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.