Bezpieczeństwo instalacji fotowoltaicznych

Fotowoltaika jako dziedzina nauki zajmuje się procesem przetwarzania światła na energię elektryczną. Na co dzień jednak spotykamy się z tą nazwą w kontekście nieustannie dzwoniących telefonów, w których po drugiej stronie słuchawki nasi rozmówcy (lub boty) uważają, że bez fotowoltaiki nie możemy funkcjonować, a jedna instalacja, jeśli już taką mamy - nam nie wystarczy.

Instalacja fotowoltaiczna to zespół urządzeń, które po połączeniu ze sobą mogą produkować energię elektryczną przetwarzając światło słoneczne. Energię tę możemy na bieżąco konsumować, przesyłać do sieci elektroenergetycznej (instalacje on-grid) lub też ją magazynować (off-grid). Podstawowe komponenty takiej instalacji (zazwyczaj) to panele fotowoltaiczne, falowniki, odpowiednie okablowanie, konstrukcje nośne czy zabezpieczenia elektryczne – w zależności od rozwiązań poszczególnych producentów ilość i dobór poszczególnych komponentów może się różnić.

W ostatnich latach liczba instalacji przyłączanych do sieci rośnie niemal logarytmicznie. Na taki stan rzeczy złożyło się kilka czynników, m.in. wprowadzenie w 2019 roku możliwości skorzystania z tzw. ulgi termomodernizacyjnej – odliczenie kosztu instalacji od podatku oraz wprowadzenia rządowego programu dotacji „Mój Prąd”. Oba te czynniki, wraz ze stałym spadkiem cen poszczególnych komponentów, wpłynęły znacząco na obecny krajobraz odnawialnych źródeł energii w naszym kraju. Choć programy te bezpośrednio związane były z osobami prywatnymi czy też instalacjami do mocy 50 kW to oddziaływanie finansowe (spadek cen komponentów) niewątpliwie pociągnął za sobą cały rynek instalacji – również w zakresie budowanych farm fotowoltaicznych. Warto wspomnieć, że na koniec 2018 roku łączna moc instalacji fotowoltaicznych w Polsce wynosiła ok. 300 MW, a szacunki na koniec 2021 roku to ok. 6 000 MW[1].

[1] ARE – Agencja Rynku Energii SA | https://www.are.waw.pl/badania-statystyczne

Rynek o tak wysokim popycie musiał przejść szybkie przeobrażenie w zakresie mocy przerobowych podmiotów świadczących usługi w tym zakresie. Firmy dotychczas istniejące na rynku przekształcały się z działalności jednoosobowych w spółki kapitałowe, a te w akcyjne zatrudniające kilkaset osób. Nowe przedsiębiorstwa wyrastały jak grzyby po deszczu, a każdy wykonawca posiada kilku podwykonawców… Rozwój firm wykonawczych dodatkowo napędził napływ pracowników zza wschodniej granicy, gdzie standardy instalacyjne różnią się od tych przyjętych w krajach Europy zachodniej.

Wszystkie te czynniki sprawiły, że tak samo szybko jak rosło zapotrzebowanie na instalacje spadała jakość oferowanych usług.

W Polsce, aby wykonywać instalacje fotowoltaiczne (on-grid[1]) należy posiadać ogólne uprawnienia elektryczne wydawane przez Stowarzyszenie Elektryków Polskich (G1) lub Certyfikat Instalatora Systemów Fotowoltaicznych wydawany przez Urząd Dozoru Technicznego. Zdobycie tych pierwszych w dobie pandemii nie stanowi żadnego problemu dla osób chociażby po szkole podstawowej – większość kursów realizowana jest w trybie zdalnym. I na tym koniec – idziemy działać…

Tu jednak następuje zderzenie z rzeczywistością. Jak się okazuje same uprawnienia elektryczne nijak się mają do realiów projektowania i montażu instalacji fotowoltaicznych.

Instalacje fotowoltaiczne charakteryzują się szerokim spektrum zagrożeń. Do podstawowych należą [2]:

• pożar wywołany łukiem elektrycznym, który może wystąpić w szczególności na elementach łączeniowych,
• uszkodzeniem przez grad, wiatr lub inne czynniki atmosferyczne,
• uszkodzeniem przez szkodniki.

Same instalacje stanowią zagrożenie pożarowe dla np. palnych dachów, na których są położone.

Z przeprowadzonej analizy rynku wynika, że typowe problemy związane z instalacjami fotowoltaicznymi to:

1. Brak obligatoryjnych standardów projektowych. Polskie prawodawstwo nie narzuca żadnych wytycznych w tym zakresie. Gdyby nie fakt zmiany przepisów w 2020 r. dotyczących konieczności uzgadniania projektów instalacji o mocy powyżej 6,5 kW z rzeczoznawcą ds. zabezpieczeń ppoż. rynek nie wymagałby żadnej dokumentacji dla instalacji do 50 kW! (te o mocach powyżej 50 kW muszą być realizowane w ramach pozwolenia na budowę.
2. Jako minimum jakościowe w tym zakresie należy wspomnieć normę PN-EN 62441-1 czy chociażby wytyczne Stowarzyszenia Branży Fotowoltaicznej - Bezpieczeństwo przeciwpożarowe instalacji PV. Wymagajmy chociaż tyle.
3. Brak standardów wykonania złączy/konektorów.  Te najbardziej powszechne znane są pod nazwą MC4.  Nazewnictwo to, chodź przejmowane przez innych producentów, nie jest oparte na jakichkolwiek wytycznych czy standardzie. W konsekwencji niezorientowani instalatorzy zupełnie nie zważają na to jakie złącza zamontował producent falownika, jakie producent paneli, a jaki sami instalują na przedłużeniach odcinków przewodów. Niedopasowanie mechaniczne tych elementów, czy też ich niewłaściwy montaż może wprost skutkować pożarem wywołanym łukiem elektrycznym.
4. Jak wskazują badania TÜV Rheinland – wadliwość/zła jakość połączeń to najczęstszy problem powodujący usterki instalacji fotowoltaicznych.
5. Brak przeglądów instalacji fotowoltaicznych.  Zgodnie z polskimi przepisami instalacje elektryczne powinny być przeglądane minimum co 5 lat. Instalacja fotowoltaiczna jest częścią instalacji elektrycznej i jako taka powinna zostać objęta takimi przeglądami. Doświadczenia ubezpieczeniowe wskazują, że z racji narażenia samych instalacji na czynniki zewnętrzne (grad, wiatr, śnieg, itp.) częstotliwość ta może być niewystarczająca. Ponadto, jak sygnalizują producenci poszczególnych komponentów (paneli czy konstrukcji nośnych), instalacje powinny zostać poddane co najmniej oględzinom po wystąpieniu porywistych wiatrów, czy gradobicia. Ze względu na ryzyko fizycznego uszkodzenia paneli po gradobiciu i możliwego wystąpienia mikropęknięć niewidocznych gołym okiem zaleca się wykonywanie badań termowizyjnych takich instalacji. Należy wystrzegać się firm oferujących przedłużoną gwarancję bez konieczności wykonywania jakichkolwiek przeglądów.
6. Dobór komponentów. Wiadomo, że zarówno zegarek za 50 zł jak i za 50 000 zł pokazuje czas. Wyroby wprowadzane na terenie Unii Europejskiej podlegają minimalnym badaniom jakościowym i certyfikacji. Każdy z producentów ma możliwość udzielenia gwarancji jakości oferowanych produktów. Czynniki te oraz opinie zasięgnięte w dostępnych źródłach dają większą szansę na długoletnią, bezproblemową pracę instalacji (choć nie dają pewności).

Poza omówionymi problemami trzeba mieć na uwadze, że instalacje te są pożyteczne, same z siebie mają nam służyć i stanowić swego rodzaju inwestycję. Od lat funkcjonują w Europie Zachodniej, a ich obecność na stałe weszła w krajobraz miast i wsi. Taki trend jest obserwowany w Polsce. Należy go wspierać. Ubezpieczyciele, w tym Allianz, śledząc rynek fotowoltaiki, starają się być na bieżąco ze zjawiskami szkodowymi związanymi z tymi technologiami. W kolejnym materiale omówimy prewencję oraz zaproponujemy kilka wskazówek służących podniesieniu poziomu bezpieczeństwa obiektów wyposażonych w instalacje fotowoltaiczne.

[1] On-Grid – instalacje podłączone do sieci elektroenergetycznej

[2] TÜV Rheinland - Report on technical risks in PV project development and PV plant operation