SOLCELLER OG BRANN: PÅGÅENDE FORSKNING

Transkript

1 SOLCELLER OG BRANN: PÅGÅENDE FORSKNING Ragni Fjellgaard Mikalsen Forsker, RISE Fire Research Nasjonal brann- og el-konferanse Januar 2019 Research Institutes of Sweden RISE Safety and Transport RISE Fire Research Trondheim

2 RISE Fire Research Norsk brannteknisk kompetansesenter Tidligere SINTEF NBL/ SP Fire Research Opprettet i 1934 Ligger i Trondheim ~ 30 ansatte Eiere 70 % RISE, Sverige 30 % SINTEF, Norge En del av RISE Safety and Transport: Et av verdens største brannforskningsinstitutt 2

3 FIRE RESEARCH AND INNOVATION CENTRE - FRIC FRIC skal innenfor brannfaget styrke samarbeid langsiktig kompetansebygging kunnskapsspredning Fire arbeidspakker: Kunnskapsbasert beslutningsstøtte innen brannsikkerhet Branndynamikk og modellering Bygningsteknologi og prosjektering Brannsikringstiltak og ny teknologi 3

4 Solceller og brannsikkerhet 4

5 Noen påstander Det er farlig å spyle vann på solcelleanlegg eller batteri for å slokke en brann! Det er umulig å ventilere ut røyk gjennom et tak som er dekt av solceller! Batteribanker og solcellepaneler representerer en brannfare! Prosjektering tilrettelegger ikke for slokking av brann i solceller/ batteri! 5

6 Bakgrunn 2 aktuelle forskningsprosjekt Solcelleteknologi og brannsikkerhet RISE-rapport 2018:31, sept 2018 EBOB: Energieffektive bygg og brannsikkerhet RISE-rapport 2019:2 (publiseres snart) 6

7 Bakgrunn Mål: Utrede problemstillinger knyttet til brann og energieffektive bygg Bidra til bedre beslutningsgrunnlag for myndigheter Gi informasjon som brannvesen kan bruke ved forebygging og slokkeinnsats Casestud ier Dagens situasjon og forventede fremtidige utfordringer Hovedtema Solceller Batterier Slokking Finansiert av DSB og DiBK Litteratur Worksho p 7

8 Casestudier 8

9 Case: Nybygg, kontorbygg Powerhouse på Brattøra, Trondheim m 2 BREEAM Outstanding Skanska entreprenør Sweco brann Illustrasjon: Snøhetta og MIR, gjengitt med tillatelse fra Skanska 9

10 Case: Nybygg, kontorbygg Solceller på tak (19 grader mot sør) Solceller på sør og vest-fasade 10 Illustrasjon: Snøhetta og MIR, gjengitt med tillatelse fra Skanska Foto: RISE Fire Research

11 Case: Nybygg, kontorbygg Moduler på fasadeplater, montert på tak med luftspalte mellom plate og taktekking Gangbaner med sikring hver 5.rad Brannvesen har vært involvert i prosjektering 11

12 Case: ASKO-brannen Brann 7.april 14. april Foto: Mosseregionen interkommunale brann og redning

13 Case: ASKO-brannen Et av Norges største bygg Fryselager, kjølelager, teknisk rom 13 Illustrasjon: Mosseregionen interkommunale brann og redning

14 Case: ASKO-brannen Solcelleinstallasjon på tak: Utenpåmontert og seksjonert Brannvesen visste om solcellene på forhånd Foto: Øst politidistrikt 14

15 Case: ASKO-brannen 15 Illustrasjon: Mosseregionen interkommunale brann og redning

16 Case: ASKO-brannen Solcelleinstallasjon på tak Ett av mange risikomoment under brannen Ferdsel på tak/ hulltaking 16 Illustrasjon: Mosseregionen interkommunale brann og redning

17 Case: ASKO-brannen Brannvesenet fremhever behov for info og veileder for håndtering av brann i solcelleinstallasjoner 17 Foto: Mosseregionen interkommunale brann og redning

18 Hva sier forskningen? 18

19 Forskning: Brannstart Mange koblingspunkt: potensielle tennkilder Robuste kontaktpunkt viktig, må tåle konstant påkjenning 19 Figur tilpasset fra GoGreenSolar.com

20 Forskning: Brannspredning Luftspalte: endret branndynamikk Akkumulering av varme under moduler: større varmepåkjenning pga større tilbakestråling Brennbare materialer: kun ~10 % av total masse 20 Foto: J. S. Kristensen, B. Merci, and G. Jomaas, Fire-induced reradiation underneath photovoltaic arrays on flat roofs, Fire and Materials, 2017.

21 Forskning: Brannspredning Seksjonering! Fullskalaforsøk viser at geometrien påvirker brannspredning Brannen spredte seg utover hele arealet dekt av solceller Begrenset brannspredning utenfor arealet dekt av solceller Foto: J. S. Kristensen og G. Jomaas, «Experimental study of the fire behaviour on flat roof constructions with multiple photovoltaic (PV) panels», Fire Techn, 54, 6, ,

22 Forskning: Bygningsintegrert solcelle Tysk studie fra 2013: 180 innrapporterte branner Integrerte solceller: Større sannsynlighet for brann: 1% av alle solcelleinstallasjoner, men 11% av branner Førte oftere til skade på bygningen når de tok fyr 57% av tilfeller, bygningsintegrert 35% av tilfeller, utenpåmontert Kunnskapshull! Mange nye studier på integrerte solceller Ingen omhandler brann 22 H. Laukamp mfl., «PV fire hazard-analysis and assessment of fire incidents», presentert på 26th European Photovoltaic Solar Energy Conference and Exhibition, 2013.

23 Forskning: Brannslokking Brannvesen trenger informasjon om og hvor det er solceller Berøringsfare Fare for reantennelse 23 Foto: R. Backstrom and D. A. Dini, Firefighter Safety and Photovoltaic Installations Research Project, Underwriters Laboratories Inc., Northbrook, IL, USA, Nov

24 Forskning: Brannslokking Brannvesen trenger informasjon om og hvor det er solceller Berøringsfare Fare for reantennelse Minimere fare for strømgjennomgang: ferskvann, 1 meter spredt stråle/ 5 meter samlet stråle 24 Foto: R. Backstrom and D. A. Dini, Firefighter Safety and Photovoltaic Installations Research Project, Underwriters Laboratories Inc., Northbrook, IL, USA, Nov

25 Forskning: Brannslokking Brannvesen trenger informasjon om og hvor det er solceller Berøringsfare Fare for reantennelse Minimere fare for strømgjennomgang: ferskvann, 1 meter spredt stråle/ 5 meter samlet stråle Anbefaling: Utarbeide standard operasjonell rutine Loggføring: BRIS, evaluering av branner 25 Foto: R. Backstrom and D. A. Dini, Firefighter Safety and Photovoltaic Installations Research Project, Underwriters Laboratories Inc., Northbrook, IL, USA, Nov

26 Anbefalinger for regelverk Mer info, samlet info Definere hvorvidt solceller er byggevare Allerede bygningsteknisk installasjon Frittstående, utenpåmontert, bygningsintegrert Sikkerhetsmerking Utstyrsmerking Orienteringsplan DiBK: «En byggevare er et produkt som bygges inn i byggverk og som påvirker byggverkets grunnleggende egenskaper (mekanisk stabilitet, brannsikkerhet, beskyttelse av brukernes helse og hygiene, sikkerhet ved bruk og vern mot støy og energi).» 26

27 Vurdering av brannsikkerheten Basert på gjennomgang av: - Regelverk og veiledere - Forskningslitteratur - Innspill fra bransjen og brannvesen 27

28 Årsaker Heterogent marked og utydelig regelverk uforutsigbar kvalitet. Skadeforebyggende barrierer: Kvalitetskontroll og tredjepartsverifikasjon av komponenter Fagmessig utførte installasjoner Smart overvåking av anlegg: oppdage feil som ellers ikke ville blitt oppdaget Skadebegrensende barrierer: Solceller inneholder ikke mye brennbart materiale Merking og informasjon til brannvesen Elektrisk seksjonering av strenger Fysisk seksjonering av arealer dekket av solceller Tilrettelagt for trygg og enkel demontering Konsekvenser Solcellene fortsetter å produsere strøm; berøringsfare og fare for strømgjennomgang i slokkevann for brannvesenet Kontaktfeil i solcellestreng Likestrøm med høy spenning Brann Solceller Rømningsmuligheter reduseres på grunn av berøringsfare med spenningssatte komponenter Økt brannspredning i hulrom bak solcellemoduler Konstant belastning over lang tid Økt omfang av brann pga fysisk hinder som vanskeliggjør tilkomst for brannvesen 28

29 Vil du vite mer? State-of-the art innen energieffektive bygg: Materialer og konstruksjoner Nye tekniske løsninger Krysningspunkt mellom ulike teknologier Fokus: solceller, batterier og slokking Regelverk og teststandarder Ny forskning Anbefalinger for regelverk, brannvesen, montering, bruk Rapportene kan lastes ned på:

30 Sol og brann: Forslag til videre arbeid Testmetode Storskala tester Gjennomgang av hendelser Hvilken testmetode gir mest relevant dokumentasjon av brannrisiko? I dag: De fleste testmetoder ikke spesielt tilpasset solcellemoduler Hvordan påvirker hulrom bak moduler brannspredning? Hvordan endres branndynamikken fra horisontal til vertikal montering? Innsamling og gjennomgang av statistikk over hendelser med branner i solcelleinstallasjoner i ulike land Belyse den reelle brannrisikoen Hvordan bør seksjonering utføres å hindre brannspredning? Bygningsintegrert solcelleinstallasjoner: Er virkelig brannrisikoen høyere? Hvordan påvirker samspillet mellom modul og ulike typer takbelegg og underliggende isolasjon brannsikkerheten? Foto: J. S. Kristensen, B. Merci, and G. Jomaas, Fire-induced reradiation underneath photovoltaic arrays on flat roofs, Fire and Materials,

31 RISE Fire Research ser nå etter forskningsog industripartnere til forskningsprosjekt om disse temaene. Ta kontakt! 31

32 32 Takk for oppmerksomheten!

33 INNSPILL? SPØRSMÅL? TA GJERNE KONTAKT! Ragni Fjellgaard Mikalsen Research Institutes of Sweden RISE Safety and Transport RISE Fire Research Trondheim