sigurnost kod gašenja požara na fotonaponskim...

SIGURNOST KOD GAŠENJA POŽARA NA FOTONAPONSKIM ELEKTRIČNIM

POSTROJENJIMAJavna profesionalna vatrogasna postrojba Grada Osijeka

Goran Ivković dipl.ing.sig

4. stručno savjetovanje Hrvatske vatrogasne zajednice- Šibenik 2013. godine.

Sadržaj

• Uvod• Tipovi fotonaponskih postrojenja• Pregled požara na fotonaponskim postrojenjima• Osnove fotonaponskog postrojenja• Djelovanje električne struje na ljudski organizam• Postupci kod gašenja• Zaključak


Bolje je znati da radiš pod naponom, nego vjerovati da radiš

bez napona.


Tipovi fotonaponskih postrojenja

• Postrojenja spojena na javnu mrežu- mrežni sustavi (engl. on-grid)– postrojenja imaju za cilj

proizvodnju električne energije za prodaju, te nemaju spremnik električne energije-baterije.



Postrojenja koja nisu spojena na javnu mrežu- otočni sustavi (engl: off-grid)

– postrojenja koja nemaju doticaja s javnom mrežom.

– vikend kuće, poljoprivredne zgrade

– mjesta gdje je spoj sa javnom mrežom nemoguć, nepraktičan neisplativ ili nepouzdan.



• Postrojenja toplinskog sustava koji se najčešće koristi za zagrijavanje potrošne tople vode ili kao potporu grijanju

– koristiti sunčevu energiju za zagrijavanje tekućinu koja se koristi za prijenos toplinske energije.


Povijest požara na fotonaponskim postrojenjima

• Požar stambenog objekta u Coloradu tijekom svibnja 1980– požar je nastao na fotonaponskom modulu zbog neispravnosti

izolacionog materijala,

– Požar je učinio manju materijalnu štetu– taj događaj je potaknuo razmišljanja o požarima na fotonaponskim

postrojenjima



• Požar na sveučilištu u San Francisco tijekom svibnja 2008– instalirano velik broj modula i prijetilo je da se požar proširi na

cjelokupni objekt– osobe zadužene za održavanje objekta i djelatnici distributera struje

bili su osposobljeni za rad pod naponom te su isključili sustav do dolaska vatrogasaca

– uz manju količinu sredstava za gašenje požar stavili su pod nadzor požar i zadržali požar na fotonaponskim sustavima bez prijenosa požara na građevinu.



• 2010 požar na kući u Marylandu– uzrok požara je nakupljeno lišće ispod fotonaponskog postrojenja koji

je uzrokovao minimalnu štetu na fotonaponskom postrojenju.



• 2010 južna Kalifornija požar na pretvaraču/inverteru– Uzrok požara je bio električni kvar unutar pretvarača– vatrogasaci nisu u potpunosti ugasili požar dok nisu uklonili prisustvo

električnu energiju koja je generirana od strane fotonaponskih panela



• Kolovoz 2013 požar u kući na Rabu

– Uzok požara što je buknuo na obiteljskoj kući je tehnički kvar, neispravna instalacija solarnih kolektora

– izgorio je i dio krovišta kuće, a uslijed razlijevanja vode po tavanu oštećen je i prvi kat kuće



• Kolovoz 2013 godine požar krovišta na kojem su instalirani fotonaponski paneli u Vinkovcima.

– uslijed gašenja krovišta odnosno dogašivanja došlo je do manjeg incidenta u kojem je došlo do malog „peckanja struje“ koji su osjetili vatrogasci


Osnove fotonaponskog postrojenja

• Fotonaponski modul • Izmjenjivač/pretvarač• Prenaponska zaštita za fotonaponska postrojenja • Priključni sustav za fotonaponske instalacije i dr.


Fotonaponski modul-ćelijaFotonaponska ćelija (zvana i solarna ćelija) je poluvodički uređaj koji pretvara sunčevu energiju u električnu pomoću fotoelektričnog efekta.Grupe ćelija tvore fotonaponske module


Inverter/pretvaračAC/DC•Vezanjem fotonaponskih modula u seriju dobiva se niz, odnosno „string“•Spajanjem u seriju fotonaponskih modula povećava se napon niza•Nizovi se spajaju međusobno paralelno na pretvarač•Pretvarač ima zadatak da iz istosmjernog napona realizira izmjenični napon u uobičajen način u javnoj mreži


Prenaponska zaštita za fotonaponska postrojenja

•Fotonaponska postrojenja imaju velik rizik od udara groma zbog svoje izložene lokacije i velike površine•Posljedice mogu biti štete na pojedinim segmentima ili kvar kompletne instalacije• svaki sustav ima ugrađenu prenaponsku zaštitu


Priključni sustav za fotonaponskeinstalacije

•Priključni sustav baziran na kontaktnim lamelama•osigurava trajan i pouzdan kontakt•nazivne struje 17 A , nazivnog napona 1000 V.


Djelovanje električne struje na ljudsko tijelo

• Da bi električni napon i struja bili opasni po čovjeka moraju djelovati na njega i prolaziti kroz njegovo tijelo– Prolaz struje kroz ljudsko tijelo kroz 4 osnovna djelovanja:

• Toplinsko djelovanje tijelo se zagrijava i stvara unutarnje i vanjske opekotine

• Mehaničko djelovanje očitava se razaranjem tkiva kod ulaska i izlaska struje

• Kemijsko djelovanje vidi se u tome što struja prolazi kroz krvne žile te elektrolizom razara krvne sudove i srce

• Biološko djelovanje uzrokuje grčenje mišića te prekid krvotok.


Prikaz djelovanje struje na ljudski organizam


Prolaz električne struje kroz ljudsko tijelo

• električni napon i struja opasni su po čovjeka kad djeluju na njega i prolaze kroz njegovo tijelo ako dodirne – dva vodiča nekog strujnog kruga između kojih vlada napon– jedan vodič koji se nalazi pod naponom i sa zemljom– neki metalni dio električnog uređaja ili postrojenja koji u normalnom

pogonu izoliran od napona ali je došao pod napon zbog greške na izolaciji

– uzemljivač koji za vrijeme prolaza struje greške poprima previsok potencijal prema zemlji

– dvije točke na površini zemlje između kojih vlada potencijalna razlika zbog prolaza struje kroz zemlju


• It= struja kroz tijelo u amperima•Ul= napon dodira•Zt=impedancija ljudskog tijela u omima


ovisnosti ukupne impedancije tijela o naponu u mokrim uvjetima istosmjerne(DC) struje


ovisnosti ukupne impedancije tijela o naponu u mokrim uvjetima izmjenične (AC) struje


Primjer

• prilikom intervencije vatrogasaca na fotonaponskimpostrojenjima možemo očekivati napon koji se kreće od 600-900 V

• te s obzirom da radimo u težim uvjetima uzet ćemo da je ukupna vrijednost impedancije tijela vatrogasca za put ruka –noga oko 750 ᾨ


• S obzirom da možemo očekivati oko 933 mA jakost struje prilikom izravnog dodira, ta je jakost struje dovoljno velika da izazove smrt u trajanju prolaza i kraćem od jedne sekunde


Rizici koji se pojavljuju primjenom fotonaponskog postrojenja

• Glavni rizik povezan s primjenom fotonaponskog postrojenja je električna struja– izmjenična struja(engleski Alternating Current skraćeno AC) pojam

električne struje kojoj se smjer mijenja u vremenu– istosmjerna struja(engleski Direct Current skračeno DC) pojam koji

označava električnu struju čiji tok elektrona ne mijenja smjer kretanja.


Izmjenična struja Istosmjerna struja



• Opasnosti od električne struje na fotonaponskimpostrojenjima:– izravni (direktni dodir)– neizravni (indirektni dodir)– previsoki naponi– električni luk– opasnosti od kratkog spoja



• Mehaničke opasnosti– pad s visine– šiljasti i oštri predmeti,– rušenje konstrukcije– prsnuće fotonaponskog modula uslijed djelovanja topline ili djelovanja

vatrogasaca– klizavost površine



• Toplinske opasnosti– dodirom zagrijanih predmeta (konstruktivnih dijelova, oprema ili

sadržaja)– djelovanjem zračenja (plamena ili zagrijanih predmeta i oblaka para)– Postrojenja toplinskog sustava koji se najčešće koristi za zagrijavanje

potrošne tople vode ili kao potporu grijanju dodatno predstavljaju opasnost od prijelaza raznih fluida koji se koriste za zagrijavanje vode ( pare, tekućine)



• Opasne tvari– fotonaponski moduli proizvode se od silicija (Si) , Galij arsenid (GaAs)

poluvodiča napravljenih iz mješavine galija Ga i arsena As, Kadmij telurijeve CdTe ploče i dr.



• Opasnosti od požara– razvoj i širenje požara– produkti izgaranja– gubitak orijentacije – smanjenje kisika– leteće, čestice i predmeti i dr



• Druge opasnosti– zaraznih bolesti– uboda insekata– alergije – i drPraksa je pokazala da se u blizini fotonaponskih postrojenja nalaze

gnijezda ptica i insekata


Shema fotonaponsko g postrojenja 10 kW


Analiza fotonaponskog postrojenja

• Očekivana godišnja poizvodnja električne energije je oko 12,6 MWh • Postavljena je na krov • Tri niza/stringa• Po nizu 19 fotomodula• Ukupno 48 fotonaponskih panela



• Električna energija (istosmjerni napon i struja), generirana u sunčanimćelijama šalje se, vodičima u DC sklopni blok u kojem se nalaze, DC cilindrični osigurači 1000 V/15 A

• Dalje se električna energija kablovima šalje u izmjenjivač koji istosmjerninapon i struju pretvara u izmjenični

• Iz izmjenjivača izmjenične komponente električne energije (napon i struja) šalju u sklopni blok ostalog nalaze četveropolna RCD sklopka tipa A 40/0,3 A, četveropolni automatski osigurači B 20 A, rastavljačka sklopka s kratkospojnicima, prenaponska zaštita tipa C 20 kA i ostalo



• Iz AC se električna energija (izmjenični napon i struja) šalje kabelom u priključno mjerni ormar PMO

• Unutar PMO nalazit će se osigurači – sklopke, brojila za kupca iproizvođača i ostalo, sve kako je opisano u pripadajućoj prethodnojelektroenergetskoj suglasnosti.


Kako intervenirati u slijedećim slučajevima?


• Usred djelovanja požara i vjetra došlo je do oštećenja fotonaponskog postrojenja

• obavljanje intervencija s takvim događajima predstavljaju velik rizik• postoji velika mogućnost ozljeđivanja vatrogasaca odnosno pojavu

nesretnog događaja• Interveniranje na takvim događajima zahtjeva da se primjenjuju posebna

pravila zaštite na radu (korištenje osobnih zaštitnih sredstava, postojanje uputa i sl)


Kako intervenirati u slijedećim slučajevima ?


• Pretpostavka je da je objekt u ispravnom stanju• fotonaponsko postrojenje izvedeno sukladno propisima i tehničkoj praksi• redovno se održava• Na osnovu procjene situacije može zaključiti da je vrlo mala opasnost na

interveniranju kod takvih intervencija.


Postupci kod gašenja požara na fotonaponskimpostrojenjima

• svaka intervencija sadrži određeni dio rizika• svaki bi vatrogasac trebao biti svjestan opasnosti na intervencijama na

fotonaponskim postrojenjima



• Važno je razlikovati vrijeme intervencije• intervencije usred ljetnog dana je opasnija nego intervencija noću• fotopaneli izloženi suncu stvaraju opasan istosmjerni napon koji je

prisutan u samim panelima, vodičima i u samom izmjenjivaču.



• Fotopaneli prilikom izlaganju suncu ne mogu biti isključeni


Postupci kod gašenja požara na fotonaponskim postrojenjima

•Dolaskom na mjesto intervencije dežurna služba distributera isključuje struju gradske mreže (nadzemni ili podzemni vod)• u PMO (priključno mjernom ormariću) isključuju struju sklopkama. (dvije sklopke označene crvenom bojom)



•Dežurna služba distributera ili voditelj intervencije isključuje na izmjenjivaču sigurnosnu sklopku•svrha isključenje izmjenjivača iz mreže distributera električne mreže je ta što će spriječiti prisutsvo izmjennične struje ali isto tako ukloniti opterećenje fotonaponskog sustava.



•Prije isključenja utvrditi jakost struje i napon istosmjerne struje koja se može očitati na displeju izmjenjivača



•Oslobodite i odvojite sve DC konektora•umetnite plosnati odvijaču jednu od bočnih utora i povucite DC konektora ravno•Nemojte povlačiti ili savijati kabel•Izmjenjivač je u potpunosti isključen odfotopanela



• Teoretski je moguće isključiti i stringove na način da se prekine strujni krug stringa ali s obzirom da se vodiči nalaze ispod panela teško su dostupni

• Uvijek biti svjestan da je prisutna mogućnost strujnog udara• Osigurači kao zaštita nisu vjerojatni da će djelovati pod uvjetima kratkog

spoja



•Ukoliko su oštećeni vodiči u požaru postoji opasnost od indirektnog dodira i direktnog dodira•uvijek je potrebno testirati na prisutnost napona od dodirivanja bilo kojeg dijela sustava.•Ukoliko je panel oštećen on je i dalje pod naponom iz razloga što je u modulu ugrađena prijelazna dioda koja ima funkciju premoštenja neispravne ćelije



•Strujni udar nije moguć prilikom rukovanja s kablovima koji nisu oštećeni u požaru



• Granični naponi dodira iznosi 25 V za izmjeničnu i 60 V za istosmjernu struju.

• Rad pod naponom je gotovo neizbježna stvar. • povezivanjem više modula serijskim načinom spajanja povećava se također

i napon.• Max napon koji je očekivati je oko 1000 V, praktični napon je oko 600-700

V istosmjerne struje.• Poželjno je držati napon nizak, kako bi se smanjio rizik no u mnogim

slučajevima napon će premašiti razinu koja se smatra graničnim naponom.



• Moguće je smanjivanje napona na stringovima odvajanjem vodiča od panela, stručno osposobljenih ljudi na način da se odvaja panel po panel od stringa putem konektora

• presijecanjem vodiča električarskim alatom uz obvezno korištenje osobnih zaštitnih sredstava.



• Požari i ekstremne vrućine utjecat će na strukturu modula• visoke temperature mogu uzrokovati oštećenja nosača konstrukcije• toplina može uzrokovati da paneli eksplodiraju uslijed čega će krhotine

letjeti zrakom• Prilaziti objektu sa strane od koje ne prijeti rušenje panela



• požari na fotonaponskim postrojenjima se ne šire velikom brzinom• gašenje požara pri takvim događajima moguća i aparatima za početno

gašenje požara.• gašenje požara na fotonaponskim postrojenjima koristiti CO2, prah• gašenje većih požara, požare gasiti vodom- monsun mlaznicama korištenje

pri tlaku od pet bara• Sigurnosna udaljenost za gašenje požara pod naponom ostalim

mlaznicama minimalno 4 m.



• Gašenje požara na fotonaponskim modulima Cafs pjenom nije preporučljiva iz razloga što klizne niz površinu panela, i pjena nije postojana

• Požare krovišta na kojima su instalirani fotonaponski moduli preporučljivo gasiti cafs pjenom vodeći računa o sigurnosnoj udaljenosti

• primjena cafs pjene kao prekrivanje panela kako bi se spriječilo sunčevo zračenje eksperimentalno se nije pokazalo kao najbolje rješenje


Zaključak• gašenje požara na fotonaponskim postrojenjima predstavlja velik rizik

ukoliko se ne prepoznaju opasnosti i rizici• Revizijom Procjene opasnosti potrebno je utvrditi postojanje opasnosti,

njezinu vrstu te opseg prilikom interveniranja na fotononaponskimpostojenjima

• procjena trebala biti podloga za izradu plana i programa osposobljavanja za rad na siguran način prilikom intervencije na fotonaponskimpostrojenjima

• Programom teorijske i praktične nastave u vatrogasnoj postrojbi obraditi temu interveniranja na fotonaponskim postrojenjima, kako bi vatrogasci pratili trendove u struci


• Medicina rada bi trebala dati odgovore kako istosmjerna struja djeluje na ljudski organizam, kako prepoznati da smo izloženi djelovanju istosmjerne struje

• Odrediti postupke pružanja prve pomoći koje treba provoditi ukoliko dođe do ozljeđivanja


• Uspostaviti suradnju sa dežurnim službama distributera električne energije po pitanju interveniranja na fotonaponskim postojenjima.

• Uspostaviti suradnju sa projektantima, izvođačima obnovljivih izvora energije s ciljem praktične edukacije postrojbe


• Uspostaviti bazu podataka na području djelovanja postrojbe o objektima na kojima su instalirana fotonaponska postrojenja, izvršiti obilazak takvih objekata i pripremiti plan interveniranja na takvim objektima.

• Uspostaviti brojeve telefona izvođaća/instalatera fotonaponskih postrojenja a potrebno je pronaći rješenje za uspostavljanje kontakata za pomoć vatrogascima u slučaju nužde


kraj


sigurnost kod gašenja požara na fotonaponskim...

Documents