Incendiile pornite de la instalații fotovoltaice sunt rare raportat la numărul de sisteme montate, dar au o particularitate care le face neplăcute: aproape niciodată nu au drept cauză panoul în sine. Modulele sunt componente pasive, testate la foc și la ciclare termică, iar defectarea celulei nu produce în mod normal energie suficientă pentru aprindere. Ce arde, în cazurile documentate de pompieri și de asigurători, sunt conexiunile, cutiile de joncțiune, invertoarele montate greșit și, mai nou, bateriile.
Diferența față de o instalație electrică obișnuită vine din natura curentului continuu. La curent alternativ, tensiunea trece prin zero de o sută de ori pe secundă, iar un arc electric are șansa să se stingă singur. La curent continuu nu trece niciodată prin zero. Un arc apărut într-o conexiune slăbită se autoîntreține, ajunge la temperaturi de mii de grade și poate arde luni întregi fără ca nimeni să observe, până când aprinde folia acoperișului sau izolația cablului vecin.
Conexiunile MC4: cauza numărul unu, și cea mai banală
Conectorii de tip MC4 leagă panourile între ele și stringul de cablul principal. Sunt piese ieftine, simplu de sertizat și exact de aceea tratate superficial. Trei greșeli produc majoritatea problemelor.
Prima este amestecarea mărcilor. Un conector de la un producător cuplat cu unul de la altul se închide, face clic și pare corect montat, dar suprafața de contact reală poate fi mult mai mică decât cea proiectată. Rezistența de contact crește, punctul se încălzește la fiecare oră însorită, contactul se oxidează, rezistența crește din nou și așa mai departe până la arc. Este un mecanism cu evoluție lentă, de doi-trei ani.
A doua este sertizarea cu clește nepotrivit. Un conector strâns cu patentul, nu cu clestele de sertizat dedicat, poate funcționa perfect la punerea în funcțiune și la măsurătoarea de recepție. Defectul apare după sute de cicluri termice.
A treia este cuplarea incompletă. Conectorul trebuie să facă un clic audibil și, la o tracțiune fermă, să nu cedeze. O jumătate din instalațiile care dau probleme au cel puțin un conector care doar arată cuplat.
Verificarea nu este complicată: o cameră termică plimbată peste acoperiș într-o zi însorită, la producție mare, arată conexiunile calde ca puncte evidente. Este exact genul de control care merită programat periodic, împreună cu celelalte operațiuni din calendarul anual de mentenanță al unui sistem fotovoltaic.
Cutiile de joncțiune și punctele fierbinți de pe modul
Fiecare panou are pe spate o cutie de joncțiune cu diode de bypass. Rolul diodelor este să ocolească o porțiune umbrită, ca să nu devină consumator. Când o diodă cedează în scurtcircuit, sau când lipitura din cutie se fisurează, apare o rezistență de contact în interiorul unei carcase închise, lipite de spatele modulului. Semnele exterioare sunt vizibile: decolorarea capacului, deformarea lui, urme de funingine în jurul cablurilor de ieșire.
Separat, umbrirea parțială constantă produce puncte fierbinți pe celulă. O celulă umbrită dintr-un string care produce curent devine rezistor și disipă puterea celorlalte. Cu diode funcționale, situația este controlată. Fără ele, sau cu ele defecte, temperatura locală poate depăși pragul de degradare a foliei de încapsulare. De aceea o antenă, un coș de fum sau un copac care crește peste ani și începe să umbrească un colț de câmp nu sunt doar o pierdere de producție, ci și o problemă de fiabilitate: se tund crengile, se mută antena sau se reconfigurează stringul.
Invertorul, tabloul DC și greșelile de amplasare
Invertorul disipă căldură. Datele de montaj ale fiecărui producător cer spații libere minime deasupra, dedesubt și lateral, plus o limită superioară de temperatură ambientală. Montat într-o debara fără ventilație, într-un pod neizolat sub tablă sau lipit de un perete sudic, aparatul lucrează cronic aproape de limită. Consecința imediată este derating-ul, adică reducerea automată a puterii, deci o pierdere de producție. Consecința pe termen lung este îmbătrânirea accelerată a condensatoarelor.
La partea de curent continuu, câteva lucruri merită verificate în orice instalație existentă:
- siguranțele de string, dacă există, să fie de tip gPV, dimensionate pentru curent continuu — o siguranță obișnuită nu stinge arcul;
- separatorul DC să fie accesibil și marcat, ca pompierii să îl găsească fără să caute;
- cablul solar să fie cu dublă izolație, rezistent la UV, și să nu atingă tabla acoperișului sau muchii metalice;
- traseele să fie fixate cu coliere rezistente la UV, nu cu coliere obișnuite care se fac praf în doi ani și lasă cablul să atârne și să se frece.
Frecarea cablului de o muchie metalică sub vânt este o cauză reală și subestimată: izolația se subțiază, apare punerea la masă, apoi arcul.
Bateriile de stocare: un capitol separat
Când sistemul include acumulatori, riscul își schimbă natura. Celulele litiu-ion pot intra în ambalare termică, un proces în care căldura generată de o celulă deteriorată o încălzește pe următoarea, în lanț. Odată pornit, procesul nu se stinge cu apă și nu se oprește deconectând instalația.
Prevenția este în primul rând o chestiune de alegere și amplasare: chimie LFP în loc de NMC pentru aplicații casnice, sistem de management al bateriei care monitorizează fiecare celulă, montaj într-un spațiu ventilat, cu perete rezistent la foc, departe de căile de evacuare și de dormitoare, cu respectarea distanțelor date de producător. Temperatura de lucru contează enorm, iar mecanismul e explicat detaliat în materialul despre rolul răcirii termice în siguranța bateriilor de stocare. Greșelile tipice de achiziție și montaj sunt inventariate în lista de greșeli frecvente la bateriile pentru energie solară.
Ce se poate face concret, în ordinea eficienței
Dacă ar fi să prioritizăm măsurile după raportul dintre efect și cost, ordinea arată cam așa. Întâi, montajul făcut de o firmă care lucrează cu electricieni autorizați ANRE și care predă dosarul complet — aici se decide majoritatea riscului. Apoi, o termografie la un an după punere în funcțiune, când eventualele conexiuni proaste s-au manifestat deja termic, dar încă nu au ajuns la arc. Apoi, monitorizarea producției pe string, nu doar totală: un string care scade constant față de vecinul lui semnalează un contact în degradare cu mult înainte de orice semn vizibil.
Detectorul de arc integrat în invertor, funcție cunoscută ca AFCI, este util și tot mai des prezent, dar nu înlocuiește nimic din cele de mai sus; el intervine când problema există deja. La fel, un separator care oprește tensiunea la nivel de modul ajută pompierii, pentru că altfel acoperișul rămâne sub tensiune periculoasă atâta timp cât e lumină, indiferent ce butoane s-au apăsat în casă.
Ce nu ajută este intervenția pe cont propriu la partea de curent continuu. Un string de casă poate depăși câteva sute de volți în circuit deschis, iar sub tensiune continuă mușchii nu se relaxează. Orice suspiciune de miros de ars, decolorare pe un conector sau declanșare repetată a protecțiilor se tratează prin oprirea invertorului, deconectarea de la rețea și chemarea instalatorului sau a unui electrician autorizat; în cazul unui început de incendiu, apelul la 112 și menționarea explicită a faptului că există panouri și, eventual, baterii pe imobil schimbă modul în care intervine echipajul.
