Forskare varnar: Solcellsboom ökar risk för bränder

2020-01-20 06:00  

Den snabba utbyggnaden av solcellsanläggningar riskerar att leda till fler bränder. Det varnar forskare i en ny rapport. De flaggar särskilt för risken med att likströmsnät dras allt längre in i byggnader.

De senaste åren har flera bränder brutit ut i solcellsanläggningar. Det statistiska underlaget är osäkert, men åtminstone ett 30-tal bränder har rapporterats av räddningstjänsten i Sverige.

En hel del av bränderna verkar bero på okunskap eller slarv vid installationen. Det var fallet 2015 när en större byggnad i Halland började brinna på grund av ljusbågar och kortslutning i likströmskablar. Brinnande delar från taket ramlade ner och antände utrustning nedanför.

Brinnande delar från taket föll ned och antände utrustning nedanför. Foto: Trygg-Hansa

Ett annat exempel inträffade i en villa utanför Borås 2018. Där överhettades en felaktig kontakt i en likströmskabel och antände takmaterialet.

”Problem som kommer att visa sig mer i framtiden”

För brandmännen som ska släcka elden kan solcellsanläggningar också innebära särskilda problem. Solpanelerna kan fortsätta att ge ström vilket gör att brandmännen riskerar att utsättas för elchock eller elektriska ljusbågar.

I en förstudie från Brandforsk har flera forskare gått igenom det aktuella kunskapsläget när det gäller brandrisker med olika typer av nya elsystem i byggnader, till exempel solceller och hembatterier. Slutsatsen är att solcellsanläggningar kommer att skapa störst utmaningar om inget görs. Regelverket för installationer av solceller är otydligt och otillräckligt, enligt forskarna.

Läs mer: Därför ska astronauterna tända eld på ISS

Antalet solcellsinstallationer ökar i snabb takt och regeringen sköt nyligen till ytterligare pengar till subventionerna av solceller.

– Vi är övertygade om att bränder i solceller är ett problem som kommer att visa sig mer i framtiden. Det har vi sett kvantitativt i Danmark och Italien tidigare. När solcellssubventionerna ökar får man också en ökad frekvens av bränder, säger Michael Försth, professor vid Luleå tekniska universitet.

Ljusbågar i likströmsnät ger större brandrisk

Forskarna varnar även för den nya trenden att dra in likströmsnät in i byggnaden. Det är en trend som Ny Teknik har belyst i flera artiklar. I dag omvandlas vanligtvis den likström som solcellerna ger i en växelriktare innan elektriciteten leds vidare i huset i form av växelström. Men varje omvandling leder till energiförluster och därför skulle fler maskiner kunna kopplas in direkt på likströmsnätet.

– Det är bättre ur brandperspektiv om man konverterar så tidigt som möjligt till växelström, som innebär ett mindre farligt elnät. Många av solcellsbränderna har uppstått i växelriktaren, eftersom det främst är där kopplingspunkterna finns i dagens system, men man kan minska risken genom att placera växelriktaren i till exempel ett garage intill obrännbart material, säger Marcus Runefors, forskare på Lunds tekniska högskola.

2014 bröt en brand ut i växelriktaren i idrottsanläggningen Atleticum i Malmö. Foto: Linda Nohrstedt

Det är framför allt risken för ljusbågar som gör likströmsnätet farligare ur brandsynpunkt. Ljusbågar kan uppstå när den elektriska energin tar en annan väg än den avsedda, till exempel om kablarna har skadats.

Kritisk till att Sverige saknar krav på ljusbågsvakt

Medan växelströmmens spänning regelbundet går ner på noll ligger likströmmens spänning konstant på en hög nivå. Därför är risken större för att brännbart material fattar eld av en ljusbåge i ett likströmsnät.

– En ljusbåge varar under mycket längre tid i ett likströmsnät, säger Marcus Runefors.

Skillnaden syns tydligt i det här youtube-klippet, där först en växelströmkrets bryts och en knappt synbar ljusbåge slår upp. När sedan likström går igenom kretsen uppstår en kraftig och sprakande ljusbåge när brytaren dras isär.

Läs mer: Varningen: Ökad brandrisk med ny teknik

För att detektera och bryta ljusbågar i solcellsanläggningar kan en ljusbågsvakt installeras. I flera andra länder, till exempel USA, finns det krav på att sådan teknik, men inte i Sverige. Det är Marcus Runefors kritisk till.

För att undvika att räddningstjänsten skadas vid en släckningsinsats på en solcellsanläggning kan man montera en likströmsbrytare, som ibland kallas brandmansbrytare. Med den går det att bryta strömmen vid solpanelerna uppe på taket.

Förslag: Dubbla strömklassningen på likströmsbrytare

Men likströmsbrytaren måste motioneras varje år, det vill säga öppnas och stängas några gånger, för att inte själv kunna orsaka brand. Det beror på att fukt och temperaturväxlingar kan skapa ett oxidlager som ger ett litet elektriskt motstånd, leder till värmeutveckling som kan smälta material i brytaren och på så sätt tända en ljusbåge.

Genom att öppna och stänga brytaren några gånger skaver man bort oxidlagret så att den får bra kontakt igen. Men Marcus Runefors tror inte att det är särskilt troligt att villaägare kommer att sköta motioneringen av sina brytare.

Läs mer: Varningen: Solceller kan orsaka elchock

Därför rekommenderar han i stället att man väljer en likströmsbrytare med dubbla strömklassningen jämfört med vad anläggningen egentligen borde behöva.

– Då är brytaren byggd för större värmeutveckling i den punkten. Det borde göra behovet av att motionera brytaren väldigt mycket mindre, säger han.

Expert: Mindre risk i större kommersiella fastigheter

Marcus Runefors har varit i kontakt med Elsäkerhetsverket och uppger att myndigheten håller med om bedömningen att ljusbågsvakter samt fördubblad strömklassning på likströmsbrytare vore lämpliga åtgärder.

– Men Elsäkerhetsverket kan inte införa det som krav i Sverige därför att det skulle gå utöver den europeiska standarden. Det är väldigt frustrerande, säger Marcus Runefors.

Trenden att installera likströmsnät längre in i byggnader gäller än så länge främst större kommersiella fastigheter. Där är brandrisken antagligen lägre än om samma sak skulle göras i villor, enligt Marcus Runefors, eftersom kommersiella fastighetsägare brukar ta hänsyn till brandrisken när nya installationer projekteras.

– I kommersiella fastigheter använder man sig också mer av obrännbara konstruktioner, till exempel gipsväggar och betongbjälklag, och drar kablar i schakt samt installerar sprinkler och brandlarm. Men man ska känna till riskerna när man gör projekteringen, säger han.

Forskarnas slutsatser

I rapporten konstateras att mer tillämpad forskning behövs för att skapa ett mer relevant regelverk. Till exempel pekar forskarna på behovet av:

1. Komplettering av det magra statistiska underlaget för bränder i solcellsinstallationer.

2. Studier av branddynamiken i solcellsinstallationer.

3. Studier av ljusbågars uppkomst och hur dessa kan undvikas, eller hur det kan undvikas att de ger upphov till bränder.

4. Underlag för säker installation av batterier.

5. Kvalitetssäkring av så kallade second life-batterier, begagnade batterier som återanvänds i energilager.

Linda Nohrstedt

Kommentarer

Välkommen att säga din mening på Ny Teknik.

Principen för våra regler är enkel: visa respekt för de personer vi skriver om och andra läsare som kommenterar artiklarna. Alla kommentarer modereras efter publiceringen av Ny Teknik eller av oss anlitad personal.

  Kommentarer

Debatt