Az európai energetikai átállás a fotovoltaikus rendszerek egyre növekvő elterjedését vonja maga után, különösen a tetőkön. Az Európai Unió REPowerEU terve szerint az Épületek Energiahatékonyságáról szóló irányelv (EPBD) új szabályozásai felgyorsítják a fotovoltaikus panelek integrálását minden középületbe, kereskedelmi épületbe és hamarosan a lakóépületbe is. Ez a gyors átalakulás azonban jelentős kihívásokat jelent a tűzvédelem szempontjából, különösen akkor, ha ezeket a rendszereket lapostetőkre telepítik.
A FRISSBE-ZAG Tűzvédelmi Irányelv (2024) keretében kidolgozott, a fotovoltaikus rendszerek tűzkockázatairól szóló részletes útmutató kiemeli ezen berendezések által jelentett kettős veszélyt: a megnövekedett gyulladási valószínűséget és a felerősödött tűzterjedési dinamikát.
Ez a cikk elemzi a tetőkön lévő fotovoltaikus rendszerek tűzzel szembeni viselkedését, laboratóriumban tesztelt kockázatcsökkentő megoldásokat javasol, és a bioszoláris tetőket rugalmas és tűzbiztos megoldásként mutatja be.
Fotovoltaikus rendszerek által okozott tűzveszélyek
A fotovoltaikus rendszerek elektromos hibái elektromos ívhibák, hibás csatlakozók, szigeteléskárosodás vagy helytelen telepítés miatt fordulhatnak elő. Egy 2022-es elemzés szerint átlagosan évente 29 tűz keletkezik telepített GW-onként. Mivel az EU-ban várhatóan több száz GW telepítését tervezik, évente több tízezer fotovoltaikus tetőhöz kapcsolódó tűzeset fordulhat elő.
Továbbá a napelemek befolyásolják a tűz dinamikáját. A geometria, az anyagok és a rögzítőrendszerek „szélcsatornákat” hozhatnak létre, amelyek felgyorsítják a tűz terjedését. A tesztek azt mutatják, hogy a panelek alatt használt szigetelés típusa sokkal jobban befolyásolja a terjedést, mint a membrán vagy a panel típusa.
Fotovoltaikus rendszerek okozta tűzesetek:
Bakersfield, Kalifornia, USA (2009. április)
Tűz ütött ki egy 1826 napelemes modullal felszerelt nagyáruház tetején, a tüzet zárlat okozta.Mount Holly, Észak-Karolina, USA (2011. április)
Tűz ütött ki egy gipszkartongyár tetején. Oka: földelési hiba.Goch, Németország (2012)
Tűz ütött ki egy körülbelül 4000 m²-es raktárban. Oka: hiba a fotovoltaikus rendszerben.La Farge, Wisconsin, USA (2013. május)
Tűz ütött ki egy mezőgazdasági szövetkezet központjában. A tűz beltérben keletkezett, majd átterjedt a padlásra, a tűzoltórendszer nem volt hatékony. A fémtető egy ponton áram alá került a fotovoltaikus rendszer miatt, ami megnehezítette a tűzoltók beavatkozását. A tűz több mint 24 órán át tartott, és az épület teljesen megsemmisült.Florence Township, New Jersey, USA (2013. november)
Tűz ütött ki egy 65 000 m²-es, több mint 8000 napelemes modult tartalmazó elosztóraktár tetején. Több mint 300 modul volt érintett. A korai értesítésnek köszönhetően a beavatkozás gyors volt, és a tűz nem terjedt át az épületre.Traiskirchen (Ausztria) (Zach, 2019)
Tűz ütött ki egy ipari komplexumban, ahol több mint 50 tűzoltó avatkozott be, hogy megakadályozza a tűz átterjedését más épületekre.Bristol (Egyesült Királyság) (Millen & Morgan, 2022)
A tüzet egy panelnek csapódó madár okozta. Azóta az épület felújítás alatt áll, mivel a tűz eloltásához használt víz okozta károkat nem sikerült elhárítani.McKesson, New Jersey (USA) (Goldman, 2023)
A tűz gyorsan terjedt a fotovoltaikus panelek közötti nagy rés miatt.Halle, Belgium (Don Bosco Iskola, 2025)
Tűz ütött ki egy körülbelül 160 napelemmel felszerelt iskola tetején. Körülbelül 100 napelem megsemmisült. A tűz lehetséges okai a panelek alatti gyúlékony tetőfedő anyagok voltak.
Műszaki tényezők és tűzvizsgálati adatok
A tesztek egyik fő megállapítása, hogy a nem gyúlékony szigetelés – mint például az ásványgyapot vagy a bazaltgyapot – jelentősen csökkenti a hőterhelést és megakadályozza a lángok terjedését. Ezzel szemben a gyúlékony szigeteléssel (PIR vagy EPS) ellátott rendszerek katasztrofális meghibásodási módokat mutattak, perceken belül begyulladva a tűzforrásnak való kitettség után. A hatékony kockázatkezelés érdekében minden elemet komplett rendszerként (panelek, szerkezet, membránok, szigetelés) kell vizsgálni az EN 13501-5, UL 1703 vagy FM 4478 szabványok szerint.
A beavatkozások szövődményei és biztonsági szempontok
A kigyulladt fotovoltaikus tetők megnehezítik a tűzoltók beavatkozását a nappali fényben folyamatosan aktív elektromos áram miatt. A hálózatról való leválasztás után is feszültség alatt maradhatnak az egyenáramú kábelek. A 30 kW feletti rendszerek speciális vészhelyzeti hozzáférési protokollokat és gyors leállítási funkciókat igényelnek.
A kockázatok csökkentése érdekében az útmutató a következőket javasolja:
- 1,2–1,5 méteres folyosók,
- Nem éghető pufferzónák a tetőablakok és a HVAC rendszerek körül,
- A fotovoltaikus berendezések szegmentálása a sérülékeny területek elkülönítése érdekében.
Zöldtetők, mint tűzvédelmi eszköz
Bár kezdetben szkeptikusan tekintettek rá, a legújabb adatok megerősítik, hogy a jól megtervezett zöldtetők nem gyúlékonyak, sőt, javítják a tűzállóságot. Egy 2020-ban a Buildings (MDPI) folyóiratban megjelent tanulmány szerint: Az extenzív zöldtetők (<15 cm szubsztrátum és pozsgás növények, például Sedum) hőterhelése <10 MJ/m² az ültetőközeg és a növényzet magas nedvességtartalma miatt. Összehasonlításképpen, a hagyományos bitumenes membránok elérhetik a 90 MJ/m²-t, ami jelentősen növeli a gyulladás kockázatát. Egy másik mutató, a gyulladáskor mért kritikus fluxus (CFI), sokkal magasabb, >30 kW/m² a magas nedvességtartalmú zöldtetők esetében, szemben a gyúlékony szintetikus membránok 10–15 kW/m²-es értékével.
Biztonságos zöld energia – bioszolár rendszerekkel
Tudta, hogy:
a fenntarthatóságot és a maximális biztonságot ötvözheti ugyanabban a fotovoltaikus rendszerben?
A bioszoláris tetők a fotovoltaikus paneleket ötvözik a zöldtetők ökológiai és hőszigetelő előnyeivel:
- A növényi réteg és szubsztrátum hőelnyelőként működik,
- A növényzet csökkenti a gyúlékony anyagok felhalmozódását,
- A tartós nedvesség csökkenti a gyulladás esélyét.
Végül, de nem utolsósorban, a növényzet hűtő hatásán keresztül a tetőn lévő felületi hőmérséklet jelentősen csökken (akár 40 fokkal is), ami a fotovoltaikus panelek teljesítményének növekedését eredményezi az energiatermelés fokozásával.
A bioszoláris rendszerek fő biztonsági tényezői:
- Használjon A1 osztályú, nem gyúlékony szigetelést (pl. ásványgyapot);
- Moduláris, tesztelt, zöld és fotovoltaikus komponensekkel kompatibilis rendszerek telepítése;
- Biztosítson legalább 30 cm-es védőzónákat és hozzáférési útvonalakat a tűzoltók számára.
- Használjon alacsony szervesanyag-tartalmú (<20%), legalább 10 cm vastag szubsztrátumot
- Gondoskodjon a páratartalom fenntartásáról érzékelők és automatikus öntözés segítségével (állandó páratartalom 15–40%)
- Válasszon tűzálló növényeket (például pozsgás növényeket, amelyek leveleikben tárolják a vizet, mint például a Sedum fajok);
Másrészt a tetőbiztonság szempontjából megfelelő megoldás lehet a panelek típusának megválasztása is.
Egy 2023-as tanulmány (amelyet az Over Easy Solar végzett) kimutatta, hogy a zöldtetőkkel integrált függőleges, kétoldalas napelemek 50%-kal csökkentik a vízszintes tűzterjedést a ferde panelekhez képest.
Az Ecostratos Biosolar rendszer intelligens megoldást kínál fotovoltaikus panelekkel ellátott zöldtetőkhöz, amely fokozott tűzvédelmet kínál a speciális ásványi szubsztráyumnak és a magas páratartalmú növényzetnek köszönhetően.
- A felhasznált ültető közeg alacsony gyúlékony anyagtartalmú és hatékonyan megtartja a nedvességet.
- A gondosan válogatott, alacsony növényzet, amely fokozott vízmegtartó képességgel rendelkezik, természetes gátat képez a tűz terjedése ellen.
- A növényréteg és a termesztőközeg segít hűteni a tetőfelületet, megakadályozza a panelek túlmelegedését és hozzájárul a magas energiahatékonysághoz.
Válasszon bioszoláris zöldtetőt, és alakítsa át épületét biztonságos, fenntartható és energiahatékony térré.
Védje meg a megújuló energiába történő befektetését!
Válasszon okosan. Válassza a Biosolar rendszert.
Források:
- FRISSBE-ZAG BAPV Fire Safety Guideline May 2024 (.pdf, 3,26 MB)
- A state-of-the-art review of fire safety of photovoltaic systems in buildings – ScienceDirect
- ARC Tech Talk Volume 8 – Fire Hazards of Photovoltaic systems
- 5 potential fire hazards and mitigation in photovoltaic systems – Solarity
- Photovoltaic fire safety: Comprehensive measures to mitigate fire risks
- Flammability Characteristics of Green Roofs – MDPI
- Fire Safety on Flat Roofs with Solar Panels: Why Vertical PV Panels Are Safer
- Fire damages PV system on school in Belgium – PV Magazine
