În acest articol discut un subiect foarte important care a ajuns în lumina reflectoarelor din cauza mai multor incidente mediatizate, și anume incendiile cauzate de panourile fotovoltaice. Articolul este bazat pe 2 studii, unul făcut de TUV și altul făcut de BRE UK.
Cuprins
Din ce cauze iau foc panourile fotovoltaice
Pe scurt, majoritatea incendiilor provocate de panouri apar din cauza montajului incorect și a utilizării de conectică de slabă calitate. În continuare o să mă refer la sistemele mici, instalate pe acoperișuri, nu la parcurile fotovoltaice,unde pot apărea alte situații.
Principalul fenomen care duce la incendiu este apariția unui arc electric. De la arc electric pana la incendiu e un drum foarte scurt. Arcul electric ajunge și la 3000 grade celsius. Gândiți-vă că și la sudură avem tot un arc electric, numai că în cazul sistemelor fotovoltaice ai nevoie de un amperaj mult mai mic din cauza tensiunii înalte în curent continuu care facilitează apariția și menținerea unui arc electric.
Cauzele probabile ale apariției arcului electric într-un sistem fotovoltaic pot fi rezumate astfel:
- Conexiuni Slabe sau Defectuoase: Conexiunile slabe (de ex. conectori MC4 incomplet conectați) sau defectuoase între componente pot duce la rezistență electrică crescută, care poate genera căldură și poate provoca apariția arcului electric.
- Deteriorarea Izolației: Deteriorarea izolației cablurilor sau a conductorilor poate permite curentului electric să scape, ducând la formarea arcului electric.
- Nepotrivirea Componentelor: Utilizarea componentelor care nu sunt compatibile între ele, cum ar fi conectori sau cabluri nepotrivite, poate crește riscul de arc electric.
- Cauze Externe: Animalele, ramurile de copaci sau alte obiecte care pot deteriora panourile sau cablurile pot cauza scurtcircuite ducând la arcuri electrice.
- Defecțiuni de Echipament: Echipamentele defectuoase, cum ar fi separatoarele, conectorii, panourile fotovoltaice sau chiar invertoarele, pot fi surse de arcuri electrice.
- Montaj defectuos: O instalare necorespunzătoare, inclusiv montarea inadecvată a panourilor, cablajul incorect sau fixarea necorespunzătoare a componentelor, poate duce la apariția arcului electric. De asemenea putem adăuga folosirea unor protecții necorespunzătoare (calculate greșit) pentru sistemul fotovoltaic sau utilizarea unor cabluri de secțiune insuficientă.
- Condiții Meteorologice Extreme: Condițiile meteorologice extreme, cum ar fi furtunile, pot cauza deteriorări fizice ale sistemului, ceea ce poate duce la apariția arcului electric.
- Pătrunderea Umezelii în Cutiile de Joncțiune sau Tablourile cu Protecții: Umezeala duce la oxidarea contactelor. Astfel apar contacte imperfecte care se încing și care în ultima etapă duc la apariția arcurilor electrice.
- Îmbătrânirea Echipamentului: În timp, echipamentul poate să se uzeze sau să se degradeze, ceea ce poate crește riscul de apariție a arcului electric datorită conexiunilor slăbite sau a deteriorării izolației.
Scenarii exemplificatoare
1. Utilizarea de panouri deteriorate
Un prim scenariu este utilizarea de panouri care au fost deteriorate fie din fabrică sau de la transport, și au fost montate așa. În acest caz poate apărea un curent de scurgere către pământ, un scurtcircuit sau un contact imperfect, care duce la apariția unui arc electric. Nici un panou care prezintă deteriorări nu ar trebui montat!
În studiul TUV despre care am vorbit în introducere chiar s-a făcut un test care să simuleze un panou deteriorat, cu busbar-urile întrerupte între câteva celule, și care avea defectă și dioda de bypass. În acel test arcul electric a dus rapid la topirea sticlei și a substratului panoului, iar arcul a continuat să ardă timp de 16 minute.
2. Panou deteriorat la montaj
Un al doilea scenariu este deteriorarea unui panou la montaj. Știu un exemplu de un astfel de situație. Asa arata un șurub de montaj pe tabla, el are un reglaj în partea de sus care sa preia denivelările unui acoperiș sau inexactitatea găuririi. Dacă spatele panoului atinge șurubul, se poate rupe izolația de pe spate și șurubul sa atingă un traseu de curent, ceea ce duce la apariția unui arc electric.
3. Probleme la conectorii MC4
Un al treilea scenariu este o problema la conectorii MC4. Acest scenariu este și cel mai des întâlnit conform unui studiu TUV.
În primul rând trebuie utilizate sculele potrivite pentru sertizare. Nu poți sertiza corect un conector MC4 utilizând un patent.
Nu este recomandată utilizarea conectorilor MC4 de la producători diferiți deoarece ce poate duce la un contact imperfect sau la pătrunderea umezelii în conector. Mă refer de exemplu la utilizarea unui conector mama de la un producător cu un conector tata al altui conector. Au toleranțe diferite. Exista și un studiu separat făcut pe aceasta temă. Problema este că panoul vine cu conector Staubli, și tu folosești alt conector de la un producător oarecare, care este posibil să nu fie de calitate. La momentul actual se lucrează la un standard care să rezolve cumva această problema.
O altă problemă este deconectarea conectorilor MC4 în sarcină, și apoi reutilizarea lor. Se poate vedea că pe fiecare conector scrie clar să nu se deschidă în sarcină, Dacă deschizi în sarcina un astfel de conector se va crea pentru un scurt timp un arc electric care va distruge lamele de pe conectorul mama care fac contact cu conectorul tata. Apare un contact imperfect care se va încinge și la un moment dat va putea duce la un incendiu.
Nu în ultimul rand trebuie sa te asiguri ca ai conectat complet conectorii MC4. O conexiune incompletă duce la pătrunderea umezelii și crearea unui contact imperfect.
4. Deteriorarea izolației cablurilor
Un al patrulea scenariu este deteriorarea izolației cablurilor, caz în care pot apărea arcuri electrice intre conductoare și pământ sau între conductoarele de plus și minus. Deteriorarea conductorilor poate apărea din cauza montajului defectuos care permite frecarea conductorilor de obiecte ascuțite sau unor factori externi deosebiți precum o furtună foarte puternică care deteriorează structura pe care sunt prinse cablurile.
5. Utilizarea unor protecții neadecvate
Un al cincilea scenariu îl poate reprezenta utilizarea unor siguranțe neadecvate în cazul în care avem mai mult de 2 stringuri în paralel. Siguranța maxima utilizata trebuie sa fie sub valoarea Maximum Series Fuse care apare în fișa tehnică a panoului, și de asemenea sub curentul maxim suportat de cablurile de legătura. Mai multe detalii despre protecțiile necesare sistemului fotovoltaic găsiți în acest articol.
6. Pătrunderea umezelii în cutiile de joncțiune și tablourile de siguranțe
Pătrunderea umezelii degradează conexiunile în conectori, cutiile de joncțiune și întrerupătoare/separatoare. Apare un contact imperfect care în timp poate duce la topirea elementelor constitutive și la apariția unui arc electric.
Recomandări
Instalatorii trebuie să se axeze pe controlul calității și instruirea temeinică a echipei care instalează. De asemenea, un sistem fotovoltaic trebuie inspectat periodic.
Fiecare instalator ar trebui sa efectueze mai multe teste când pune în funcțiune un sistem fotovoltaic, începând cu testarea izolației și opțional inspecția cu o camera termică pentru a detecta unde apar eventualele zone încinse.
Și nu în ultimul rând nu trebuie să se facă rabat la calitatea materialelor, și mai ales a conectorilor MC4. Eu aș pune doar conectori de la Staubli (sau Helukabel). Înțeleg ca un conector de calitate poate fi și de 4-5 ori mai scump decât unul no-name, dar ce înseamnă 2 perechi de conectori la prețul unui sistem?
Pentru orice alte întrebări și discuții vă aștept pe grupul Totul despre Fotovoltaice pe Facebook și pe canalul de YouTube Full Electric.
Atenție! Orice intervenție asupra echipamentelor electrice se face doar de către personal autorizat!