Požiar súdu Hung Fuk v Hongkongu slúži ako varovný príbeh: Ako by sa mala zabezpečiť požiarna bezpečnosť fotovoltaických systémov integrovaných do budov?

Požiar v hongkonskej budove Hung Fuk Court upriamil pozornosť odvetvia na bezpečnostné obavy týkajúce sa fotovoltaiky integrovanej do budov (BIPV). Tieto systémy, ktoré sú obzvlášť zraniteľné voči „komínovému efektu“, čelia zvýšenému riziku, keďže lokalizované požiare sa môžu rýchlo šíriť nahor cez dutiny, čo predstavuje výrazne väčšie nebezpečenstvo ako strešné inštalácie. To vysvetľuje, prečo väčšina krajín na celom svete dodržiava mimoriadne prísne normy požiarnej bezpečnosti pre fasádne fotovoltaické systémy pri propagácii fotovoltaiky integrovanej do budov (BIPV).

I. Prečo sú fasádne fotovoltaické systémy náchylnejšie na šírenie ohňa? Poznatky zo švajčiarskych prípadových štúdií

Švajčiarsko, globálne vyspelý trh s dvojfázovou fotovoltaickou energiou (BIPV) s rozsiahlym zavádzaním fasádnych fotovoltaických systémov, nemalo jednotné normy. V dôsledku toho Švajčiarska energetická agentúra poverila spoločnosť Swissolar vypracovaním Predbežných usmernení pre protipožiarnu ochranu vetraných fasádnych fotovoltaických systémov, ktoré by definovali bezpečnostné hranice pre takéto inštalácie.

Toto usmernenie sa primárne zaoberá „vetranými fasádnymi fotovoltaickými systémami“ – konštrukciami, kde dekoratívny obklad obklopuje fotovoltaické moduly a od konštrukcie budovy ich oddeľuje vetraná dutina. Analyzuje potenciálne riziká v štyroch typických scenároch požiaru vrátane:

Vznietenie iskrami z priľahlých budov

Požiare vznikajúce v základoch budov alebo na balkónoch

Vnútorné plamene unikajúce cez okenné otvory a zapaľujúce fasádu

Elektrický oblúk alebo poruchy komponentov v samotnom fotovoltaickom systéme

Najvýznamnejším rizikom v týchto scenároch je rýchle vertikálne šírenie požiaru. Najmä ak je hĺbka dutín nedostatočná, materiály nemajú dostatočnú ohňovzdornosť alebo vedenie káblov nie je v súlade s predpismi, plamene môžu v priebehu niekoľkých minút pohltiť celú fasádu.

Švajčiarsky klasifikačný systém ďalej zdôrazňuje:

Budovy pod 11 metrov: Relatívne nízke riziko, čo umožňuje zjednodušené požiadavky;

Budovy nad 30 metrov: Musia sa použiť kvalitnejšie materiály spomaľujúce horenie a ohňovzdorné nosné konštrukcie s povinnými skúškami horenia.

Všetky budovy: Prísne špecifikácie pre vedenie káblov, typy modulového skla a stupeň ohňovzdornosti spodnej vrstvy.

Tieto normy sú podrobnejšie ako súčasný čínsky Všeobecný predpis pre protipožiarnu ochranu budov a poskytujú referenciu pre budúcu štandardizáciu fasádnych fotovoltaických systémov v Číne.

II. Prečo požiar v Hongkongu spôsobil v tomto odvetví taký poplach?

Hongkonské výškové obytné budovy sú husto osídlené s minimálnymi rozostupmi medzi stavbami, vysokým tlakom vetra a zložitými konfiguráciami balkónov a fasád. Ak by sa požiar rozšíril cez vonkajšie stenové fotovoltaické inštalácie, výsledné:

Náročnosť evakuácie

Rýchlosť šírenia

Sekundárne požiare postihujúce susedné budovy

by ďaleko prevyšovali tie v konvenčných konštrukciách. To v podstate vysvetľuje trvalé zameranie odvetvia na „bezpečnosť vonkajších stenových fotovoltaických systémov“ v posledných rokoch.

Hoci požiar v budove Hung Fuk Court v Hongkongu nesúvisel s fotovoltaickými systémami, tento incident posilnil povedomie verejnosti: akákoľvek inštalácia namontovaná na fasáde, ak nespĺňa prísne bezpečnostné normy, by mohla potenciálne pôsobiť ako urýchľovač požiaru.

V dôsledku toho sa bez ohľadu na budúcu mieru prijatia fotovoltaiky nevyhnutne sprísnia normy požiarnej bezpečnosti.

III. Ako by sa mali implementovať fasádne fotovoltaické systémy? Materiály a kabeláž sa nesmú prehliadať

Na základe zhromaždených informácií priemysel v súčasnosti uprednostňuje nasledujúce aspekty fasádnej fotovoltaiky:

1.  Zvýšené hodnotenie spomaľovačov horenia pre moduly a konštrukčné materiály

– Moduly s dvojitým zasklením musia byť z tvrdeného skla

– Laminované fólie musia spĺňať normu RF2 (ekvivalent čínskej normy B1)

– Zadné listy musia dosiahnuť RF3(cr)

– Pre nosné konštrukcie presahujúce výšku 11 m musia byť všetky materiály nehorľavé (RF1/trieda A)

2. Racionálny návrh hĺbky dutiny na zmiernenie zosilnenia komínového efektu

Bezpečnostná zóna 40 – 100 mm výrazne znižuje vertikálnu rýchlosť šírenia ohňa.

3. Štandardizované vedenie káblov je prvoradé

Horizontálne káblové zväzky nesmú presiahnuť 6 prameňov

Vertikálne káblové zväzky nesmú presiahnuť 3 žily

Prechody stien vyžadujú objímky s hodnotením RF1

Všetky káble musia spĺňať kritériá samozhášavosti RF3(cr).

4. Pravidelné kontroly sú nevyhnutné:

Výšková budova: každé 2 roky

Stredná výška: každé 3 roky

Nízkopodlažné budovy: každých 5 rokov

Či už na základe švajčiarskych skúseností alebo súčasných čínskych predpisov, základný princíp fasádnych fotovoltaických systémov možno zhrnúť takto:

Požiarna bezpečnosť musí byť pri návrhu a výstavbe systému najvyššou prioritou.

IV. Aké špeciálne aspekty treba zvážiť pri integrácii fasádnej fotovoltaiky s akumuláciou energie? Prístup spoločnosti Highjoule (HJ Group) ponúka referenčný postup.

„FV systém + skladovanie energie“ sa stáva trendom, pričom čoraz viac budov zvažuje koordinovanú prevádzku fasádnych FV systémov a distribuované skladovanie energie s cieľom zlepšiť pomer vlastnej spotreby a posilniť odolnosť voči spotrebe energie. Samotné systémy skladovania energie však predstavujú elektrické zariadenia a ich požiadavky na požiarnu bezpečnosť sa nesmú prehliadať.

Spoločnosť Hui Jue Technology Group implementovala v rámci viacerých projektov nasledujúce riešenia:

✔ Vysoko bezpečnostné batériové články a konštrukčný dizajn

Znížená pravdepodobnosť tepelného úniku výrazne znižuje riziko požiarov súvisiacich s batériami.

✔ Viacúrovňový systém aktívnej/pasívnej ochrany

Zahŕňa systém správy batérií (BMS), detekciu dymu, reguláciu teploty a ochranu pred automatickým vypnutím, ktorá rieši potenciálne riziká tepelného úniku alebo skratu.

✔ Systém riadenia energie (EMS) interoperabilný s fotovoltaickými systémami

Inteligentná koordinácia synchronizuje výrobu fotovoltaických elektrární na fasáde s nabíjaním/vybíjaním akumulácie energie, čím sa zmierňuje riziko požiaru spôsobené elektrickým preťažením.

✔ Ekologicky odolné metódy inštalácie

Stratégie ochrany zariadení na úrovni UPS zabezpečujú nepretržitú prevádzku v zložitých mestských prostrediach budov.

V budovách optimalizácia súhry medzi fotovoltaikou a skladovaním energie nielen zvyšuje energetickú účinnosť, ale tiež znižuje riziká elektrických porúch vďaka zdokonalenej prevádzke a údržbe, čím sa znižuje celkové riziko požiaru.

V. Fasádna fotovoltaika nie je „príliš riziková na implementáciu“, ale skôr „bezpečnosť musí byť prvoradá“

Fasádna fotovoltaika sa stáva dôležitou súčasťou fotovoltaiky integrovanej do budov (BIPV), no jej jedinečné vlastnosti znamenajú, že nejde o štandardnú inštaláciu, kde „stačí len pripevniť konzoly“.

Či už ide o materiály, štrukturálnu integritu, systémy prenosu energie alebo koordináciu skladovania energie, komplexné normy, vedecký návrh, zodpovedná výstavba a trvalá prevádzka a údržba sú nevyhnutné.

Od švajčiarskych skúseností až po varovný príbeh o katastrofe spôsobenej požiarom v Hongkongu sa odvetvie nakoniec uberá jedným smerom:

Inštalácie fotovoltaických systémov na fasády sú uskutočniteľné, ale iba ak sú podložené prísnejším rámcom požiarnej bezpečnosti.

Pri uprednostňovaní bezpečnosti fotovoltaických systémov v budovách nezabudnite na hodnotu systémov na skladovanie energie.

S prechodom mestských budov na nízkouhlíkový rozvoj sa do fasád a distribučných systémov obytných, kancelárskych a komerčných priestorov integruje čoraz viac fotovoltaických a energetických systémov.

Ak zvažujete projekt fotovoltaiky integrovanej do budovy alebo hľadáte stabilné a bezpečné riešenia pre skladovanie energie, pozývame vás, aby ste preskúmali ponuku skladovania energie od spoločnosti Highjoule (HJ Group). Spoločne posuňme energetickú transformáciu smerom k väčšej bezpečnosti, inteligencii a spoľahlivosti.