ΠΟΣΟ ΑΣΦΑΛΕΙΣ ΕΙΝΑΙ ΟΙ Φ/Β ΕΓΚΑΤΑΣΤΑΣΕΙΣ; ΠΡΑΓΜΑΤΙΚΟΣ ΕΛΕΓΧΟΣ - ΠΡΑΓΜΑΤΙΚΑ ΕΥΡΗΜΑΤΑ

Υπάρχει συχνά η άποψη ότι η πιστοποίηση των Φ/Β εγκαταστάσεων αφορά και πραγματοποιείται μόνο σε εγκαταστάσεις μεγάλης ισχύος. Κάτι τέτοιο όμως δεν απορρέει από το ισχύον ευρωπαϊκό τεχνικό πρότυπο ΕΝ 62446, το οποίο ορίζει τις απαιτήσεις για την τεκμηρίωση, μελέτη, κατασκευή και επιθεώρησή τους. Τουναντίον, εάν αναλογιστεί κάποιος ότι κατά βάση στις οικιακές εγκαταστάσεις οι κάτοικοι έχουν κυριολεκτικά τα Φ/Β από πάνω τους, τότε γίνεται εμφανές ότι συντρέχουν σοβαροί λόγοι για προσεκτική εξέταση της ασφάλειας. Συγχρόνως, δεν μπορεί να παραβλεφθεί ότι είναι κανόνας οι μεγάλες Φ/Β εγκαταστάσεις να βρίσκονται στην ύπαιθρο, όπου μία ενδεχόμενη αστοχία μπορεί να έχει σοβαρές περιβαλλοντικές επιπτώσεις. Επαγωγικά, η πιστοποίηση κατά ΕΝ 62446 δύναται και είναι καλό να εφαρμόζεται σε όλες τις εγκαταστάσεις, ανεξαρτήτως ισχύος τους και τοποθέτησής τους, με σκοπό την μείωση του κινδύνου αστοχίας και του επενδυτικού ρίσκου. Στόχος του παρόντος άρθρου είναι η παρουσίαση και ανάλυση ευρημάτων ελέγχου υψηλής διακινδύνευσης σε οικιακές Φ/Β εγκαταστάσεις και πάρκα.

Α) Οικιακές εγκαταστάσεις σε στέγες Το ιδιαίτερο χαρακτηριστικό που παρουσιάζουν οι οικιακές εγκαταστάσεις είναι ότι είναι αναπόσπαστο τμήμα της καθημερινότητας των κατοίκων. Θα πρέπει επομένως, εκτός από την αναμενόμενη οικονομική απόδοση της εγκατάστασης, να εξασφαλίζεται η ασφάλεια και η αρμονική σύνδεση με τον τρόπο δράσης των κατοίκων. Ας μην ξεχνάμε εξάλλου ότι η εγκατάσταση θα πρέπει να γίνεται και με σεβασμό προς τον γείτονα και τον συμπολίτη, ο οποίος δεν πρέπει να υποβάλλεται ούτε σε κίνδυνο ούτε σε ζημία ούτε σε οποιασδήποτε μορφής όχληση. Ξεκινώντας από την τοποθέτηση των βάσεων στήριξης των Φ/Β πλαισίων, πρέπει καταρχήν να εξασφαλίζεται ότι θα παρέχεται επαρκής μηχανική αντοχή και τα Φ/Β πλαίσια δεν θα βρίσκονται σε επαφή ή κοντά σε πιθανές εστίες πυρκαγιάς. Στην εικόνα 1 παρουσιάζεται τυπική περίπτωση όπου σε οικιακή στέγη έχει αναπτυχθεί βλάστηση, η οποία βρίσκεται σε επαφή με το πίσω μέρος του Φ/Β πλαισίου. Προφανώς, η βλάστηση αυτή αποτελεί εν δυνάμει εστία πυρκαγιάς. Στην εικόνα 2 παρουσιάζεται ελλιπής τρόπος έδρασης της βάσης επί της στέγης. Όπως φαίνεται από την φωτογραφία, έχει χρησιμοποιηθεί μόνο ένας κοχλίας σύνδεσης από τους συνολικά 4 που έχει προβλέψει ο κατασκευαστής του συστήματος ανάρτησης. Κατά συνέπεια, τα Φ/Β πλαίσια που βρίσκονται επί της συγκεκριμένης βάσης είναι αρκετά πιθανό να παρουσιάσουν προβλήματα μηχανικής αντοχής, ειδικώς σε ισχυρό άνεμο και ριπές ανέμου. Είναι ενδεικτικό να σημειωθεί ότι η συγκεκριμένη εγκατάσταση βρίσκεται σε διασταύρωση οδών με υψηλή κυκλοφορία. Αντιθέτως, στην εικόνα 3 παρουσιάζεται ένα παράδειγμα καλής πρακτικής. Απουσιάζει οποιαδήποτε εστία πυρκαγιάς, ενώ για την έδραση της βάσης έχουν ακολουθηθεί ακριβώς οι οδηγίες του κατασκευαστή. Παράλληλα, έχει γίνει χρήση χημικών αγκυρίων, τα οποία εξασφαλίζουν την επαρκή αντοχή των βάσεων και την στεγανότητα της στέγης. Εκτός από το σύστημα ανάρτησης των Φ/Β πλαισίων, ιδιαίτερη σημασία πρέπει να δίδεται και στο τμήμα ολόκληρης της ηλεκτρολογικής εγκατάστασης. Ένα τυπικό παράδειγμα λαθών και παραλήψεων παρουσιάζεται στην εικόνα 4. Στην φωτογραφία αυτή απεικονίζεται ο πίνακας DC, που έχει ως εισερχόμενα τα καλώδια από τα Φ/Β πλαίσια και ως αναχωρήσεις τα καλώδια που θα συνδεθούν στον inverter. Όπως σημειώνεται στην φωτογραφία, έχει χρησιμοποιηθεί διακόπτης απομόνωσης του DC κυκλώματος, ο οποίος έχει προδιαγραφές για εναλλασσόμενο ρεύμα, με συνέπεια να μην είναι δεδομένη η ασφαλής απομόνωσης του κυκλώματος συνεχούς ρεύματος. Πρέπει να τονιστεί ότι όλα τα στοιχεία που χρησιμοποιούνται στα κυκλώματα συνεχούς ρεύματος θα πρέπει να φέρουν κατάλληλη σήμανση και προδιαγραφές. Ένα δεύτερο σημείο είναι ο χρωματισμός των καλωδίων και η αναγνώριση των κυκλωμάτων. Όπως φαίνεται από την φωτογραφία, για αγωγό γείωσης έχει χρησιμοποιηθεί μπλε χρώμα, το οποίο βάσει των τεχνικών προτύπων θα πρέπει να αναφέρεται αποκλειστικά στον ουδέτερο αγωγό. Επίσης, από τον πίνακα απουσιάζει οποιαδήποτε σήμανση αναγνώρισης, ενώ ο τρόπος τοποθέτησή τους δυσχεραίνει περαιτέρω την αναγνώρισή τους. Ως επακόλουθο, οποιαδήποτε διαδικασία συντήρησης και επισκευής είναι εξαιρετικά δύσκολο να πραγματοποιηθεί. Ένα πρόσθετο σημείο προσοχής είναι η γείωση της και ο τρόπος όδευσης των αγωγών ισοδυναμικής σύνδεσης. Σε κάθε περίπτωση η γείωση θα πρέπει να παρουσιάζει αντιστάσεις σύμφωνα με την συνδεσμολογία της εγκατάστασης

και τις διατάξεις ασφαλείας. Οι αγωγοί ισοδυναμικής σύνδεσης πρέπει να είναι επαρκώς στερεωμένοι και επ’ ουδενί να βρίσκονται «στον αέρα», δημιουργώντας, εκτός των άλλων, κίνδυνο για την ανθρώπινη υγεία. Στην εικόνα 5 παρουσιάζεται περίπτωση όπου ο αγωγός ισοδυναμικής σύνδεσης δεν έχει επαρκή στερέωση. Αυτό δημιουργεί δύο κύρια προβλήματα. Το πρώτο είναι ηλεκτρολογικό και αφορά στο ότι δεν εξασφαλίζεται επαρκής ισοδυναμική σύνδεση. Το δεύτερο συναρτάται της ανθρώπινης ασφάλειας, καθώς είναι πιθανό κάποιος να σκοντάψει με ενδεχόμενη πτώση του από το επίπεδο της στέγης στο έδαφος. Β) Φ/Β πάρκα Οι μεγαλύτερες εγκαταστάσεις στην πλειοψηφία τους εγκαθίστανται σε γήπεδα, είτε επί σταθερών βάσεων είτε επί tracker. Έχουν το χαρακτηριστικό να απαιτούν την επένδυση σημαντικών κεφαλαίων και επομένως παρουσιάζεται σημαντική ευαισθησία ως προς την μείωση του επενδυτικού κινδύνου, ιδιαιτέρως εφόσον εμπλέκονται και χρηματοπιστωτικά ιδρύματα στην χρηματοδότησή τους. Ένα πρόσθετο χαρακτηριστικό τους είναι ότι συνήθως βρίσκονται σε δύσκολες καιρικές συνθήκες (ανεμόπτωση, υγρασία) και οπωσδήποτε αποτελούν τμήμα του περιβάλλοντος, το οποίο σε κάθε περίπτωση πρέπει να σέβονται και να μην θέτουν σε κίνδυνο. Αξίζει να σημειωθεί ότι οι παρατηρήσεις που σημειώθηκαν για τις οικιακές εγκαταστάσεις παραμένουν ισχυρές και παρούσες και για την περίπτωση των Φ/Β πάρκων. Για λόγους συντομίας στο παρόν σημείο θα γίνει αναφορά σε κάποια πρόσθετα στοιχεία που παρουσιάζουν μεγαλύτερη συχνότητα στις μεγάλες εγκαταστάσεις. Αποτελεί σύνηθες φαινόμενο ο σχεδιασμός ή/και η επιλογή του εξοπλισμού να μην συνυπολογίζει τις καιρικές συνθήκες του τόπου εγκατάστασης. Στην Εικόνα 6 παρουσιάζεται περίπτωση όπου η μη επαρκής κλάση μόνωσης του πίνακα οδήγησε στην παρουσία υγρασίας και κατά συνέπεια στην διάβρωση του υλικού, με αποτέλεσμα αυτό να μην είναι σε κατάσταση να λειτουργεί ορθώς. Αξίζει να σημειωθεί ότι η φωτογραφία αυτή ελήφθη 1,5 έτος περίπου μετά από την εγκατάσταση του έργου. Στην εικόνα 7 παρουσιάζεται περίπτωση εκτενούς διάβρωσης του προστατευτικού κελύφους κινητήρα tracker, μόλις 4 μήνες περίπου από την ημερομηνία εγκατάστασής του. Είναι εξαιρετικά πιθανό σύντομα η υγρασία να εισχωρήσει στον κινητήρα με αποτέλεσμα πιθανά βραχυκυκλώματα ή άλλες αστοχίες. Ένα πρόσθετο σημείο είναι ο τρόπος έδρασης των βάσεων στο έδαφος. Καταρχήν θα πρέπει να πραγματοποιείται μελέτη απορροής όμβριων υδάτων ώστε να εξασφαλίζεται η μη μετακίνηση μάζας εδάφους στα σημεία έδρασης. Κατά δεύτερον, θα πρέπει η κατασκευή να παρουσιάζει επαρκή μηχανική αντοχή όπως ορίζεται από τις διάφορες ζώνες του Ευρωκώδικα και από τον ΕΑΚ. Κατά τρίτον, θα πρέπει η συναρμολόγηση να είναι σύμφωνη με τις οδηγίες του κατασκευαστή και επομένως να εφαρμόζεται σύσφιξη των κοχλιών στις προδιαγεγραμμένες ροπές και να γίνεται χρήση των κατάλληλων υλικών για αποφυγή της ηλεκτροδιάβρωσης. Στην εικόνα 8 παρουσιάζεται Φ/Β πλαίσιο μετά την αστοχία tracker σε φορτία ανεμόπτωσης. Είναι προφανής η ολική καταστροφή του.

Καθώς στα Φ/Β πάρκα η μεγάλη ισχύς επιβάλλει την ύπαρξη πολλαπλών στοιχειοσειρών, είναι συνήθης ο παραλληλισμός τους πριν τον inverter. Σε αυτές τις περιπτώσεις θα πρέπει να δίδεται προσοχή τόσο κατά την μελέτη όσο και την εφαρμογή στην προστασία των panels από τα ανάστροφα ρεύματα και στη σύνδεση των στοιχειοσειρών στους αναστροφείς σύμφωνα με τις οδηγίες του κατασκευαστή. Στην εικόνα 9 παρουσιάζεται περίπτωση όπου τα καλώδια από τα arrays έχουν συνδεθεί σε θέσεις αντίθετες με τις οδηγίες του κατασκευαστή του αντιστροφέα. Σε αυτή την περίπτωση, δεν παρέχεται επαρκής προστασία από υπερεντάσεις, ενώ δεν ισχύει και η εγγύηση του κατασκευαστή. Και στα Φ/Β πάρκα πρέπει να δίδεται μεγάλη σημασία στην γείωση γενικώς και ειδικώς στην περίπτωση βραχώδους εδάφους, εξασφαλίζοντας επιτρεπτές τιμές αντίστασης γείωσης. Επίσης, θα πρέπει σε κάθε περίπτωση να εξασφαλίζεται ηλεκτρική συνέχεια όλων των Φ/Β πλαισίων με την γη. Είναι αρκετά συχνά τα φαινόμενα όπου μέρος των panels δεν έχει ηλεκτρική συνέχεια με τη γη, ενώ η τιμές της αντίστασης γείωσης παρουσιάζουν τιμές υψηλότερες από τα αποδεκτά όρια. Σχετικά με την αντικεραυνική προστασία, εκτός από την απαιτητή ύπαρξη SPD, η κλάση προστασίας των SPD και η ενδεχόμενη ύπαρξη εξωτερικού συστήματος αντικεραυνικής προστασίας θα πρέπει να εξετάζεται κατά περίπτωση, εκπονώντας μελέτη επικινδυνότητας και συνυπολογίζοντας τον κίνδυνο ζωής και υλικής βλάβης, τα δεδομένα κεραυνόπτωσης της περιοχής κλπ, όπως ορίζονται στα αντίστοιχα τεχνικά πρότυπα. Είναι δεδομένο ότι όσο μεγαλύτερη είναι η έκταση της εγκατάστασης, τόσο αυξάνεται η πιθανότητα άμεσης ή έμμεσης κευρανοπληξίας. Επίσης, ιδιαίτερη μνεία πρέπει να γίνει για μεγάλες εγκαταστάσεις σε βιομηχανικές στέγες, όπου ο ενδεχόμενος κίνδυνος έναντι της ανθρώπινης ζωής και του κεφαλαιουχικού εξοπλισμού παρουσιάζει σημαντική αύξηση. Πρέπει να σημειωθεί ότι δεν υπάρχουν επί του παρόντος ευρήματα που να δικαιολογούν την οποιαδήποτε μελέτη διακινδύνευσης από κευραυνοπληξία σε Φ/Β εγκατάσταση. Σύμφωνα με τα ανωτέρω στοιχεία και παρατηρήσεις είναι ενδεικτική η ανάγκη για αύξηση της ασφάλειας στις Φ/Β εγκαταστάσεις. Αξίζει τα σημειωθεί ότι πριν την παρουσίαση των ανωτέρω στοιχείων στους επενδυτές – εγκαταστάτες – μελετητές, η συντριπτική πλειοψηφία τους θεωρούσε ότι η Φ/Β εγκατάσταση ήταν σύμφωνη με τα τεχνικά πρότυπα. Δεν πρέπει επίσης να λησμονούμε ότι οι Φ/Β εγκαταστάσεις διαφοροποιούνται ουσιαστικώς από τις κοινές ηλεκτρολογικές εγκαταστάσεις, καθώς λειτουργούν υπό συνεχές ρεύμα τάσης έως και 1000V. Ευτυχώς, σήμερα υπάρχουν τα εργαλεία και η μέθοδος, ώστε η διακινδύνευση να μειωθεί όσο το δυνατόν περισσότερο, μέσα από τους αρχικούς και περιοδικούς ελέγχους, το ευρωπαϊκό πρότυπο ΕΝ 62446 συγκεκριμένα, τα λοιπά ευρωπαϊκά τεχνικά πρότυπα και την χρήση ανεξάρτητου φορέα 3ου μέρους, ο οποίος διαθέτει την τεχνική επάρκεια για την διενέργεια επιθεωρήσεων και δοκιμών σε Φ/Β εγκαταστάσεις. Σε κάθε περίπτωση, η μείωση του κινδύνου αποτελεί ακρογωνιαίο λίθο καταρχήν για την προστασία της οικογένειας, του συνανθρώπου και του περιβάλλοντος και σε επόμενο στάδιο για την εξασφάλιση της ορθής λειτουργίας της Φ/Β εγκατάστασης. Και όπως φάνηκε από την προηγούμενη ανάλυση, ο κίνδυνος είναι παρόν ανεξαρτήτως του μεγέθους της εγκατάστασης και των επενδεδυμένων κεφαλαίων.

Καλαϊτζόγλου Ιάκωβος
Εργαστήριο Τεχνικής Μηχανικής,
Πανεπιστήμιο Πατρών
Διαπιστευμένος Φορέας Ελέγχου
Φ/Β Εγκαταστάσεων

Σκούρας Ιωάννης
Επιθεωρητής Φ/Β Εγκαταστάσεων
Εργαστήριο Τεχνικής Μηχανικής,
Πανεπιστήμιο Πατρών