Windon är ett registrerat varumärke av Windon AB

Solenergi / Brand och El säkerhet

Brand och El säkerhet.

Det finns många åsikter och myter runt brand och elsäkerhet när det gäller installation av solcellsmoduler och växelriktare. Vi har här tänkt reda ut ett antal av dom punkter som gäller detta ämne. Vi kommer dela upp det i flera tankesätt där vi dels ska diskutera vad som händer när branden är ett faktum och vi ska naturligtvis prata om vad man bör tänka på för att just solanläggningen inte ska vara den utrustning som är anledningen till en brand.

Vad jobbar vi med för typ av ström.

Som de flesta vet så är en solanläggning och den spänning man jobbare med i solceller något man kallar DC. DC är samma spänning som du har i ett batteri men i detta fall är den betydligt högre. DC är också den spänning man jobbar med i en vanlig svets så då förstår man hur lätt den har att skapa en gnista och /eller ljusbåge, en spänning i solcellsanläggning kan vara upp till 1000V och med den spänningen kan man skapa en ljusbåge som är ett par hundra mm om luft och fukt har rätt förhållanden. För att skada sig på DC från en solanläggning måste man ta i både + och - och dessutom i samma slinga om växelriktaren inte är igång. Om växelriktaren är igång eller om DC-brytaren är av simpel modell som bara bryter + så får man ström i sig om man tar i en + och valfri - kablage. Det jag vill säga är att det krävs både + och - kablage om man ska skada sig på en solcellsanläggning. DC strömmen i en solanläggning slikjer sig dock från den i en bil då man i en solanläggning inte använder negativa sidan som jord utan det är ett helt integrerat/stängt system vilket innebär att du inte jordar genom att stå på mark/tak utan för att få en ström måste du ansluta till den aktiva slingan. Detta skiljer sig mot det vi är vana vid på AC ström där det räcker med att man kommer emot en fas för att få en ordentlig smäll. Detta beror på att AC-ström jordars i mark så i princip står du redan på minus så fort du nuddar mark. Kort sagt krävs det mycket för att få en stöt än tvärt om, dom flesta skulle inte lyckas ens om dom försökte. Dock ska man alltid vara försiktig för om man får en stöt kan det göra rejält ont och har man otur kan man skada sig ordentligt.

Hur kan en brand starta i en solanläggning.

Ja det finns i princip bara 2 anledningar till att en brand startar i en solanläggning och det ena är en glappkontakt eller dålig kontakt där man får en rusning och ljusbåge som sen ökar i storlek och värme alt eftersom materialet förbränns i ljusbågen. Detta sker på grund av dåliga kopplingar och undermåliga kopplingsboxar. Vi brukar föreslå att man ska ha så lite kopplingar och avbrott som möjligt mellan moduler och växelriktare och man ska aldrig använda sig av skruvkopplingar där kvaliteten på anslutningen bero på hur noggrann elektriker eller installatör är. Förslagsvis använder man kopplingar med krimp som kräver verktyg för montage för att minimera risken för en dålig anslutning eller kopplingar med en integrerad klämkoppling. En skruvad kabel är en väldigt vanlig brandrisk i ett elsystem och en sådan koppling ställer höga krav på den som monterar. När det gäller kopplingsboxar i modulerna brukar vi rekommendera att man har helt lödda eller svetsade kopplingar i boxen, tyvärr har producenter av kostnadsskäl slutat att löda och svetsa boxar och förlitar sig då bara på vanliga fjädersatta kopplingar vilket vi anser är undermåligt. Alla dessa boxar är godkännda av organissationer såsom TUV men enligt vår erfarenhet och våra tester håller dom inte måtten. Dessa fjädersatta kopplingar blir dessutom anlöpta med år av värme och kommer tillslut att tappa stora delar av sin fjädrande effekt och då kommer kopplingarna att släppa och en glappkontakt är då resultatet av det med brand som följd. Den andra anledningen till att en brand startar i en solanläggning är undermåliga material i modulen eller en slarvig produktion alternativt en fraktskada på modulen, dessa problem brukar uppdaga sig i att man får en kortslutning i en kiselplatta som vi kallar hottspott. Dessa kommer skapa en temperaturrusning i modulen och med lite otur så kommer man inte bara tappa produktion utan också starta en brand. En hotspot kan komma upp i temperaturer på flera hundra grader och då förkolna allt material i sin närhet. En modul som är brandklassad ska normalt klara av att släcka en hotspott då materialet inte ska vara antändbart, dock ställer det krav på att modulen är rätt monterad då temperaturen i hotspoten kan vara väldigt hög. Det finns bara ett sätt att kontrollera att en anläggning är 100% OK och det är att filma den med en värmekamera efter montage. Detta kommer tydligt visa om det är någon modul som har fått en skada eller har en kortsluten cell.

Råd inför montage av solanläggning.

• Använd minimalt med kopplingar och avbrott på DC-kablaget.

• Undvik att låta kopplingar och kontakter ligga mot tak eller i väta även om dom är klassade för att klara av det. • Använd “aldrig” skruvkopplingar/sockerbitar eller liknande om du inte är absolut tvungen, om du nu ändå måste använda skruvkopplingar så se till att sko kardeler med en hylsa och använd kopplingsdon och skruvdon som är godkända för DC. DC kräver mer isolation och högre isolationsavstånd än AC och tyvärr så är just material avsett för DC i dessa spänningar ganska ovanligt och man använder då material som ofta kan betecknas som undermåligt. Man kan också se till att separera + och - för att minimera möjliga interna överslag. En sockerbit där det sitter både + och - i kommer med 100% säkerhet att få överslag mellan poler och med det en stor potentiell brandfara. • Man bör också tänka på att vanliga relän och frånskiljare “inte” fungerar till DC då det krävs otroligt stora kontaktavstånd för att hantera spänningen från ett solcellssystem. Använd växelriktare med inbyggda frånskiljare eller se till att frånskiljaren är avsedd för DC med 1000V spänning. Strömmen hänger på antalet slingor brytaren ska skilja från. • Se till att skydda kablage med gnagarskydd när du passerar genom brännbara väggar, detta är inte tillräckligt med plastslang utan ska vara stålrör eller stålslang. • Försök alltid att använda plåtskåp i de fall du måste bryta ett kablage, detta minimerar risken för brand omgnistbildning skulle ske i skåpet eller en koppling.

Om och när branden är ett faktum.

Nu är det ju tyvärr så att bränder inträffar även om det förmodligen är sällan en solanläggning är orsaken. Så vad bör man fundera på för att ge dom som släcker en så säker vardag som möjligt. Här finns det många myter och olika förslag som endast bättrar på fakturan till den som ska handla anläggen, och det enda många av dessa förslag gör är skapa en falsk trygghet som vi alla vet är farligare än inget alls. Jag ska här prata om några saker som försäljare av solcellsanläggningar brukar ta upp i jakten på att vinna en kund.

Brandskyddsbrytare:

Detta är en brytare som sitter uppe på taket där samtliga DC-kablage passerar. Denna är tanken att man ska kunna stänga av nerifrån marken innan man gör en

släckningsinsats, den kan också kopplas mot elnät eller brandlarm för att automatiskt bryta spänning mellan moduler och växelriktare. Denna brytare är en känslig

komponent som ska innehålla relä som ska bryta 1000V och minst 15A vilket är en tuff uppgift. Det kommer krävas en hel del kvalité för att klara av att bryta samtliga

slingor utan att den gå sönder och detta ska den klara efter att ha suttit där uppe i många många år, och den ska naturligtvis också klara av höga temperaturer

eftersom det naturligtvis brinner vid det tillfälle som den ska fungera. Vi på Windon ser denna produkt som en ganska meningslös låda som tagits fram för att tjäna

pengar på myndighetens rädsla och för att skinna kunder på ytterligare några tusen kronor. Vi gissar på att om det startar en brand någonstans i denna anläggning så

är det stor sannolikhet att den kommer starta i denna låda vilket naturligtvis är komiskt i detta sammanhang. Det vi skrev i tidigare stycke att man ska undvika

kopplingar och ha så få kontakter mellan moduler och växelriktare som möjligt har man ju förbisett med denna låda. Vill man ta bort risken för strömförande kablage

mellan tak inkopplingsskåp så finns det 2 mycket säkrare och billigare alternativ. antingen sätter man växelriktaren på taket eller i samband med taket, detta gör då att

det inte kommer finnas något DC-kablage någon annan stans än just på taket. Andra alternativet är att man drar + kablaget och - kablaget åtskilda ner från moduler till

växelriktare, detta gör att en brandman aldrig kan nå både + och - om han måste gå igenom en vägg eller liknande, och då kan en brandman inte skada sig på dessa

kablage.

Optimerare / Smartbox:

Detta är en lite elektroniklåda i plast/ALU som man sätter bakom varje modul för att ha full kontroll på panelen och för att kunna styra panelen av och på, denna box ska också kunna hantera skuggor på enskilda moduler där man internt i boxen höjer spänningen ut från modulen för att kompensera en underspänning internt i modulen och då på så sätt kunna hålla slingan i samma spänningsnivå. Ofta är det mycket snygga resultat och man har bra koll på modulerna i en slinga, tyvärr så ger denna lilla låda inte ett bättre resultat än en vanlig stringoptimerare/stringinverter. Våra tester har visat att man förlorar energi på året genom att ha dom installerad i slingan. För en normalt funtad person är detta ganska logiskt. Man får ju inte mer energi genom att installera fler källor som kräver energi. Men om man inte har koll på hur en slinga ska konfigureras och om man har en utrustning som har små spänningstoleranser så kan en smartbox ge ett + resultat, dock existerar det inte i en seriös montörs värld. Denna lilla box kostar dessutom en del pengar och det har man då kompenserat med att bygga en billigare inverter vilket vi inte tycker är OK. Detta kan man se genom att läsa datablad på dessa växelriktare för optimerare och jämföra med kända varumärken från andra tillverkare. Då kommer man att få se stora skillnader på DC sidan i form av mycket klenare maskiner med sämre Amp och mycket sämre spänningstoleranser och färre ingångar för slingor mm. Ofta drar man ner på saker som godkända integrerade DC-avskiljare också vilket är ganska dumt. För en maximerad produktion så föreslår vi ett traditionellt konfigurerat system med bra marginaler. I ett bra konfigurerat system så har man installerat dubbelt så många moduler i en slinga än vad växelriktaren har som lägsta spänningsnivå vilket då gör att man kan ha ett antal moduler skuggade utan att förlora energi i övriga slingan, alternativet är att installera solcellerna där det inte finns någon skugga. Ett krav är naturligtvis att man har bypass dioder i modulen och att dom har rätt motstånd för att släppa strömmen vidare vid skugga eller korsslutning i modulen. Ytligare ett problem med optimerare är att de sitter under modulerna på ett tak, detta ger naturligtvis garantiutbyte en helt ny innebörd. Vi vet genom åren att om något går sönder så är det växelriktaren eller annan elektronik framförallt om den då sitter i en ogästvänlig fuktig och varm miljö. Tänk dig att ett blixtnedslag eller annan överspänning slår sönder all elektronik i din 25kW anläggning, då ska du först byta din växelriktare och sen ska du upp på taket och skruva bort 100st moduler och byta 100st optimerare och jag kan garantera att det inte ingår i producentens åtagande. Är man sen orolig för att man inte kan kontrollera var modul och se att dom fungerar och gör sitt jobb så är rekommendationen från oss att man ska köpa moduler som man kan lita på. Folk är naturligtvis smarta och har i de flesta fall räknat ut dessa nackdelar med optimerare, många köper dessa ändå för den snygga grafiska visningen och hanteringen av modulerna, snygga gränssnitt och tjusigt gjorda Appar gör att man kan tänka sig dessa optimerare ändå. Allteftersom argumenten ovan har genomskådats av marknaden så måste ju producenter och säljare hitta andra spår för att sälja sina produkter, då har man nu börjat framhäva ett ganska farligt antagande där man påstår att man löser problemet med DC spänningen i kablage vid brand. Slingorna som passerar en optimerare har samma spänning som ett vanligt system och det är lika farligt. Dock kan man stänga av varje optimerare och på så sätt ta bort all DC-spänning i systemet. Det man då inte tänkt på är att när detta ska fungera så brinner det och dessa boxar och moduler utsätts då för temperaturer över 1000 grader. Jag kan garantera samtliga läsare att denna lilla plastlåda med kretskort och statiska relä kommer att smälta till en liten oformlig klump med plast, koppar och ten. Att lita på att denna låda kommer att hålla en modul frånkopplad vore mer än korkat. Det farligaste i allt detta är att man med det resonemanget ger falsk säkerhet till brandmän, elektriker och montörer vilket naturligtvis är mycket farligare än alternativet. Att försöka tjäna pengar med argument som kan skada andra är något vi inte gillar och vi hoppas att detta kommer ut och genomskådas mycket snart. Det är dessutom inte godkännda frånskiljare i dessa produkter och det finns inte heller någon vetenskapligt oberoende dokumentation som stödjer dessa antaganden, så detta är endast ett sett för säljare att kränga på kunderna ett unikt varumärke och bör betraktas med försiktighet.

Mikroinverter:

Dessa maskiner är väldigt lika optimerare i alla funktioner och antal med en skillnad då de inte kräver någon central växelriktare då växelriktarfunktionen är inbyggd. Mikroinverter är den enda hårdvaran som till 99% garanterat tar bort risken för stötar av el. Dom är kopplade var och en till en modul och även om de brinner upp så kommer det inte finnas mer spänning i systemet än vad en modul kan leverera (ca 40 VDC). Då kan man ju undra varför dessa inte är det enda på marknaden som borde få figurera. Ja som vanligt har allt en baksida och det gäller också mikroinvertern. Först och främst är den mycket dyr då man har en växelriktarteknik till varje modul. I större anläggningar kan den bli 3 ggr så dyr som alternativen. Den har också större förluster då den jobbar med låga spänningar och precis som optimerare så är det mycket elektronik som ska drivas och fungera. Dessutom ska man dra upp växelspänning på taket vilket både är krångligt och ställer krav på en högre elsäkerhet, el utomhus är aldrig ofarligt. Man får börja fundera på hur man ska koppla in dessa så man får en jämn belastning på elnätet, så det är gott om nackdelar även om det skulle lösa problemet med el i DC-kablage vid brand.

Vad kan hända vid släckning av en brinnande fastighet med solcellsmoduler.

Ja problemet med brandsläckning i fastighet med solceller är lite överdrivet och givetvis beror det på kunskap och utbildning. Många brandmän jag har pratat med får order om att inte spruta vatten direkt på solcellerna då dom tror att dom kan få ström i sig och i vissa fall har man kommit fram till olika säkerhetsavstånd för olika typer av strålar. Jag hör också ofta att “man” har läst om brandmän som dött av el i solanläggningar men jag har än inte funnit någon information om det så det kan inte höra till vanligheterna. Jag har läst dom dokument som skrivets för räddningstjänst i samband med brand i en solanläggning, Dessa är skrivna av människor med måttlig kunskap när det gäller solcellsanläggningar och el och är också ofta resultatet av att dom lyssnat på en säljare av unikt varumärke eller tittat på någon mindre vetenskaplig Youtube-film, och är i många fall inte representativa för verkligheten. Jag ska försöka bena ut en del begrepp här som kan få alla läsare att själva förstå vad man kan göra och vad man inte bör göra. DC-Volt är en spänning som rör sig från - till + och ett krav för att den ska fungera är att du har tillgång till båda ändarna, detsamma gäller naturligtvis också för att få ström i sig. Det är alltså helt annorlunda mot AC spänning som vi har i våra uttag hemma, där räcker det med att ta i fasen så kommer du att få en ordentlig smäll på grund av att du då är jordad. Jorden i en solanläggning är isolerad, man kan då säga att du måste stå på antingen minuskabeln eller pluskabeln när du sprutar vatten på modulerna för att få en stöt. Så om man inte står på anläggningen så kan man aldrig få ström i sig genom att spruta vatten på den. Står du på mark eller i korg eller på stegbil så är ekvationen strömstöt omöjlig. Att det kan rusa ström i vatten det vet vi men i detta fall kommer den rusa på taket mellan plus och minus och har ingen anledning att gå upp i ditt handtag. Dessutom så är var slinga sitt eget batteri vilket betyder att det inte räcker med att ta i plus och minus för att få en stöt, du måste dessutom ta i rätt plus och rätt minus. Dock ska tilläggas att om du tar i rätt plus och rätt minus så kommer du få en ordentlig smäll om solen är stark, pratar vi istället om natt eller gatubelysning så kan du inte uppnå någon farlig spänning eller ström, det är så dålig verkningsgrad på en solcellsmodul så det finns ingen praktisk möjlighet att skapa energi med gatubelysning som är stor nog för att skada någon som jobbar med modulerna. Sen vet vi att man kan mäta krypströmar då alla kablar går till växelriktaren och där kan dom naturligtvis korsslutas mot jord och på så sätt skapa en jordbas i teorin, vi har försökt att simulera detta problem genom att jorda moduler direkt i mark och mäta men det har varit så små spänningar så vi känner dom inte när vi tar i kablaget men dom går att mäta med instrument, så detta vill vi inte utesluta men vi kan inte ens vid bra förhållanden få en farlig spänning av detta. En dålig installation alternativt ett brinnande tak skulle ju naturligtvis kunna få någon av polerna att blotta sig och gå in i ställningsmaterialet eller ett plåttak och på så sätt öka risken att få en elstöt. Dock måste du då stå på taket och troligen hålla i taket samtidigt som du tar i den andra änden. Det troliga är att anläggningen vid detta tillfälle redan är kortsluten på fler ställen och vi vet ju alla att ström alltid tar den enklaste vägen och har du kortis i taket så kommer den att välja taket om det är i plåt. Har man dessutom någorlunda eldsäkra handskar samt gummibelagda stövlar så betvivlar jag att man kan få en stöt om man inte är riktigt oförsiktig. Skulle jag personligen gå igenom ett blött aktivt solcellstak med en yxa så skulle mitt största orosmoment vara att få glassplitter i ansikte och rent fysiskt skada mig på modulerna, el känner jag är den minsta risken. Jag kan ju säga att mina återförsäljare med sina montörer som uppgår till flera hundra i Sverige och har installerat många MW solceller i regn, snö och alla typer av väder har kopplat dessa anläggningar “on the fly” aldrig har fått någon stöt vad jag har hört. Själv har jag installerat ett antal MW i alla väder och har aldrig fått någon stöt och detta beror ju på att man aldrig hanterar 2 kablar samtidigt. Tyvärr blir man lite van vid detta och hanterar då AC på samma sätt men brukar då bli påmind om att det inte fungerar när man får sig en smäll. Om man stänger av strömmen till en byggnad eller slår av DC-frånskiljaren (DC-brytaren) till solanläggningen så tar man bort lasten på samtliga solpaneler och har dessutom brutet slingan där strömmen kan vandra mellan - och +, i detta läge är det riskfritt att gå ut i anläggningen och klippa av kablage och ta sig igenom en modul även om du klipper av kablaget och tar i båda dessa avklippta ändar så kommer du inte få någon spänning i dig då slingan är bruten. Skulle du klippa på 2 ställen i slingan och ta i rätt kablage så kommer du bara få den el mängd som blir i antalet seriekopplade moduler mellan dessa avklippta ställen. Kort sagt så kan man säga att med DC-frånskiljaren avslagen så jobbar man mycket säkert ute på en solanläggning både på mark och på tak.

Sammanfattning.

Man kan nu tolka denna sida som om att det är ofarligt med solceller och solcellskablage, det är det absolut inte och man ska naturligtvis alltid tänka till innan man gör en insats, hanterar man det vårdslöst och fel kan det kosta livet. Men har man en strategi och är lite logiskt så kan man hantera denna el utan någon stor fara. Dock krävs det kunskap och för att man ska kunna reagera snabbt och effektivt i realtid, och så måste funktionen i ett solcellssystem präntas in i ryggmärgen på samma sätt som allt annan man ska göra snabbt och bra. Detta kan vi på Windon hjälpa till med. Det är ju väldigt viktigt att en brandman kan göra sitt jobb och utan oro kunna göra en insats för att rädda liv. Okunskap får inte stå i vägen för detta. Vi håller kurser åt återförsäljare, montörer, elektriker och konsulter och har nu också börjat med att hjälpa brandmän att tänka rätt vid en insats. Vill ni ha en utbildning på solel så är det bara att höra av sig till Windon. Naturligtvis tjänar vi inte pengar på säkerhet så dessa utbildningar kostar inget, bara att boka en tid så kör vi.

Om oss

Solenergi / Brand och El säkerhet

Brand och El säkerhet.

Vad jobbar vi med för typ av ström.