Czy magazyny energii ESS stanowią większe zagrożenie pożarowe niż instalacje fotowoltaiczne? Niestety, wiele na to wskazuje...

Warto zwrócić uwagę na rosnącą liczbę incydentów związanych z pożarami magazynów baterii w instalacjach fotowoltaicznych. W drugiej połowie września odnotowano pięć takich przypadków — trzy w Niemczech i dwa w Austrii, co podkreśla znaczenie odpowiednich środków bezpieczeństwa i prewencji pożarowej w systemach fotowoltaicznych.

Incydenty z Niemiec i Austrii

Kleinkahl — eksplozja magazynu ESS

Najświeższy przypadek miał miejsce 29 września 2023 roku w Kleinkahl, gdzie doszło do poważnego rozwoju pożaru i zadymienia w domu jednorodzinnym. Straż pożarna zidentyfikowała przyczynę pożaru jako awarię techniczną, prowadzącą do eksplozji magazynu energii ESS. Strażacy najpierw musieli ugasić wyposażenie i linie zasilające. Jednocześnie magazyn energii fotowoltaicznej został wyniesiony na zewnątrz i schłodzony w pojemniku bezpieczeństwa, aby zapobiec ponownemu zapłonowi. Następnie dom został oczyszczony z toksycznego dymu pożarowego za pomocą dwóch wentylatorów wysokowydajnościowych i zwrócony właścicielowi. Jednak budynek jest obecnie niezamieszkały z powodu skutków silnego rozwoju dymu i sadzy. Na szczęście nikt nie został ranny.

Zdarzenie to podkreśla znaczenie regularnych przeglądów i konserwacji systemów fotowoltaicznych, co jest kluczowe dla zapewnienia bezpieczeństwa pożarowego.

Kochel am See — brak możliwości naprawy na miejscu

W przypadku pożaru w Kochel am See podejrzewa się, że przyczyną mogła być bateria magazynu energii ESS firmy LG. W piwnicy, w pomieszczeniu technicznym, zidentyfikowano mocno dymiącą baterię, prawdopodobnie od instalacji słonecznej. Bateria została odłączona i wyniesiona na zewnątrz. Na zewnątrz została następnie zanurzona w stalowym pojemniku pod wodą i schłodzona. Mieszkańców podczas zdarzenia nie było w domu.

Ehrenfriedersdorf — szybka reakcja właściciela uratowała sytuację

W Ehrenfriedersdorf doszło do kolejnego pożaru, gdzie bateria zapaliła się podczas ładowania. Dzięki szybkiej reakcji mieszkańca udało się uniknąć większych szkód. Ten przypadek pokazuje, jak ważna jest edukacja i świadomość właścicieli domów w zakresie bezpieczeństwa pożarowego.

Problem z magazynami energii Senec

Warto wspomnieć o problemach związanych z magazynami energii firmy Senec, które od marca 2022 roku wielokrotnie były przyczyną pożarów. Obecnie wiele z tych systemów pracuje w trybie kondycjonowania, co ma na celu zapobieganie dalszym incydentom. Ta sytuacja rzuca światło na znaczenie ciągłego monitorowania i aktualizacji systemów bezpieczeństwa w technologiach fotowoltaicznych.

Wnioski dla projektantów i inwestorów

Powyższe przypadki podkreślają, że:

1. Magazyny energii ESS stwarzają potencjalnie większe zagrożenie pożarowe niż same instalacje fotowoltaiczne bez magazynowania
2. Lokalizacja magazynu energii (piwnica, pomieszczenie techniczne) ma kluczowe znaczenie dla możliwości interwencji straży pożarnej
3. Konieczne jest uzgodnienie projektu z rzeczoznawcą ds. zabezpieczeń ppoż. — szczególnie przy instalacjach z magazynami energii
4. Regularne przeglądy i konserwacja systemów są niezbędne

Dlaczego pożar magazynu energii jest tak trudny do ugaszenia?

Podstawowym mechanizmem pożaru baterii litowo-jonowej jest samopodtrzymująca się reakcja termiczna, znana jako thermal runaway (niekontrolowany wzrost temperatury). W odróżnieniu od typowego pożaru materiałów organicznych, bateria LFP lub NMC nie potrzebuje zewnętrznego tlenu, by się palić — tlen chemicznie związany w strukturze katody jest uwalniany wraz ze wzrostem temperatury i „podtrzymuje” reakcję od wewnątrz. Oznacza to, że klasyczne gaszenie poprzez odcięcie dostępu tlenu (np. gazem gaśniczym CO₂) jest nieskuteczne.

Gdy w jednej celi dochodzi do thermal runaway, generuje ona ciepło i gazy pod ciśnieniem. To ciepło przenosi się na sąsiednie cele i uruchamia w nich identyczną reakcję — efekt domina może objąć cały moduł bateryjny w ciągu sekund lub minut. Temperatura wewnątrz modułu może przekraczać 500–800°C.

Równie poważnym zagrożeniem są toksyczne gazy emitowane podczas rozkładu termicznego elektrolitu i elektrod. Bateria LFP w trakcie pożaru emituje przede wszystkim fluorowodór (HF) — silnie żrący i toksyczny gaz — a także cyjanowodór (HCN), tlenek węgla (CO) i szereg lotnych związków organicznych. Stężenia HF w pobliżu płonącej baterii mogą wielokrotnie przekraczać natychmiastowo niebezpieczne dla życia limity (IDLH = 30 ppm), co zmusza strażaków do pracy w pełnym sprzęcie ochrony dróg oddechowych i stwarza ryzyko skażenia otoczenia.

Woda skutecznie chłodzi zewnętrzną powierzchnię baterii, ale nie dociera do wnętrza zelowanych cel. Stąd praktyka stosowana przez europejskie straże pożarne, widoczna w opisanych powyżej przypadkach z Kochel am See i Kleinkahl: zanurzenie całego modułu bateryjnego w stalowym pojemniku z wodą. Schłodzony w ten sposób moduł może pozostawać pod wodą przez kilkanaście godzin, zanim temperatura na tyle opadnie, by wyeliminować ryzyko ponownego zapłonu.

Jak ograniczyć ryzyko? Wymagania PPOŻ dla lokalizacji magazynu

Wiedza o mechanizmie pożaru baterii przekłada się bezpośrednio na wymagania projektowe. Norma NFPA 855 (Standard for the Installation of Stationary Energy Storage Systems) — najszerzej stosowany na świecie dokument techniczny w tym zakresie — oraz wytyczne VDMA i FNN w Niemczech wskazują na kilka kluczowych zasad:

• Wydzielone pomieszczenie lub strefa — magazyn energii powinien być oddzielony od reszty budynku przegrodami o odpowiedniej odporności ogniowej (min. EI 60 lub REI 60). Lokalizacja w piwnicy utrudnia ewakuację gazów i dostęp straży — należy ją unikać lub kompensować wzmocnionymi środkami technicznymi. Więcej o wymaganiach lokalizacyjnych: NFPA 855 — magazyny energii: lokalizacja i wymagania PPOŻ.
• Mechaniczna wentylacja — pomieszczenie musi być wyposażone w wentylację zapewniającą wymianę powietrza, która usunie nagromadzone gazy przed osiągnięciem stężeń wybuchowych lub toksycznych. Czujniki gazów palnych i HF powinny automatycznie uruchamiać wentylację awaryjną.
• System detekcji i sygnalizacji — czujniki dymu, temperatury lub gazu umożliwiają wczesne wykrycie awarii jeszcze przed przejściem w fazę otwartego pożaru, gdy interwencja prewencyjna (schłodzenie, odłączenie) jest jeszcze możliwa.
• Odległości od elementów palnych i od granic działki — NFPA 855 określa minimalne odległości instalacji ESS od okien, drzwi, wyjść ewakuacyjnych i granic nieruchomości. W przypadku instalacji przyściennych i wolnostojących na zewnątrz wymagania różnią się od lokalizacji wewnętrznych.
• Uzgodnienie projektu z rzeczoznawcą — ze względu na brak jednolitej polskiej normy szczegółowej dla ESS, rzeczoznawca ds. zabezpieczeń ppoż. analizuje projekt indywidualnie, opierając się na dostępnych normach branżowych (w tym NFPA 855) i przepisach ogólnych.

Artykuł ten podkreśla znaczenie bezpieczeństwa pożarowego w kontekście rosnącej popularności systemów fotowoltaicznych z magazynowaniem energii. Więcej informacji o wymaganiach ppoż. dla magazynów energii i uzgodnieniach PPOŻ znajdziesz na ppoz-online.pl.