Ontwerpparameters - Technieken
Brandveiligheid en PV-panelen, een moeilijke combinatie?
Staf Bellens • 4 september 2017
Voor de helikopterview zorgt Guy Van de gaer, directeur van de vakorganisatie voor brandweerlieden Brandweervereniging Vlaanderen (BVV). “PV-panelen zijn slechts één element in een bredere problematiek”, stelt hij. “De bouwsector wordt vandaag gekenmerkt door nieuwe constructiemethodes en materialen, steeds complexere bouwprogramma’s, en almaar ruimer uitgeruste gebouwen die op heel andere manieren worden gebruikt. Daardoor worden branden groter, complexer, moeilijker leesbaar en gevaarlijker.”
Met lede ogen stelt Van de gaer vast dat er in die technologische evoluties weinig aandacht is voor de veiligheidsaspecten. Het thema inbraakveiligheid kan nog beklijven, maar brandveiligheid is het kneusje, want het overkomt toch alleen de buren. Brandwerende deuren tussen garage en woning, rookdetectie en -alarm, sprinklerinstallaties, kleine blusmiddelen: zij worden amper toegepast. Peilend naar de oorzaken van brand wijst Van de gaer op het onvoorzichtige gedrag van de gebruiker en op falende technische installaties, dikwijls te wijten aan een gebrekkig onderhoud of een foutief gebruik.
Tot zover de analyse, maar wat kan je nu specifiek doen voor PV-installaties? Van de gaer pleit voor een integrale aanpak waarin alle stakeholders hun rol moeten vervullen: opdrachtgever, overheid/wetgever, ontwerper, fabrikant, vergunningverlener, installateur, energieleverancier/elektriciteitsafnemer, verzekeraar, hulpverlener, preventieadviseur, bouwcoördinator. Alles begint volgens hem met een goede risicoanalyse. Op basis daarvan kunnen dan doelstellingen worden geformuleerd. Heel belangrijk is het ontwerp, want dat vormt de aanzet van de hele keten. Architecten en andere ontwerpers moeten zich hier zeker van bewust zijn. Vervolgens moeten productie en installatie beantwoorden aan kwaliteitsvereisten en best practices. Wat het gebruik en onderhoud betreft mag zeker de rol van de gebruiker zelf niet worden verwaarloosd. Bij interventies moet de brandweer kunnen terugvallen op uniforme procedures en valt de rol van de energieleverancier te bekijken. Tenslotte zijn er afspraken nodig over de nazorg: is dat een taak voor de brandweer? Voor wie nog/anders? Hoe kan dit worden voorbereid?
Risicoanalyse
Voor de risicoanalyse, inderdaad hét uitgangspunt, brengen de andere sprekers een hele lijst met overwegingen ten berde. Tijdens brandproeven, uitgevoerd door de Franse organisaties INERIS (Institut National de l’Environnement Industriel et des Risques) en CSTB (Centre Scientifique et Technique du Bâtiment) werden volgens Benno Weinberger maar liefst 15 mogelijke combinaties getest. Diverse elementen hebben immers een invloed: de aard van het dak (hellend, plat), de dakstructuur (calorische waarde) en -afwerking (gladheid), de isolatie, het soort PV-technologie (met of zonder glas, kristallijne systemen versus thin film producten), opzet- versus geïntegreerde installaties, kleine particuliere versus grote industriële installaties met transfo’s en noodgroepen en soms producten die een brand kunnen aanwakkeren of verspreiden, et cetera. Weinberger wijst en passant op de gevaren van minderwaardige ‘namaaksystemen’ van veelal Chinese makelij die niet te onderscheiden zijn van de gecertificeerde systemen.
Welke potentiële risico’s brand in aanwezigheid van een PV-installatie kan meebrengen voor de brandweer, vernemen we van Manu Belaire van de Intercommunale d’Incendie de Liège et Environs. Hij wijst om te beginnen op het gevaar van elektrocutie door direct of indirect contact of bij het ontstaan van een vlamboog, dat wil zeggen een elektrische ontlading tussen twee elektroden. Het grote probleem is dat, ook als je de wisselstroom uitschakelt, de PV-modules en bekabeling onder gelijkstroomspanning blijven staan zolang er licht op valt. De DC-kabels doorknippen of lostrekken valt dan af te raden, als je ze al vindt tenminste. In afwachting van oplossingen voor dat probleem moet de brandweer dergelijke branden beschouwen als een elektrische brand en afstand houden, de panelen niet beschadigen en ze zeker niet beklimmen. In extreme gevallen zal de brandweer een pand gecontroleerd moeten laten uitbranden, zoals de Duitse brandweer op 19 februari 2010 in Scherinsdorf deed met een woning.
Andere mogelijke gevaren zijn volgens Belaire vallende panelen, panelen met glas die openbarsten, instortende (vooral dan platte) daken, panelen die de brandhaard onbereikbaar maken, het risico om te vallen omdat het dak glad is, de panelen niet bereikbaar zijn et cetera. Een onzekere factor blijft de mogelijkheid dat er giftige stoffen vrijkomen.
Steeds meer PV-installaties
Hoe reëel die potentiële risico’s op elektrocutie zijn, blijft voer voor discussie. De bekommernis van de brandweer om de veiligheid van haar manschappen is terecht, zeker in het geval van vrijwillige brandweerlui die dikwijls over minder ervaring en kennis beschikken. De PV-sector heeft ook een punt als zij de problematiek in het bredere perspectief van de risico’s bij brand plaatst en tot de conclusie komt dat het echt wel meevalt. Tenzij in uitzonderlijke gevallen volstaat het dat brandweerlui de gebruikelijke veiligheidsafstanden respecteren van 1 of 5 meter, afhankelijk van het soort blusstraal. Ook wordt de vergelijking gemaakt met de airbags, die in het begin voor de nodige problemen zorgden als brandweermensen slachtoffers van verkeersongevallen uit hun auto probeerden te bevrijden. Met aangepaste procedures is dit intussen opgelost.
Wat er ook van zij, het aantal PV-installaties stijgt voortdurend. Eind november 2010 telde Vlaanderen volgens de statistieken van de VREG, de Vlaamse reguleringsinstantie voor de elektriciteits- en gasmarkt, 85 534 PV-installaties, waarvan het gros (84 158) kleine installaties zijn. Recente cijfers voor Wallonië en Brussel zijn niet beschikbaar, maar ook daar zit PV onmiskenbaar in de lift. De kans dat een gebouw met een PV-installatie brandt, neemt dan ook toe, ook al schuilt er een zekere waarheid in de boutade van installateur Luc Martens dat woningen met een PV-installatie minder snel zullen branden omdat de elektrische installatie wordt gekeurd na installatie.
Kwaliteit
Kunnen branden ook door PV-installaties worden veroorzaakt? Met andere woorden, hoe zit het met de kwaliteit van de installaties? Zonnepanelen, bekabeling en omvormers moeten voldoen aan specifieke IEC-normen (International Electrotechnical Commission). Ook voor de stabiliteit van de montage bestaan er normen. Toch rijzen er hierbij soms vragen. Zo zette professor Heinrich Häberlin van de Berner Fachhochschule (die, voor alle duidelijkheid, niet aanwezig was op het seminarie noch daar werd aangehaald) enkele bedenkingen op een rij. De normen voor stabiliteit kunnen volgens hem beter. Ook kunnen slechte contacten in de aansluitdozen of oververhitte contacten en verbindingen in de modules zelf problemen opleveren en in extreme gevallen tot brand aanleiding geven. Tijdens de discussieronde op het seminarie oppert iemand in de zaal dat ook omvormers die worden geïntegreerd in het dak, een hoger brandrisico vormen. Guy Van de gaer benadert de problematiek vanuit een andere invalshoek. “Waar staan we over pakweg 10 jaar met PV-panelen?”, vraagt hij retorisch. “Gaan we toestanden tegemoet zoals met de tv-antennes, waarvan de bevestiging na verloop van jaren zo onbetrouwbaar is geworden dat eigenaars ze zelf niet meer durven verwijderen, en dan maar de brandweer bellen om het op te lossen?”
Jo Neyens, secretaris van de sectorfederatie voor fotovoltaïsche zonne-energie BelPV, erkent dat het gebruik van goedkope stekkers af te raden is en dat de connectie van de kabels überhaupt de nodige aandacht vergt. Hij verwijst naar de kwaliteitsrichtlijnen van de vzw Quest (www.questforquality.be), het Vlaamse kwaliteitscentrum voor kleinschalige hernieuwbare energietoepassingen. Datzelfde Quest heeft intussen de eerste stappen gezet voor de erkenning van installatiebedrijven. Tegen eind 2012 moeten volgens een Europese richtlijn (richtlijn 2009/28/EG van 23 april 2009, artikel 14) de lidstaten klaar zijn met een certificatie voor installateurs van onder andere kleinschalige PV-systemen. Emiel Torfs van het Vlaams Elektro Innovatiecentrum VEI vindt het een goede zaak dat installateurs steeds vaker de installatie opvolgen om het gegarandeerd rendement te kunnen beoordelen. Meten brengt namelijk sneller eventuele fouten aan het licht. De verzekeringswereld ziet voorlopig geen reden tot een verhoging van de brandpremie voor woningen met PV-installaties.
Nieuwe ontwikkelingen
Intussen kijkt iedereen vol verwachting naar de ontwikkeling van nieuwe oplossingen. Het grootste probleem voor de brandweer blijft dat de PV-panelen en de bekabeling onder gelijkstroomspanning (V DC) blijven staan zolang er zonlicht is, ook als de wisselstroom wordt afgesloten. Die spanning kan heel wat hoger oplopen dan de in normale omstandigheden veilige drempel van 120 V DC, namelijk tot 600 V of meer.
Een mogelijke denkpiste is het afdekken van de panelen zodat de spanning wegvalt. Over het algemeen beschouwt de brandweer dit niet als een oplossing. Zeilen vergen te veel mankracht en zijn bij een brand niet meteen handig. De panelen bedekken met schuim is slechts een tijdige oplossing, gezien hun gladheid. Interessant is wellicht een nieuw soort schuim, in feite een dikke pasta die de panelen goed afdekt en achteraf weer kan worden verwijderd zonder de panelen te beschadigen (nazorg!).
Intussen zoeken fabrikanten van kabels en aansluitingsdozen naarstig naar technische oplossingen om de gelijkstroomspanning te reduceren. Bij brand of andere onregelmatigheden kunnen de contacten tussen de verschillende modules bijvoorbeeld worden verbroken door een elektronisch signaal of een schakelaar. Daardoor komt elk paneel apart onder spanning te staan, die zo laag ligt dat er geen gevaar meer is voor de brandweerlui. Met behulp van speciale veren kunnen vlambogen worden vermeden. Ook de mogelijkheid van een omvormer per paneel wordt bekeken, waardoor opnieuw de gelijkstroomspanning onder de gevaardrempel zou komen te liggen. Naast de technische uitdaging blijven voor al deze denksporen de kostprijs en de betrouwbaarheid in de tijd van het PV-systeem (hoe meer onderdelen, hoe groter de kans op falen) de te overwinnen obstakels. Een pertinente vraag is tevens wat er moet gebeuren met de bestaande installaties.
To do
Jo Neyens van BelPV zet een aantal voorstellen van de sector op een rij. Preventief zijn er richtlijnen nodig die de ontwerper en de installateur het nodige houvast geven. Daarin moet onder andere aandacht worden besteed aan het type dak, maar ook aan de bereikbaarheid van de installatie, met bijvoorbeeld een vrije zone tussen panelen en dakrand zoals die in de Verenigde Staten is voorgeschreven. Wat ook wel eens over het hoofd wordt gezien, is dat de PV-installatie de koepels voor rookgasevacuatie vrij moet laten.
De brandweer moet kunnen terugvallen op een gestandaardiseerde procedure. Daarnaast vraagt de sector zich af of de aanwezigheid van PV-installaties niet extern moet worden aangegeven of bij de brandweer moet worden gemeld, zodat die bij interventies weet waar ze aan toe is. Meteen rijst de tegenvraag of dit niet een uitnodiging voor dieven kan zijn. Praktisch is het zeker haalbaar, want de VREG beschikt over een database met alle installaties. Voor grote systemen zouden plannen ter beschikking kunnen worden gesteld. Intern zou de gelijkstroombekabeling op een aparte manier kunnen worden aangeduid door middel van kleuren of waarschuwingsbordjes.
Voor de elektrische installatie zelf zijn eveneens uniforme richtlijnen noodzakelijk. Een serieus struikelblok blijft volgens installateur Luc Martens en Emiel Torfs van het VEI de kloof tussen de aangewezen veiligheidsmaatregelen en de eisen van de gebruiker wat esthetica, kostprijs en rendement betreft. Bekabeling wordt soms compleet weggewerkt of ligt langs het dakvlak waar zich geen panelen bevinden. Nochtans zouden DC kabels het best aan de buitenkant van het gebouw liggen, zouden omvormers bij voorkeur in de ruimte staan waar de DC kabels in gebouw komen en zijn DC kabels met bescherming tegen brand aangewezen. Alleen wettelijke verplichtingen kunnen hier volgens hen uitkomst bieden. Benchmarking met bijvoorbeeld Frankrijk (dat een reglementering heeft voor openbare gebouwen) en Duitsland (waar de Länder elk hun reglementering hebben, met Beieren als koploper) kan daarbij ondersteuning bieden.
Meer informatie over wetgeving en normering vindt u www.fireforum.be. Interessant is de internationale nieuwsrubriek op de particuliere website www.polderpv.nl, samengesteld door een aficionado met kennis van zaken.