Brandveiligheid

Brandgevaar

Afgelopen jaar zijn er een aantal publicaties geweest waarin wordt gesteld dat zonnepanelen een verhoogd risico vormen op brand. In dit artikel gaan we in op de gevaren die bij het toepassen van zonne-energie kunnen optreden. De aandachtspunten die we behandelen, zijn:
- ondeskundige installatie;
- bliksemschade;
- en indaksystemen.

Risico in cijfers

Graag leveren wij met dit artikel een bijdrage om het risico op brand te verkleinen.

Hoewel iedere woningbrand er één te veel is, willen we wel benadrukken dat somige media geneigd is om de cijfers met enige sensatiedrift te publiceren. Het RTL Nieuws heeft in 2018 bijvoorbeeld flink uitgepakt over het grote gevaar van zonnepanelen en refereerde daarbij aan 21 branden die in 2018 zijn gelinkt aan zonnepanelen waarvan 12 in woningen, waarvan 7 met indaksystemen. In acht nemende dat er in Nederland ongeveer 15.000.000 zonnepanelen zijn geplaatst, er jaarlijks ruim 100.000 woningbranden plaatsvinden en er op jaarbasis ongeveer 700 gasincidenten plaatsvinden, kan op basis van dezelfde cijfers ook worden beargumenteren dat zonne-energie juist een relatief veilige vorm van energievoorziening is.

We geven u dit mee, omdat we enige nuance willen scheppen in de paniekzaaierij die we soms in artikelen lezen. Dat neemt niet weg dat een zonne-installatie gepaard gaat met gevaar en dat we als industrie meer aandacht moeten besteden aan de brandveiligheid en de opleiding van installateurs.

Ondeskundige installatie

Zonne-energie is een energievoorziening waar deskundigheid en professionaliteit gewenst is om risico’s uit te sluiten. De aandacht die in 2018 is besteed aan branden met zonnepanelen, heeft ook wat opgeleverd. Al in een vroeg stadium gaf de  brandweer aan dat ondeskundige installatie de belangrijkste oorzaak is van brand door zonnepanelen. Een vlamboog of kortsluiting wordt gezien als de trigger van de brand waarbij wordt verwezen naar loszittende of beschadigde kabels en loszittende connectoren. Eind 2018 volgde een artikel waarin wordt verwezen naar verschillende connectoren die niet goed op elkaar aansluiten.

Het laatsgenoemde punt verdient wat ons betreft de meeste aandacht. Op het dak zijn bijna alle connectoren onderdeel van de zonnepanelen of aansluitkastjes. Deze connectoren worden, vanwege het merk, ook wel MC4 stekkers genoemd. Een foutieve verbinding kan over het algemeen alleen plaatsvinden bij de kabels die door de installateur van stekkers worden voorzien. Het gaat hierbij om de retourkabels tussen de omvormer en het zonnedak plus eventuele tussenkabels die verschillende vlakken met elkaar moeten verbinden.

Bij deze verbinding kunnen twee fouten worden gemaakt:

  • De installateur mag geen connectoren van verschillende merken met elkaar combineren. Individueel zijn alle connectoren volledig getest en gekeurd. Ze worden met een duidelijke klik vastgezet en geborgd en zorgen voor een waterdichte verbinding en goede stroomdoorvoer. Maar, omdat er nieuwe intreders zijn gekomen die het binnenwerk van de stekkers net anders hebben vormgegeven, kan het voorkomen dat de stekkers wel op de standaard MC4 Stekkers kunnen worden geklikt, maar dat de connectie van koppelplug aan de binnenzijde eigenlijk een te korte verbinding maakt waardoor hier te veel weerstand kan ontstaan. De installateur moet er dus voor zorgen dat hij geen stekkers met verschillende binnenwerken op elkaar aansluit. Een installateur die gebruik maakt van de standaard MC4 Stekkers komt dit probleem eigenlijk nooit tegen.
  • De monteur kan de retourkabel te ver ontmantelen waardoor een deel van de kabelkern niet goed wordt beschermd. Met enige kennis van zaken en het juiste gereedschap mag dit eigenlijk nooit voorkomen: - Een installateur gebruikt een speciale striptang waarmee de kabel ongeveer 8mm ontmanteld en de kern niet wordt beschadigd; - Op de ontmantelde kern wordt vervolgens een koppelplug met een krimptang vastgezet; - De koppelplug wordt in het huis van de MC4 stekker geklikt en met een sleutelset vastgedraaid.

Een laatste probleem dat wordt benoemd is dat kabels met mantelbuizen door het dak worden gevoerd om beschadigingen te voorkomen en dat stekkers en kabels netjes vast worden gezet. Als zonnepanelen door een professionele installateur worden geplaatst met het juiste materiaal en gereedschap, is het vrijwel uitgesloten dat de koppelplug niet goed op de kabelkern vastzit of dat een kabel te ver is ontmanteld.

Bliksemschade

Over de jaren is aangetoond dat u met een pv-installatie geen verhoogd risico loop op blikseminslag. Het risico op brand bij een directe inslag op een zonnedak is niet veel anders dan bij andersoortige dakbedekking en kleiner dan als u bijvoorbeeld een rieten dak plaatst. Bij de publicaties die we hebben gelezen, is er geen melding gedaan van directe blikseminslag. Om die reden beschouwen we het risico op directe blikseminslag dan ook niet als belangrijke oorzaak van de beschreven branden.

Echter is er naar onze mening wel een verhoogd risico bij indirecte blikseminslag. Bij zonnedaken loopt er een elektrisch veld dat tussen de zonnepanelen. Naarmate het oppervlak van het elektrisch veld groter is, ontstaat er een grotere stroompiek als er in de buurt van de installatie bliksem inslaat (magnetische flux). Dit kan een belangrijke reden zijn dat een omvormer kapot gaat. Het is zeer de vraag of hierdoor ook daadwerkelijk brand kan ontstaan, maar omdat wij in de praktijk zien dat hier niet altijd rekening mee wordt gehouden, vragen we in dit artikel extra aandacht aan het voorkomen van inductielussen.

Het voorkomen van een inductielus houdt in dat het oppervlak van het elektrisch veld zo klein mogelijk wordt gehouden. Zonnepanelen worden onderling met elkaar verbonden (al dan niet met een extra power optimizer tussen de panelen). Als de zonnepanelen in een cirkel worden gelegd ontstaat op deze manier een relatief groot oppervlak in het stroomschema. Een goede installateur houdt hier rekening mee door de retourkabel mee te laten lopen met de zonnepanelen. Doordat de plus en de min kabel dicht bij elkaar liggen, blijft het oppervlak relatief klein en verkleint evenredig de stroompiek die bij een secundaire inslag kan plaatsvinden. In onderstaand schema wordt dit gevisualiseerd.
 

 

Indaksystemen

Een laatste aandachtspunt, wat voor ons als leverancier van indaksystemen natuurlijk het meest relevant is, is dat de publicatie van onder andere RTL nieuws erop wijst dat indaksystemen mogelijkerwijs gevaarlijker zijn. Daarbij wordt verwezen naar het gebrek aan ventilatie en dus koeling van de panelen.

Helaas moeten ook wij onze zorgen uiten over het gebrek aan ventilatie bij veel indaksystemen. Daarnaast zijn wij niet te spreken over de toegepaste materialen; zoals HDPE. Hoewel we lang niet bij alle branden het toegepaste indaksysteem kunnen achterhalen, verbaasd het ons niet dat we op enkele foto’s de plastic materialen tegenkomen die bij de goedkoopste indaksystemen helaas nog altijd worden toegepast.

Koeling
Koeling is gewenst voor het op temperatuur houden van de elektrotechnische componenten. Het gaat hierbij om de zonnepanelen, de aansluitkastjes achter de zonnepanelen, de connectoren en de eventuele power optimizers. Van laatstgenoemde power optimizers is bekend dat deze regelmatig stuk gaan als deze bij slecht geventileerde indaksystemen worden toegepast. Gelukkig zijn dit goed beveiligde systemen en schakelen deze bij kortsluiting uit, maar dat geldt niet voor de aansluitboxen (junction boxen), de connectoren en zonnepanelen zelf. Deze zijn weliswaar veel beter bestand tegen hitte, maar met hogere temperaturen is er altijd een verhoogd risico op schade. Aangezien in het verleden panelen op de markt waren waarvan de aansluitboxen spontaan in brand konden vliegen, lijkt het duidelijk dat de combinatie van slechte kwaliteit pv-systemen met slecht geventileerde indaksystemen, een verhoogd risico vormen.

Met betrekking tot de indaksystemen raden wij u aan om systemen te kiezen waarbij ieder zonnepaneel individueel wordt gekoeld. Bij vrijwel ieder systeem is de spouw onder de zonnepanelen ruim voldoende voor het koelen van de panelen. Het gaat erom dat deze luchtkolom niet stilstaat maar dat de warme lucht ook daadwerkelijk kan wegstromen en wordt ververst met koele buitenlucht.

Materiaalgebruik
Zoals beschreven hebben wij naast ventilatie ook zorgen over HDPE (high density polyethyleen) dat bij veel indaksystemen wordt toegepast. Polyethyleen is; vooral vanwege de prijs de meest toegepaste kunststof op aarde, maar qua brandgevaar is het wat ons betreft echt te gevaarlijk. Bij de brandtesten die wij hebben uitgevoerd, omschreef onze R&D dit materiaal als gestolde benzine. Met HDPE verspreid het vuur zich snel en ontstaan druppels van brandend kunststof.

Dat dit materiaal mag worden toegepast verbaasd ons zeer. Leveranciers gebruiken wel is waar een brandvertragende legering, maar dat is slechts om te voldoen aan de vliegvuurtest: Een test die controleert of het product niet in brand vliegt als er vonken vuur (van bijvoorbeeld een bosbrand) op het materiaal terecht komen. Naar onze mening is dit onvoldoende om de brandveiligheid van een zonnedak te garanderen. Of de materialen in de nabijheid van het pv-systeem perse vlamdovend moeten zijn, is gezien het risico bediscutabel, maar je moet toch in ieder geval zorgen dat de brand niet al te snel verspreid en dat een eventuele brand blusbaar blijft.

Conclusie

Op het gebied van brandgevaar is het dus belangrijk om te werken met een goede installateur. Hij zorgt voor correcte kabel tracés en veilige verbindingen. De productkeuze is eveneens belangrijk om risico’s te verkleinen. Een goed product zal ook bij een hogere hittebelasting goed blijven functioneren. Bij de keuze voor indaksystemen is het belangrijk om goed te letten op de ventilatie van de zonnepanelen en raden wij aan om geen systemen te kiezen waar HDPE in wordt toegepast.

De publicaties die we tot nu toe hebben gezien over branden met zonnepanelen zijn gebaseerd op een relatief klein aantal branden. In verhouding tot het aantal geplaatste systemen en het aantal branden met traditionele energiebronnen, geven deze geen aanleiding om te suggereren dat zonnepanelen onveilig zijn. Als u samen met ons rekening houdt met de gevaren die kunnen optreden, is zonne-energie waarschijnlijk de veiligste vorm van energievoorziening die we hebben.