Întrerupător de protecție împotriva incendiilor pentru sisteme fotovoltaice
Dacă instalezi sau exploatezi un sistem fotovoltaic, protecția împotriva incendiilor nu este o opțiune, ci o responsabilitate. În acest articol vom analiza de ce este necesar un întrerupător de protecție împotriva incendiilor în cazul sistemelor fotovoltaice și cum funcționează propriu-zis întrerupătorul de protecție împotriva incendiilor pentru panouri solare. Vom vedea, de asemenea, în ce situații de urgență anume oferă acest dispozitiv o protecție reală. De fapt, panourile solare mențin tensiunea pe partea de curent continuu (DC) chiar și în timpul zilei, atunci când opriți invertorul — de aceea, deconectarea rapidă și sigură este esențială. Vom discuta în detaliu de ce deconectarea pe partea de curent continuu (DC) este esențială în cazul sistemelor fotovoltaice și ce trebuie să știi despre siguranța intervenției pompierilor. Te vom ajuta, de asemenea, să înțelegi pe baza căror criterii tehnice merită să alegi un întrerupător și de ce depinde prețul întrerupătorului de protecție împotriva incendiilor pentru panouri solare. În final, vom trece în revistă aspectele legate de instalare destinate instalatorilor și proiectanților, inclusiv la ce trebuie să se acorde atenție la coordonarea protecției împotriva incendiilor a sistemelor de stocare a energiei și a panourilor solare în cazul sistemelor hibride, precum și care sunt cele mai frecvente erori la conectarea întrerupătoarelor. Articolul se încheie cu un rezumat și o secțiune de întrebări frecvente, pentru a găsi rapid răspunsul care te interesează.
De ce este necesar un întrerupător de protecție împotriva incendiilor în sistemele fotovoltaice?
Una dintre caracteristicile mai puțin cunoscute ale sistemelor fotovoltaice este faptul că partea de curent continuu (DC) rămâne sub tensiune continuă pe timpul zilei, chiar și atunci când opriți invertorul. Acest lucru reprezintă un pericol grav în caz de incendiu: cablurile de curent continuu (DC) care trec prin interiorul clădirii rămân conductoare cu potențial de înaltă tensiune. Disjunctorul de incendiu reduce tocmai acest risc. Reglementările maghiare — Decretul BM nr. 54/2014. (XII. 5.) BM și a Directivei tehnice privind protecția împotriva incendiilor aferente — are ca scop reducerea, în caz de incendiu și într-un timp scurt, a riscului de electrocutare pentru persoanele aflate în clădire și pentru pompierii care intervin, precum și a riscului de reaprindere cauzat de arcurile electrice de curent continuu care se formează pe cabluri. Este important de reținut: aceasta nu este doar o recomandare — întrerupătorul este un element obligatoriu în anumite configurații, de exemplu în cazul traseelor de curent continuu mai lungi care traversează clădirea. Cât de real este acest pericol? În interiorul unui arc electric de curent continuu, temperatura poate atinge 3000–15000 °C, ceea ce poate topi cablurile și poate extinde incendiul la alte structuri. De aceea, alături de un panou solar bine ales, este întotdeauna necesară și o soluție de protecție împotriva incendiilor bine gândită.
Cum funcționează întrerupătorul de protecție împotriva incendiilor?
Logica de funcționare este simplă, însă miza este mare. În majoritatea sistemelor fotovoltaice, întrerupătorul de curent continuu (DC) este integrat în invertor, însă după oprirea invertorului, cablurile solare care leagă panourile solare de invertor rămân sub tensiune continuă de până la 1000 V. Întrerupătorul de siguranță împotriva incendiilor rezolvă această problemă: întrerupe circuitul de curent continuu (DC) în punctul cel mai apropiat de panourile solare, eliminând astfel tensiunea din secțiunea de cablu dintre comutator și invertor. În multe instalații, oprirea întrerupătorului principal de siguranță împotriva incendiilor de pe partea de curent alternativ (AC) declanșează automat și funcționarea întrerupătorului principal de siguranță împotriva incendiilor de pe partea de curent continuu (DC), fără a fi necesară o acțiune manuală. Conform principiului de funcționare, tipul care funcționează pe baza principiului căderii de tensiune se deconectează imediat în cazul unei întreruperi de curent; dezavantajul este că trebuie reconectat manual — ceea ce poate fi incomod în cazul sistemelor montate pe acoperiș. În schimb, tipul cu curent de lucru se declanșează la excitație.
În ce situații oferă protecție întrerupătorul de separare?
Întrerupătorul de separare nu este destinat funcționării zilnice, ci situațiilor de urgență. Cel mai important caz este incendiul: în acest moment, reduce riscul de electrocutare pentru persoanele aflate în clădire și pentru pompieri, precum și riscul de reaprindere cauzat de arcul electric de curent continuu care se formează pe cabluri. Oferă protecție și atunci când pompierii aruncă apă asupra clădirii în flăcări, deoarece secțiunea de cablu deja deconectată de la tensiune nu prezintă pericol de electrocutare. Tocmai de aceea, reglementările prevăd instalarea întrerupătorului acolo unde traseul exterior al cablului de curent continuu depășește 10 metri — în acest caz, întrerupătorul trebuie amplasat în imediata apropiere a parcului de panouri solare. Este însă important de știut că deconectarea nu rezolvă totul — în clădire pot rămâne cabluri care rămân sub tensiune chiar și după deconectarea în caz de incendiu, iar acestea trebuie marcate corespunzător.
Deconectarea pe partea de curent continuu (DC): de ce este deosebit de importantă în cazul sistemelor fotovoltaice?
De ce nu este suficient să se oprească pur și simplu curentul? Deoarece panourile solare nu pot fi „oprite”: dacă lumina le atinge suprafața, acestea produc energie, iar la bornele lor apare tensiune. Mai mult, conform standardului MSZ HD 60364-7-712, partea de curent continuu a sistemelor fotovoltaice trebuie considerată sub tensiune chiar și atunci când sistemul este deconectat de la rețeaua de curent alternativ. Problema majoră o reprezintă natura curentului continuu. Un modul obișnuit furnizează o tensiune continuă de câteva zeci de volți, dar prin conectarea în serie a panourilor solare, tensiunea șirului poate varia între 600 și 1000 V, indiferent de valoarea acesteia, în timp ce curentul care circulă este de 8–16 A — la o astfel de sarcină se poate forma un arc electric de până la 10–20 cm. În sistemele de curent continuu nu există trecere prin zero, astfel încât arcul electric se stinge mai greu decât în cazul curentului alternativ. Conform statisticilor, în centralele solare, peste jumătate din incendii sunt cauzate de arcuri electrice de curent continuu. Aici devine esențială deconectarea de siguranță împotriva incendiilor a panourilor solare: întrucât invertoarele tradiționale nu deconectează partea de curent continuu (DC) doar prin deconectarea părții de curent alternativ (AC), cablurile solare pot rămâne sub tensiune de până la 1000 V fără un dispozitiv de deconectare în caz de incendiu.
Intervenția pompierilor: ce trebuie să știți despre siguranță?
Pentru pompieri, sistemul fotovoltaic reprezintă un risc suplimentar, de aceea intervenția necesită o pregătire specială. La sosire, trebuie să clarifice mai întâi dacă clădirea dispune de un sistem fotovoltaic și unde și cum este posibilă deconectarea acestuia în caz de incendiu. Până când acest lucru nu este clar, toate cablurile de curent continuu sunt considerate sub tensiune. Marcajul obligatoriu este de ajutor în acest sens. Lângă intrarea principală a clădirii trebuie să existe un semn de siguranță care să avertizeze asupra prezenței sistemului fotovoltaic, iar lângă întrerupătorul de deconectare trebuie amplasată o inscripție sau un pictogramă care să indice destinația acestuia — de exemplu, „Întrerupător de deconectare DC pentru sistemul fotovoltaic în caz de incendiu”. Pe cabluri trebuie amplasate plăcuțe de identificare de-a lungul traseului, la intervale de cel mult 5 metri, astfel încât situația să fie clară dintr-o singură privire. Totuși, protecția împotriva incendiilor nu se oprește la întrerupător: trebuie marcate conductele care rămân sub tensiune chiar și după deconectare și trebuie indicată și lungimea acestora, pe care întrerupătorul de incendiu nu o deconectează. Aceste câteva plăcuțe pot salva viața celui care intervine.
Pe baza căror criterii tehnice trebuie să alegi un întrerupător de decuplare?
Nu este indiferent ce întrerupător instalezi în sistem. Primul criteriu îl reprezintă tensiunea și curentul nominal de curent continuu (DC): dispozitivele disponibile pe piață suportă, de obicei, sarcini de până la 1000–1500 V DC și 38–40 A și sunt disponibile în variante dimensionate pentru un număr diferit de șiruri. Parametrii șirurilor tale trebuie să corespundă acestor valori. Deși invertoarele conforme cu standardul MSZ EN 62116 se deconectează automat de la rețeaua de curent alternativ (AC), acest lucru nu asigură lipsa tensiunii pe partea de curent continuu (DC) — prin urmare, din punct de vedere electric, întrerupătorul trebuie ales separat. Principiul de funcționare este, de asemenea, important. Tipul automat, cu motor, se deconectează fără intervenție umană și nu necesită cabluri speciale; în schimb, varianta cu curent de lucru necesită cabluri ignifuge și tensiune de acționare, ceea ce scumpeste instalarea. Acordați atenție separării galvanice: optimizatoarele compuse exclusiv din elemente semiconductoare nu pot fi utilizate ca întrerupătoare în caz de incendiu. În cazul instalării în exterior, este necesară protecția IP65/IP66 și rezistența la radiații UV, iar certificarea trebuie să fie conformă cu EN 60947-3 / CE / TÜV. Alegerea întrerupătorului adecvat de protecție împotriva incendiilor este, așadar, întotdeauna o decizie la nivel de sistem.
De ce depinde prețul întrerupătorului de protecție împotriva incendiilor pentru panouri solare?
Nu există un preț uniform, deoarece prețul întrerupătorului de protecție împotriva incendiilor pentru panouri solare este determinat de mai mulți factori. Cel mai important factor este principiul de funcționare: cel bazat pe scăderea tensiunii este cel mai ieftin, soluția automată cu motor este mai scumpă, iar cea cu curent de lucru este cea mai costisitoare din cauza cablului ignifug. Prețul crește în funcție de numărul de stringuri gestionate, de conectorii MC4 integrați și de opțiunile de control de la distanță sau de monitorizare prin aplicație. Ca informație generală: chiar și un întrerupător cu un singur string, cu reconectare manuală, pornește de la aproximativ 70–120 mii de forinți + TVA, iar produsele premium de pe piață pot fi mult mai scumpe. Aici, alegerea potrivită nu este cea mai ieftină, ci dispozitivul care se potrivește sistemului.
Aspecte legate de instalare pentru executanți și proiectanți
Executantul și proiectantul au aici o responsabilitate comună: asigurarea funcționalității consumatorilor în caz de incendiu nu este doar sarcina proiectantului și a executantului instalației electrice, ci și a arhitectului și a proiectantului de protecție împotriva incendiilor. Cel mai important este amplasarea întrerupătorului. Dacă întrerupătorul este amplasat lângă invertor, în adâncul clădirii, atunci în caz de incendiu întreaga cablare interioară de curent continuu (DC) rămâne sub tensiune — ceea ce nu mai respectă principiul de protecție împotriva incendiilor. Amplasarea corectă trebuie întotdeauna adaptată la structura clădirii și la traseul curentului continuu, nu la invertor. Astfel, în cazul unui traseu exterior mai lung, întrerupătorul va fi amplasat lângă panourile solare, în apropierea structurii de susținere. Două reguli de bază: pe partea de curent continuu (DC) nu se poate utiliza un întrerupător de curent alternativ (AC), iar în exterior este necesar un grad de protecție IP adecvat. În cutia DC preasamblată, producătorul a coordonat deja siguranțele, protecția la supratensiune și întrerupătorul de decuplare, ceea ce reduce riscul de erori.
Protecția împotriva incendiilor pentru acumulatoare și panouri solare: la ce trebuie să se acorde atenție în cazul sistemelor hibride?
Sistemul hibrid este alcătuit din panouri solare și un sistem de stocare a energiei (baterie), ceea ce aduce noi riscuri în ceea ce privește protecția împotriva incendiilor. În practică, este recomandabil ca sistemul de stocare a energiei și invertorul hibrid să fie proiectate într-o aceeași zonă de incendiu, deoarece acest lucru simplifică decuplarea și marcarea. În cazul instalațiilor cu acumulator de energie, este necesară o decuplare de curent continuu (DC) pe tronsonul de cablu dintre invertorul hibrid și acumulatorul de energie, dacă acestea nu se află într-o aceeași secțiune de incendiu sau dacă lungimea secțiunii depășește 5 metri. Protecția împotriva incendiilor a sistemului de stocare a energiei necesită, de asemenea, o marcare specială: trebuie indicat faptul că conductoarele active pot rămâne sub tensiune chiar și după deconectare. În plus, pentru acumulatorii Li-ion mai mari, de peste 5 kWh, se aplică recomandări speciale privind propagarea incendiului.
Erori frecvente la conectarea întrerupătoarelor
La conectare, unele greșeli se repetă mereu. Cea mai frecventă este amplasarea întrerupătorului lângă invertor, în adâncul clădirii — astfel, secțiunea DC interioară rămâne sub tensiune pe toată durata, iar soluția nu respectă principiile de protecție împotriva incendiilor. O altă greșeală tipică este conectarea unui întrerupător de curent alternativ (AC) la partea de curent continuu (DC), deși acesta nu este capabil să întrerupă circuitul fără arc electric, sau utilizarea unui optimizator format din elemente semiconductoare ca întrerupător de incendiu. În cazul întrerupătorului de curent de lucru, o greșeală frecventă este omiterea cablului rezistent la foc și a tensiunii de acționare. De asemenea, este frecventă omiterea marcării cablurilor care rămân sub tensiune. O altă sursă de erori o reprezintă împământarea defectuoasă — o împământare incorectă poate duce la formarea de arc electric și la incendiu. O proiectare bine gândită a sistemului de împământare a panourilor solare ajută la prevenirea acestui lucru.
Întrebări frecvente (FAQ)
Este obligatoriu ca fiecare sistem fotovoltaic să fie echipat cu un întrerupător de protecție împotriva incendiilor?
Nu întotdeauna. Este obligatoriu dacă traseul DC exterior până la punctul de intrare are o lungime mai mare de 10 metri, dacă secțiunea interioară până la invertor depășește 5 metri sau dacă cablul DC traversează una sau mai multe planșee. În afară de aceste cazuri, este recomandabil să se instaleze un astfel de întrerupător pentru protecția vieții și a bunurilor.
Întrerupătorul de protecție împotriva incendiilor previne incendiul?
Nu. Acesta nu protejează în sine împotriva incendiului; rolul său este de a deconecta de la tensiune partea de curent continuu în caz de incendiu, reducând astfel riscul de electrocutare care îi amenință pe cei aflați în interior și pe pompieri.
Se poate instala ulterior întrerupătorul de incendiu?
Da, poate fi integrat și în sistemul existent, dar întrerupătorul trebuie amplasat cât mai aproape de panourile solare sau, cel târziu, la punctul de intrare în clădire — și, în orice caz, lucrarea trebuie efectuată de un specialist.
Cât costă un întrerupător de protecție împotriva incendiilor?
O soluție cu un singur circuit, cu repornire manuală, pornește de la aproximativ 70–120 mii de forinți + TVA, iar dispozitivele motorizate, cu mai multe circuite și cu comandă de la distanță sunt, de obicei, mai scumpe.
Cine poate instala întrerupătorul de protecție împotriva incendiilor?
Un electrician specializat, deoarece este vorba de lucrări de instalație electrică, iar dacă se modifică caracteristicile de protecție împotriva incendiilor ale clădirii, investiția poate fi demarată pe baza unui proiect de execuție. De aceea, încredințează această sarcină unui executant calificat.
