Ile modułów fotowoltaicznych potrzeba żeby wywołać pożar ?

 

No ile ?

=> odpowiedź:   1 (słownie: JEDEN)

 

 

Ale jak to ? Przecież to niemożliwe - wszyscy sprzedawcy mikrofalowników mówią zgodnie: mikrofalowniki są bezpieczne, bo nie ma łączenia modułów w łańcuchy, przez co unika się "wysokich" napięć.

Czyżby kłamali ?

Nie - mają też trochę racji.

No to jak ? Co to za ściema ?

Aby odpowiedzieć na to pytanie, musimy najpierw określić punkt widzenia:

Bezpieczne - dla kogo ? czego ? (dopełniacz).

Dla kogo to wiemy - dla człowieka w kontekście dotyku bezpośredniego (patrz link - przeczytaj, zajmie Ci to 2 min). Przy instalacji na mikrofalownikach po stronie DC mamy napięcie nieprzekraczające Voc (napięcia obwodu otwartego) jednego modułu, czyli w zależności od jego wielkości (tj. liczby ogniw) nie przekroczy ok. 50V (dla dużego modułu 2m typu 72 ogniwa tj. moce ok. 450 Wp).

Tabelka wartości napięć "bezpiecznych" :

warunki

Napięcie przemienne  [V]

Napięcie stałe  [V]

normalne (suche)

50

120

zwiększonego zagrożenia (wilgotne)

25

60

ekstremalnego zagrożenia (mokre)

12

30

 

I właśnie na tym aspekcie skupiają swój marketing sprzedawcy mikrofalowników.

Ale dopełniacz to coś więcej niż tylko kogo ale również czego. Analiza w zakresie napięcia dotykowego to za mało, należy rozważyć również zagrożenie dla przedmiotów (dachu).

Na tym etapie potrzebujemy analogii:

Czy świeczka jest bezpieczna dla człowieka ?

Niespecjalnie - płomień zgasimy w palcach.

Czy świeczką możemy wzniecić pożar ?

Hm... Przyłożę gdzie trzeba, poczekam i voilà !

Już chyba czujemy co się święci. Zwraca się uwagę na jeden aspekt i o nim się trąbi, tymczasem zupełnie milcząc w kontekście innego.

 

Pytanie, które sobie dzisiaj zadajemy, to czy jeden moduł na mikrofalowniku jest bezpieczny dla dachu (nasze "czego" z dopełniacza).

Jeden moduł fotowoltaiczny jest wystarczający do wytworzenia łuku elektrycznego, tj. wytworzenia ogniska pożaru.

Skąd takie informacje ?

Potencjał wytworzenia się łuku analizujemy głównie w kontekście elementów łączeniowych modułów PV (złączek solarnych). Stosowne badania wykonane zostały między innymi przez TÜV Rheinland.

Na rysunku poniżej widzimy serię prób, dla różnych wartości prądu i napięcia w eksperymencie wywoływania łuku pomiędzy dwoma elektrodami miedzianymi:

rys.: J. Zornikau, Untersuchung der Entstehung von Lichtbögen in Photovoltaik-Modulen und Bewertung der Risiken, Diplomarbeit, TÜV Rheinland, Köln, 2007.

Opis:

Czerwone kwadraciki to warianty eksperymentu, gdzie nie doszło do zapłonu łuku (napięcie lub prąd były zbyt małe).

Niebieskie romby to momenty gdy doszło do zapłonu łuku.

Teraz na to nałożymy sobie charakterystykę prądowo-napięciową wybranego modułu PV o mocy 400 Wp:

 

W ten sposób otrzymujemy "łukogenny" zakres pracy jednego modułu  fotowoltaicznego => ten zakres został oznaczony żółto-czarnymi paskami.

Co istotnego odczytamy z rysunku poza tym że wystarczy nam jeden moduł PV o mocy 400 Wp aby wytworzyć łuk elektryczny np. na niespasowanych złączkach solarnych ?

1. To czy moduł jest w stanie wytworzyć łuk zależy od natężenia promieniowania: poniżej 300 W/m2 (czyli 1/3 tego co mamy w lecie) "możemy spać spokojnie"

2. Dużo zależy od napięcia - moduły PV im większe tym mają większe napięcie. W tym kontekście modułem bezpiecznym będzie moduł o napięciu Voc wynoszącym poniżej 20V czyli ok. 33 ogniwa (standardem jest 60 lub 72). Zasadniczo niespotykane na rynku.

 II Wnioski:

1. zastosowanie mikrofalowników jako rozwiązania z "napięciem bezpiecznym" to bzdura.

a) nie jest to rozwiązanie bezpieczne zarówno w zakresie napięcia dotykowego czyli z punktu widzenia ekipy strażackiej gaszącej wodą instalację PV => bo wtedy patrzymy na zakres "mokre" i naszym progiem jest 30V.

b) nie jest to rozwiązanie bezpieczne w zakresie ognisk pożaru czyli niebezpieczeństwa dla dachu (to nasze "czego" z dopełniacza z początku artykułu)

Dodatkowo:

2. Zastosowanie mikrofalowników to wykonanie szeregu dodatkowych połączeń na złączkach solarnych mikrofalownik <=> moduł i wymaga od instalatora szczególnej uwagi w zakresie ich wykonania tak aby nie inicjować zagrożenia "czego". Patrz artykuł:

https://uzgodnienia-ppoz.online/nie-ma-kompatybilnych-zlaczek-solarnych

Dyskusja na grupie branżowej:
https://www.facebook.com/groups/grupafotowoltaika/posts/4504825862882542/