FOTOVOLTAICKÁ ELEKTRÁRNA V PLAMENECH Demonstrační cvičení Bc Josef Kopačka Hasičský záchranný sbor Plzeňského kraje Jiří Hladík Solartec s.r.o. 28. června 2012 Praha
Obsah prezentace Úvod Pokusná měření na panelech Popis objektu a FVE FV v plamenech Provedené cvičení Vyhodnocení Návrh opatření a stanovení možných postupů Závěr
FVE současná situace z pohledu HZS Nedostatečná informovanost jednotek (typ FVE, plán instalace rozvodů, ovládací zařízení) Nezjistitelnost FVE při příjezdu jednotky Neexistence metodického listu bojového řádu Jednotky nedisponují detekčním zařízením na DC napětí Existence podružného rozvaděče Problematika vypnutí DC strany Označení přístupů k ovládacím prvkům Instalace domácích kutilů
Pokusná měření na nefunkčních panelech Stanovení teploty při které dochází k deformaci panelů Chování panelu při přímém tepelném namáhání Definování hořlavosti FV panelu jako souboru
Provedené pokusy s nefunkčními panely CHOVÁNÍ PANELU PŘI TEPLOTĚ NAD 450 OC CHOVÁNÍ PANELU PŘI TEPLOTĚ OKOLO 300 OC
Pokud nedojde k směrovému namáhání, panel se nepoškodí
Zřetelné plamenné hoření při pokusu o zapálení FV modulu svářecí soupravou(o2,c2 H2 )
Vyhodnocení pokusů s nefunkčními panely Výsledkem provedených pokusů s nefunkčními panely bylo stanovení FV modulu jako nehořlavý soubor V průběhu tepelného namáhání nedochází k masivnímu praskání výplní a následnému vypadnutí. Panel se deformuje jen v místě tepelného namáhání
Popis objektu a FVE 3 typy krytin Al krytina, pálená taška, asfaltová lepenka porovnání různých typů používaných krytin a chování instalovaných FVE v závislosti na krytině
Instalace FVE na hliníkové krytině o výkonu 1800 Wp
Instalace dvou FV panelů na pálené krytině
Instalace 3 monokrystalických panelů na lepenkové krytině
Provedené pokusy s funkčními panely Vznik el. oblouku Vznik el. oblouku ve vodním prostředí Měření krokového napětí Přerušení solárního vedení dostupnými prostředky jednotek PO Šíření stejnosměrného proudu v souvislé vodní vrstvě
Vznik el. oblouku na nadzemním hydrantu ve 30 metrové vzdálenosti od mínusového pólu
Výkres měření krokového napětí v suchém prostředí
Vyhodnocení měření s funkčními panely Primární nebezpečí vyplývá z pohybu hasičů v souvislé vrstvě vody, skrz kterou vedou porušené solární rozvody. Další možností vzniku nebezpečné situace je zaplavení střídače při povodních a následné čerpání. Pokud již dojde k jednomu z výše jmenovaných jevů, můžeme počítat z elektrolýzou vody za vzniku H2 a O 2, což může vést ke vzniku výbušných směsí. S el. oblouky musíme počítat při jakémkoli přiblížení porušených vodičů nebo zařízení. Tento jev nám může iniciovat nová ohniska, popřípadě zkomplikovat hašení DC částí.
FVE v plamenech Dne 30. 3. 2012 ve 12 : 47 došlo k iniciaci krovu s instalovanými FVE. Střecha byla zapálena ve středu střechy mezi funkčními FVE. Střecha byla zapálena hranicí dříví o energii 1888 MJ.
Měření při požáru Během průběhu požáru jsme se zaměřily: Chování napěťových a proudových hodnot s rostoucí teplotou Rozdíly v chování FVE v závislosti na střešní krytině Chování FVE jako uceleného systému v podmínkách požáru Doba funkčnosti FVE a stanovení kritické teploty
čas 500 400 400 300 300 200 200 100 100 0 0 2500 500 2000 400 1500 300 1000 200 500 100 0 0 Teplota [C] 13:12:00 13:09:07 13:06:14 13:03:22 13:00:29 12:57:36 12:54:43 12:51:50 12:48:58 12:46:05 napětí Uoc [V] 500 Teplota [C] 13:12:00 13:09:07 13:06:14 13:03:22 13:00:29 12:57:36 12:54:43 12:51:50 12:48:58 12:46:05 Pmax [W] závislost Uoc FV2 na teplotě panelu a Al krytiny čas závislost Pmax FV2 na teplotě panelu a Al krytiny
Vyhodnocení poznatků z požáru Rozdíly v chování FVE v závislosti na typu krytiny Na základě měření a viditelného průběhu požáru je průkazné, že na hořlavých krytinách dojde k rychlému rozšíření požáru pod instalaci a dochází k snižování napětí a výkonu. U FV systému instalovaného na hořlavé krytině dojde ke shoření celé instalace dříve, než přehoří solární vedení. U nehořlavých krytin s instalací FVE je doba ovlivnění výkonu a napětí mnohem delší. Instalace je funkční do doby, než začne docházet k prohořívání krytiny. Panely jsou funkční(částečně) až do teplot okolo 2000C
Měření teplot
Vyhodnocení poznatků z požáru Chování FVE po konstrukční stránce jako celku: Nedocházelo k samostatnému hoření, ani k vyhořívání hořlavých fólií bez přímého působení plamene FVE mechanicky degradovaly jen v místě tepelného namáhání Z hlediska nebezpečí padajících konstrukcí je třeba zmínit hlavně konstrukce neupevněné do konstrukce krovu
Vyhodnocení poznatků z požáru Měření teplotní odolnosti solárního kabelu Při vyhodnocení měření termočlánků a termokamery jsme došli k závěru, že i přes vysoké teploty pohybující se nad teplotami tepelné degradace izolací solárních kabelů (teplota tání PE, PP od 130 do 170 C a teplotou hoření od 370 do 400 C), nedošlo při měření k jasnému zkratu u FV2. U FV1 došlo k přehoření (nebo zkratu) solárního vedení po 14 minutách (kryt z proti požárního sádrokartonu-požární odolnost 15minut)
Návrh opatření pro provozovatele FVE Povinné označení objektů s instalacemi FVS grafickým symbolem na elektroměru popřípadě na pojistkových skříních. Užívání bezpečných napětí (do 120V DC), z hlediska účinnosti střídačů a odporových ztrát nevhodné ve většině instalací, Upozornění na sekundární rozvaděče, či jiné možnosti vypnutí živé části. Vybudování ovládacích prvků pro stejnosměrnou část (co nejblíže u FV panelů). Pokud možno ovládání z rozvaděčové skříně objektu. Vytvoření dokumentace zdolávání požáru minimálně ve formě operativní karty na zařízeních vyššího výkonu. Zřízení nehořlavých kanálů pro stejnosměrnou část solárního vedení vedoucí stavebními konstrukcemi apod.
Možnosti minimalizace rizik pro zasahující členy HZS Odpojení DC rozvodů co nejblíže u FV panelů
Získané poznatky pro JPO Vytvořit databázi všech provozovatelů FVE a zakomponovat je jako vrstvu v programu GIS (geografický informační systém), kdy by vyjíždějící jednotka měla informaci o instalaci FVE a operační středisko by mohlo adekvátně reagovat s výjezdovou technikou a typem hasiv. Využití dokumentace zdolávání požáru pro získání základních informací o zapojení FVS, stanovení možného bezpečného odpojení a především upozornit zasahující hasiče na řadu nebezpečí. Dále je nutné zajistit při hasebním zásahu dodržovaní odstupových vzdáleností od živých částí, používat vhodné typy proudnic a hasiv a především eliminovat pohyb zasahujících v nepřehledných prostorech, kde by se mohly nacházet poškozené kabelové rozvody stejnosměrné části FVS.
Děkujeme za pozornost Bc Josef Kopačka Hasičský záchranný sbor Plzeňského kraje Jiří Hladík Solartec s.r.o., Rožnov pod Radhoštěm