השריפה בבית המשפט הונג פוק בהונג קונג משמשת כסיפור אזהרה: כיצד יש להבטיח בטיחות אש עבור מערכות פוטו-וולטאיות משולבות בבניינים?

השריפה בבית המשפט הונג פוק בהונג קונג העלתה את חששות הבטיחות סביב מערכות פוטו-וולטאיות משולבות בבניינים (BIPV) לאור הזרקורים בתעשייה. מערכות אלו, הפגיעות במיוחד ל"אפקט הארובה", ניצבות בפני סיכונים מוגברים שבהם שריפות מקומיות עלולות להתפשט במהירות כלפי מעלה דרך חללי גג - מה שמציב סיכונים גדולים משמעותית בהשוואה להתקנות על גגות. זה מסביר מדוע רוב המדינות ברחבי העולם מקפידות על סטנדרטים מחמירים במיוחד של בטיחות אש עבור מערכות פוטו-וולטאיות משולבות בבניינים (BIPV).

א. מדוע מערכות פוטו-וולטאיות חזיתיות נוטות יותר להתפשטות אש? תובנות ממחקרי מקרה שוויצריים

שוויץ, שוק BIPV מתקדם ברמה עולמית עם אימוץ נרחב של מערכות פוטו-וולטאיות בחזיתות, חסרה סטנדרטים אחידים. כתוצאה מכך, סוכנות האנרגיה השוויצרית הזמינה את Swissolar לפתח את ההנחיות הזמניות להגנה מפני אש של מערכות פוטו-וולטאיות מאווררות בחזיתות, המגדירות גבולות בטיחות עבור מתקנים כאלה.

הנחיה זו מתייחסת בעיקר ל'מערכות פוטו-וולטאיות מאווררות' - מבנים שבהם חיפוי דקורטיבי מקיף מודולים פוטו-וולטאיים, כאשר חלל מאוורר מפריד ביניהם לבין מבנה הבניין. היא מנתחת סיכונים פוטנציאליים על פני ארבעה תרחישי אש אופייניים, כולל:

הצתה על ידי ניצוצות מבניינים סמוכים

שריפות שמקורן בבסיסי בניינים או במרפסות

להבות פנימיות בורחות דרך פתחי חלונות ומציתות את החזית

קשת חשמלית או כשלים ברכיבים בתוך המערכת הפוטו-וולטאית עצמה

הסיכון הבולט ביותר בתרחישים אלה הוא התפשטות אש אנכית מהירה. במיוחד כאשר עומק החללים אינו מספק, החומרים אינם עמידים בפני בעירה מספקת, או ניתוב הכבלים אינו תואם את התקנים, להבות יכולות לכסות חזית שלמה תוך דקות.

מערכת הסיווג של שוויץ מדגישה עוד יותר:

מבנים מתחת ל-11 מטרים: סיכון נמוך יחסית, המאפשר דרישות פשוטות יותר;

מבנים שגובהם עולה על 30 מטרים: יש להשתמש בחומרים מעכבי בעירה באיכות גבוהה יותר ובמבני תמיכה עמידים באש, תוך נדרשת בדיקת בעירה;

כל הבניינים: מפרטים מחמירים לניתוב כבלים, סוגי זכוכית מודולים ודירוגי מעכבי בעירה של יריעות אחוריות.

תקנים אלה מפורטים יותר מהקוד הכללי הנוכחי של סין להגנה מפני אש של מבנים ומספקים התייחסות לתקינה עתידית של מערכות פוטו-וולטאיות לחזיתות בסין.

II. מדוע השריפה בהונג קונג גרמה לדאגה כה רבה בתעשייה?

בנייני המגורים רבי הקומות של הונג קונג צפופים עם מרווח מינימלי בין מבנים, לחצי רוח גבוהים ותצורות מורכבות של מרפסות וחזיתות. במקרה של התפשטות אש דרך מתקני פוטו-וולטאיים חיצוניים, התוצאות הבאות:

קושי הפינוי

מהירות התפשטות

שריפות משניות המשפיעות על מבנים סמוכים

יעלו בהרבה על אלו שבמבנים קונבנציונליים. זה מסביר באופן מהותי את ההתמקדות המתמשכת של התעשייה ב'בטיחות PV של קירות חיצוניים' בשנים האחרונות.

למרות שהשריפה בבית המשפט הונג פוק בהונג קונג לא הייתה קשורה למערכות פוטו-וולטאיות, אירוע זה חיזק את מודעות הציבור: כל התקנה המותקנת בחזית הבית, אם חסרה לה תקני בטיחות מחמירים, עלולה לשמש כמאיץ שריפה.

כתוצאה מכך, ללא קשר לשיעורי אימוץ עתידיים של מערכות פוטו-וולטאיות, תקני בטיחות אש יהפכו בהכרח מחמירים יותר.

III. כיצד יש ליישם מערכות פוטו-וולטאיות חזיתיות? אסור להתעלם מחומרים וכבלים

בהתבסס על מידע שנאסף, התעשייה נותנת כיום עדיפות להיבטים הבאים עבור מערכות פוטו-וולטאיות לחזית:

1.  דירוגי מעכבי בעירה משופרים עבור מודולים וחומרי מבנה

– מודולים מזכוכית כפולה חייבים להשתמש בזכוכית מחוסמת

– סרטי למינציה חייבים לעמוד בתקן RF2 (שווה ערך לתקן B1 של סין)

– יריעות אחוריות חייבות לעמוד בתקן RF3(cr)

– עבור מבני תמיכה שגובהם עולה על 11 מטר, כל החומרים חייבים להיות בלתי דליקים (RF1/דרגה A)

2. תכנון עומק חלל רציונלי כדי להפחית הגברת אפקט הארובה

אזור בטיחות של 40-100 מ"מ מפחית משמעותית את מהירות התפשטות האש האנכית.

3. ניתוב כבלים סטנדרטי הוא בעל חשיבות עליונה

צרורות כבלים אופקיים לא יעלו על 6 גדילים

צרורות כבלים אנכיים לא יעלו על 3 גדילים

חדירות קיר דורשות שרוולים בעלי דירוג RF1

כל הכבלים חייבים לעמוד בדירוג מעכב בעירה RF3(cr).

4. בדיקות תקופתיות הן חיוניות:

רבי קומות: כל שנתיים

גובה בינוני: כל 3 שנים

בניינים נמוכים: כל 5 שנים

בין אם מבוסס על הניסיון השוויצרי או על התקנות הסיניות הנוכחיות, ניתן לסכם את העיקרון המרכזי עבור מערכות פוטו-וולטאיות חזיתיות כך:

בטיחות אש חייבת להיות בראש סדר העדיפויות בתכנון ובבנייה של מערכות.

IV. אילו שיקולים מיוחדים חלים בעת שילוב אנרגיה פוטו-וולטאית בחזית עם אגירת אנרגיה? הגישה של Highjoule (קבוצת HJ) מציעה נתיב ייחוס.

''PV + אגירת אנרגיה'' צובר תאוצה, כאשר מספר הולך וגדל של מבנים שוקלים הפעלה מתואמת של מערכות פוטו-וולטאיות בחזיתות ואגירת אנרגיה מבוזרת כדי לשפר את יחסי הצריכה העצמית ולחזק את חוסן האנרגיה. עם זאת, מערכות אגירת אנרגיה עצמן מהוות ציוד חשמלי, ואין להתעלם מדרישות בטיחות האש שלהן.

קבוצת הטכנולוגיה Hui Jue יישמה את הדברים הבאים במספר פרויקטים:

✔ תאי סוללה ועיצוב מבני ברמת בטיחות גבוהה

הסתברות מופחתת לבריחה תרמית מפחיתה משמעותית את הסיכון לשריפות הקשורות לסוללות.

✔ מערכת הגנה אקטיבית/פסיבית רב-מפלסית

כולל מערכת ניהול סוללות (BMS), גילוי עשן, בקרת טמפרטורה והגנה מפני כיבוי אוטומטי כדי לטפל בסיכונים פוטנציאליים של בריחה תרמית או קצר חשמלי.

✔ מערכת ניהול אנרגיה (EMS) ניתנת לפעולה הדדית עם מערכות פוטו-וולטאיות

תיאום חכם מסנכרן את ייצור האנרגיה הפוטו-וולטאית בחזית המבנה עם טעינה/פריקה של אגירת אנרגיה, ובכך מפחית את סיכוני האש כתוצאה מעומסי יתר חשמליים.

✔ שיטות התקנה עמידות לסביבה

אסטרטגיות הגנה על ציוד ברמת UPS מבטיחות פעולה רציפה בסביבות מבנים עירוניות מורכבות.

ביישומי בנייה, אופטימיזציה של יחסי הגומלין בין אנרגיה פוטו-וולטאית לאגירת אנרגיה לא רק משפרת את יעילות האנרגיה אלא גם מפחיתה את הסיכונים לתקלות חשמליות באמצעות תפעול ותחזוקה משופרים, ובכך מפחיתה את סיכוני האש הכוללים.

V. מערכות פוטו-וולטאיות בחזית אינן "מסוכנות מדי ליישום", אלא "בטיחות חייבת להיות מעל לכל".

חזיתות פוטו-וולטאיות הופכות למרכיב חיוני במערכות פוטו-וולטאיות משולבות בבניינים (BIPV), אך מאפייניהן הייחודיים הופכים אותה לבלתי התקנה סטנדרטית שבה "די בחיבור סוגריים בלבד".

בין אם מדובר בחומרים, שלמות מבנית, מערכות הולכת חשמל או תיאום אחסון אנרגיה, סטנדרטים מקיפים, תכנון מדעי, בנייה אחראית ותפעול ותחזוקה מתמשכים הם הכרחיים.

מהניסיון השוויצרי ועד לסיפור האזהרה של אסון השריפה בהונג קונג, התעשייה מתכנסת בסופו של דבר לכיוון אחד:

התקנות פוטו-וולטאיות בחזית המבנה הן אפשריות, אך רק כאשר הן נתמכות על ידי מסגרת בטיחות אש מחמירה יותר.

תוך מתן עדיפות לבטיחות מערכות פוטו-וולטאיות בבניינים, אל תתעלמו מערכן של מערכות אגירת אנרגיה.

ככל שמבנים עירוניים עוברים לפיתוח דל פחמן, מספר גדל והולך של מתקני פוטו-וולטאיים ואגירת אנרגיה ישתלבו בחזיתות ובמערכות החלוקה של מבנים למגורים, משרדים ומסחר.

אם אתם שוקלים פרויקט פוטו-וולטאי משולב בניין או מחפשים פתרונות אחסון אנרגיה יציבים ומאובטחים, אנו מזמינים אתכם לחקור את הצעות אחסון האנרגיה של Highjoule (קבוצת HJ). יחד, הבה נקדם את המעבר האנרגטי לעבר בטיחות, אינטליגנציה ואמינות גבוהות יותר.