařízením mohou být rozdílné. Asi nejznámější příčinou požáru je zkrat. Dochází k němu při spojení vodičů s rozdílným potenciálem. Pokud má toto spojení nízký odpor a rozdíl potenciálů je velký, dochází k průchodu velkého proudu. Nárůst proudu je rychlý a nastalé přetížení obvodu vybaví předřazenou pojistku. Celý děj tak většinou trvá pouze několik milisekund a je doprovázen velkým, ale krátkodobým, vývinem tepla a charakteristickou jiskrou, zábleskem. Většinou při zkratu dojde k roztavení materiálu vodiče a žhavý kov může následně zapálit své okolí. Nicméně uvolněná energie je relativně malá. Druhou častou příčinou požáru bývá přetížení zařízení nebo spoje vodičů. Vývin tepla je menší než u zkratu, ale trvá delší dobu. Většinou dochází k postupné degradaci a následnému selhání zařízení, které pak může zapálit své okolí. Typickým příkladem jsou tzv. vypálené zásuvky. Posledním zdrojem zapálení od elektrického zařízení může být jeho tzv. „normální provoz“. Sem patří například odložená žehlička, nebo plastová nádoba odložená neopatrně na elektrický sporák. Vzhledem k nízké teplotě většinou nedochází v takovém případě k rychlému zapálení, ale spíš k vývinu kouře s následným požárem. V případě bateriových systémů a FV elektráren se v jejich části nachází, na rozdíl od běžné rozvodné sítě, stejnosměrný proud. V případě, že je napětí v místě poruchy vyšší než přibližně 30 V DC, může dojít k zahoření stejnosměrného oblouku. Takový oblouk, na rozdíl od střídavého, hoří klidně a může se dále šířit třeba po přívodních vodičích. Jeho tepelný výkon je značný a teplota dosahuje tisíců stupňů celsia, při výkonu (v případě domácí FVE) jednotek kilowatt. Energie dostupná v případě RD tak odpovídá dvou až třem běžným kutilským svářečkám (RD s FVE cca. 10kWp) a takovému zdroji tepla již neodolá takřka žádný plast a selhávají i tenčí plechy. V případě velké FV elektrárny, už může být například na svorkách centrálního střídače, výkon desítky až stovky kilowatt. U bateriových systémů pak mohou být zkratové výkony i desítky kVA (trvají ale kratší dobu, jsou-li přerušeny pojistkou) a pak může takový zkrat mít charakter výbuchu, s velkou devastační energií a to díky nízkému vnitřnímu odporu baterie a jejímu „napěťovému“ charakteru. Ne každá část systému FVE, nebo bateriového systému, je stejně nebezpečná. Při analýze rizik tak rozlišujeme místa, která nelze uvést do bezpečného stavu, tedy do beznapěťového stavu. U FVE je to
RkJQdWJsaXNoZXIy NDMxMzk=