En av de mest debatterade komponenterna i en solcellsanläggning är brandmansbrytaren/brandmannabrytare/brandkårsbrytaren. Kärt barn har många namn. Problemet, som vi snart skall komma till, är att denna tekniska anordning fel använd kan öka riskerna i en solcellsanläggning och inte alls göra anläggningen säkrare. Kunskapsnivån om brandkårsbrytare måste öka, både hos beställare, projektörer/konsulter och installatörer.
Vad är en brandmansbrytare?
En brandmansbrytare är en fjärrmanövrerad DC-brytare som har kapacitet att bryta en eller flera strängar under maximal produktion. Brandmansbrytaren består av två enheter A) en brytare och B) en fjärrmanövrerare (en knapp). När knappen trycks in skickas en signal till brytaren/brytarna att öppna sig. Detta gör att strömmen slås ifrån och det blir spänningslöst från brytaren i allt DC-kablage ner till växelriktaren.
En vanlig missuppfattning är att hela anläggningen blir spänningsfri, men det är alltså endast kablaget nedströms från brytaren som blir spänningslöst. Panelerna kommer således alltid vara spänningssatta om de är utsatta för solljus.
Figur 1. Schematisk skiss över system med brandmansbrytare.
Brandkårsbrytare finns i flera modeller. Den har en eller flera brytare som samtliga får sin brytsignal externt. Det brukar generellt sett finnas två modeller av brandkårsbrytarna. En med plintanslutning och där DC-kablarna skruvas i plintar samt en modell med förmonterade MC4-kontakter som installatören direkt kan ansluta strängarna mot.
Figur 2. Brandkårsbrytare från Eaton
Figur 3. En installation där 12st brandkårsbrytare installerades på ett kommunalt projekt på ett reningsverk i Jämtland.
När ska brandmansbrytare användas?
En brandmansbrytare kan vara mycket effektiv att öka brandkårens operativa möjligheter i händelse av brand i en solcellsanläggning. Men fel installerad kan den ge en falsk trygghet och öka risken för brand i en solcellsanläggning.
En brandmansbrytare är lämplig att använda om det finns en nytta med att kablaget ned från solpanelerna till växelriktaren kan göras spänningslöst. Det är framför allt vid kommersiella installationer, statliga/kommunala byggnader eller bostadsrättsföreningar. Följande scenarion är fördelaktiga för att installera brandmansbrytare:
- Lång kabeldragning på DC-sidan
- Kabeldragning inomhus (ex i trappuppgångar eller liknande)
- Kommersiell byggnad eller flerfamiljsboende/BRF
Felinstallerad kan en brandmansbrytare minska säkerheten i en solcellsanläggning och ge en falsk trygghet
En brandkårsbrytare bör inte installeras om den i sig inte minskar risken för brand och man skall vara väldigt uppmärksam som projektör på följande scenarion då nyttan av en brandkårsbrytare är låg eller icke-existerande:
- Om DC-kablaget på installationen endast är draget utvändigt på byggnaden och växelriktaren installerats utomhus.
- Om kabelavståndet på DC-sidan mellan växelriktaren och brandkårsbrytaren är kort
- Om man inte på ett tydligt sätt kan indikera vilken del av solcellsanläggningen som blir spänningslös vid manövrering av fjärrbrytaren. Exempelvis vid utspridd installation och flera takytor/byggnader/trappuppgångar.
- Om inget ansvar kring service och underhåll kan tas för brandmansbrytaren och kringutrustning. Detta inkluderar primärt motionering av DC-brytare som vanligtvis skall göras var 6e månad.
För brandkåren kan en brandmansbrytare ge en falsk trygghet då det saknas kunskap i hur brandmansbrytaren fungerar. Detta utöver att vilken/vilka delar som frånskiljs och blir spänningslösa är beroende på hur anläggningen är designad. Det finns också en möjlighet till feltolkning i ordet ”brandmansbrytare”. Om man inte vet exakt vad det innebär kan man tänka sig att om man trycker på kappen så blir anläggningen spänningslös eller att anläggningen efter man fått brytaren att lösa ut, går in i något säkert spänningslöst läge. Båda dessa påståenden är fel och skulle brandmännen göra en sådan tolkning så kan det bli mycket farligt då solcellsanläggningen alltid skall antas spänningssatt vid operativa insatser!
Flera sätt att uppnå frånskiljning
Det finns flera sätt att uppnå brandmansbrytning. Ofta är de inte helt självklart vilken typ av brytning/frånskiljning som efterfrågas.
Fjärrmanövrerad DC-brytning
Det som man vanligtvis menar med brandmansbrytning är att installera en fjärrmanövrerad DC-brytare som kan bryta samtliga strängarna när de får en extern signal. Denna brytning gör det spänningslöst från brytaren och nedströms (mot växelriktaren). Panelerna kommer fortsatt vara spänningssatta.
Figur 4. Fjärrmanövrerad DC-brytare
Fjärrmanövrerad avstängning av växelriktare (utan optimerare)
Flera moderna modeller av växelriktare kan ta emot externa signaler för avstängning. Detta möjliggör att en avstängningssignal kan skickas till växelriktaren från en fjärrmanövrerad knapp. Detta gör att växelriktaren mjukvarumässigt stänger av produktionen av solel och öppnar sina interna reläer. Panelerna och DC-kablaget kommer fortsatt vara spänningsfört men det blir spänningslöst på AC-sidan (under förutsättning att matningen till byggnaden brutits).
Figur 5. Fjärravstängning av växelriktare (mjukvaruavstängning)
Fjärrmanövrerad avstängning av växelriktare (med optimerare)
Om det sitter ett full optimerat system (ifrån SolarEdge eller Huawei) kommer växelriktaren att sluta skicka “håll-i gång-dig”-signal till optimerarna. När optimerarna slutar få signalen går de ner i säkert läge. Det innebär 0V i Huaweis fall och 1V per optimerare i SolarEdges fall.
Figur 6. Fjärravstängning av växelriktare med optimerare (mjukvaruavstängning)
I fallet med optimerade system krävs inte en extra fysisk brytare då optimerarna själva tar ner spänningen till ofarliga nivåer. Systemet kan gå ner i säkert läge på olika sätt. Antingen via att AC-matningen till växelriktaren bryts, då stänger optimerarna av. Eller så kan man med en kommunikationskabel trigga en avstängning (antingen manuellt via en nödstoppsknapp eller via en automatisk signad från ett brandlarm).
Figur 7. Huaweis system med och utan optimerare. Med optimerare är spänningen 0V när systemet är avstängt.
Fjärrmanövrerad AC-brytning (effektbrytare)
För att säkerställa mekanisk frånskiljning kan en effektbrytare installeras på AC-sidan om växelriktaren. Dvs en brytare som kan bryta under maximal produktion/last. Effektbrytaren utrustas med en underspänningsutlösare och den kopplas sedan till en extern kontakt som om man slår till knappen, blir det spänningslöst och underspänningsutlösaren triggar att effektbrytaren stänger all matning till växelriktaren. Detta är ett mycket kostnadseffektivt sätt att uppnå avstängning. Detta sätt är mycket fördelaktigt på stora industritak när växelriktarna installeras uppe på taket nära panelerna. Det finns då ingen anledning att bryta DC, utan denna lösning med att bryta DC gör fortfarande att inga spänningsförande kablar förs in i byggnaden.
Figur 8. Brandmansbrytare AC (fjärrmanövrerad AC-brytare med underspänningsutlösare)
Ett misslyckat australiensiskt försök med bandkårsbrytare
Australien är ett land med extremt många solenergianläggningar, och det är inte så konstigt med tanke på landets mycket höga solinstrålning. Man har idag i Australien problem med bränder i solcellsanläggningar där upp emot 20% av bränderna startar i den lagstadgade DC-brytaren som skall sitta på taket.
https://www.fire.nsw.gov.au/news.php?news=2420
https://www.solarquotes.com.au/blog/solar-power-fire-mb1661/
Varför är denna information viktig för oss is Norden? Jo för att vår marknad är på väg åt samma håll som Australien. Priserna sjunker, fler installatörer etableras, regelverket har inte helt satt sig och man börjar få problem med kvalité. Då börjar man strama åt regelverk och krav. Men det som exemplet i Australien visar är att bara för man lägger till någon komponent betyder inte det att säkerheten ökar. Det har snarare blivit tvärt om. Australien har fortfarande inte tagit bort kravet på att en extern DC-brytare måste installeras på taket!
Slutsatser
Det finns andra mjukare variabler som vi i solcellsbranschen måste vara medvetna kring. Även om det kanske är självklart hur en solcellsanläggning är uppbyggd och fungerar i detalj för en person som jobbar i solcellsbranschen så är det inte det för en brandman. Brandmännen har inte den detaljkunskapen om produkter och funktioner som personer i solcellsbranschen har. Det gör att det finns en övertro från solcellsbranschens håll att brandmännen alltid agerar så som dom hade gjort. Man måste förstå att brandmännens primära uppgift att rädda liv och egendom. Du kan ju själv fundera kring ett fiktivt scenario som utspelar sig i baksätet på brandbilen mellan två rökdykare som gör sig redo under utryckning till en byggnad med en solcellsanläggning. Tror vi från solcellsbranschen verkligen att diskussionen går enligt följande ”Tror du vi åker ut på en Fronius eller Huawei-anläggning idag?”. Givetvis inte. Men en anläggning som är rätt utformad, med tydlig dokumentation och underlag kan brandkåren snabbt orientera sig och planera sin insats. Från solcellsbranschen så måste vi underlätta deras arbete och arbetsmiljö, men framför allt göra allt i vår makt att minska risken att brand uppkommer och om den väl gör det skall vi se till att den kan bekämpas på bästa och säkraste sättet!
Slutsatser gällande brandmansbrytare
För det första finns det flera sätt att ”brandmansbryta”. Beställare och konsulter måste bli mycket tydligare vad man faktiskt är ute efter. Olika lösningar har olika för och nackdelar. Diskutera gärna med oss på Senergia om ni önskar vägledning (eller mer utbildning).
Ett solcellssystem har få sätt att bli helt spänningslöst, då måste man titta på lösningar med optimerare. Övriga lösningar innebär någon form av brytare (AC eller DC) och någon form av fjärrmanövrering.
Rätt använd och med rätt underhåll kan en brandmansbrytare öka säkerheten i en solcellsanläggning i de fall kablaget går genom byggnaden från insidan och man vill få bort den spänningen i händelse av brand.
Fel använd och/eller utan underhåll kan en brandmansbrytare öka riskerna för brand i en solcellsanläggning och dessutom bidra till en falsk säkerhet.