Navrhování fotovoltaických systémů

Při navrhování fotovoltaických systémů je třeba opět vycházet z obecných ustanovení stavebního zákona a to z tohoto pohledu, že pro stavbu mohou být navrženy a použity jen takové výrobky, materiály a konstrukce, jejichž vlastnosti z hlediska způsobilosti stavby pro navržený účel zaručují, že stavba při správném provedení a běžné údržbě po dobu předpokládané existence splní požadavky na mechanickou odolnost a stabilitu, požární bezpečnost, hygienu, ochranu zdraví a životního prostředí, bezpečnost při udržování a užívání stavby včetně bezbariérového užívání stavby, ochranu proti hluku a na úsporu energie a ochranu tepla.

Fotovoltaické systémy a jejich komponenty (například moduly, rozvodnice, měniče, zdroje a rozvodnice se spínacími přístroji) jsou podle nařízení vlády č. 17/2003 Sb. výrobky stanovené k posouzení shody. Některé typy těchto elektrických zařízení jsou však vyráběny za účelem trvalého zabudování do stavby. V důsledku toho musí pak svým provedením vyhovovat určenému účelu použití a splňovat tedy i základní požadavky stanovené směrnicí Rady 89/106/EHS pro stavební výrobky.

Při vlastním navrhování fotovoltaických systémů se při zpracování požárně bezpečnostního řešení vychází z požadavků zvláštních právních předpisů, normativních požadavků a z podmínek vydaného územního rozhodnutí. V této souvislosti je třeba upozornit na určitou diskrepanci některých ustanovení stavebního zákona a energetického zákona, které by mohly činit nejen při navrhování požární bezpečnosti fotovoltaických systémů potíže.

Je třeba mít na zřeteli, že i když dle §103 odst. 1) písm. b) bod 4. stavebního zákona zařízení, která jsou součástí nebo příslušenstvím energetické soustavy nevyžadují stavební povolení ani ohlášení stavebnímu úřadu, vlastní stavby energetické soustavy (buď jako celek nebo části schopné samostatného užívání), však jednoznačně vyžadují územní rozhodnutí v souladu s §92 nebo v některých případech územní souhlas v souladu s §96 stavebního zákona. Jedná se totiž o stavby, které nejsou vymezeny
v taxativním výčtu staveb a zařízení nevyžadujících podle §79 odst. 3 téhož zákona rozhodnutí o umístění stavby, ani územní souhlas. Celá situace je komplikována zejména tím, že stavební ani energetický zákon pojmy "energetická soustava", příslušenství" a "součást" nedefinují.


Z výše uvedeného lze ale dovodit, že současné pojetí §103 odst. 1) písm. b) bod 4. stavebního zákona v kontextu s požadavky §92 (§96) umožňuje doplnit stavbu (v tomto případě "energetickou soustavu" – její část - elektrizační soustavu) o prvek, který je její součástí či příslušenstvím, avšak z hlediska tohoto zákona musí být v souladu
s podmínkami rozhodnutí o umístění stavby, případně s územním souhlasem.

Složitější situace nastává při navrhování ostrovních systémů nebo síťových systémů na parcele rodinného domu nebo na jeho střeše. Z tohoto pohledu jde rovněž spíše
o problematiku stavebního práva, které upravuje tuto věc dvěma způsoby:

• v rámci plochy pro bydlení není možné bez změny územního plánu umisťovat zařízení jako je sluneční elektrárna s větší kapacitou, než vyžaduje povolovaný rodinný dům,
• je-li plocha územním plánem určena pro bydlení, pak na ní mohou být v souladu s územně plánovací dokumentací umisťovány pouze kolektory pro ohřev vody nebo přitápění, případně fotovoltaické panely pro výrobu elektrické energie pouze v tom případě, že slouží výlučně pro navržený dům a jsou umístěny na něm nebo na jeho pozemku.
  

Při umisťování fotovoltaických systémů na střechách objektů se musí také posoudit, zda střešní plášť, konstrukce fotovoltaického systému a systém ochrany před bleskem vyhovují technickým podmínkám vyhlášky č. 23/2008 Sb. Fotovoltaické moduly musí zároveň být instalovány tak, aby byl zajištěn odvod tepla při maximálním slunečním osvitu v daném místě.

Pro ochranu fotovoltaických modulů musí být dodrženy pokyny výrobce a napájecí vodič musí mít na straně AC hlavního přívodu přístroje pro ochranu proti proudovému přetížení a zkratu. U fotovoltaického měniče napětí musí být na straně DC instalován odpojovač.

Rozvodná zařízení elektrické energie a hlavní vypínače elektrického proudu musí být označeny ve smyslu podrobností uvedených v ustanovení §11 odst. 2 písm. f) vyhlášky o požární prevenci. Všechny rozváděče (fotovoltaické zdroje, fotovoltaická pole) musí být také označeny štítkem oznamujícím, že části uvnitř rozváděčů mohou být živé ještě
po odpojení fotovoltaického měniče napětí.

Měniče napětí s odpojovači se v instalacích fotovoltaických výroben elektřiny umisťují tak, aby stejnosměrná část rozvodu, která zůstává pod stálým napětím, byla co nejkratší. Střešní nebo fasádní instalace fotovoltaických panelů pak nesmí svým provedením znemožňovat odvětrání objektu či prostoru, omezit provoz, opravy a údržbu spalinových cest, ani bránit přístupu jednotek požární ochrany při zásahu.
Dodatečné instalace solárních fotovoltaických panelů na střešní pláště stávajících objektů, pokud jejich požární zatížení je do 5,0kg x m^–2 a navazující technologické zařízení je v samostatném požárním úseku, jsou ve smyslu ČSN 73 0834 považovány za změny staveb skupiny I. Při určení požárního zatížení solárních fotovoltaických panelů se započítávají všechny výrobky třídy reakce B až F, včetně volně vedených kabelů. Pokud povrch střešního pláště kde jsou tyto kabely vedeny není nehořlavý, musí být užito kabelů třídy reakce na oheň B2_ca s1,d0 (tyto se pak do požárního zatížení nezapočítávají). Solární panely dodatečně umisťované mimo stavební objekty se požárně nehodnotí.


Požární ochrana provozovaných fotovoltaických systémů
Z hlediska požární ochrany jsou fotovoltaické systémy a aplikace problematické zejména z důvodů ztížené dostupnosti pro jednotky požární ochrany (odlehlé ostrovní systémy ve volné přírodě nebo síťové systémy na střechách objektů) a ztížených podmínek pro zásah (stejnosměrná část fotovoltaických systémů nelze vypnout – jedná se o zásah pod napětím a v ochranném pásmu).
Vzhledem k tomu, že většina standardně vyráběných fotovoltaických panelů obsahuje pouze minimální množství hořlavých hmot, lze je jako zdroj vzniku požáru téměř spolehlivě vyloučit. Jedinými hořlavými součástmi fotovoltaických systémů jsou připojovací boxy, propojovací konektory a propojovací kabely (izolace), na jejichž uhašení v prvopočátku většinou postačí přenosný hasicí přístroj určený k hašení zařízení pod napětím (např. práškový nebo CO₂), který musí být umístěn v každém novém rodinném domě a jednotky požární ochrany mají tyto věcné prostředky rovněž ve standardní výbavě.

Fotovoltaické panely jsou také charakteristické tím, že s rostoucí teplotou ztrácí velmi progresivně výkon. Při běžné teplotě požáru nemají již téměř žádný výkon. Navíc jsou fotovoltaické panely povinně vybaveny před vstupem DC do měniče (střídače) napětí pojistkovým odpojovačem. Fotovoltaické zařízení musí být i přesto na straně DC považováno vždy za činné, i když je odpojeno od strany AC.

Nové instalace se již běžně na úrovni jednotlivých modulů vybavují tzv. optimizery. Takové moduly se spouští při vystavení světlu v "bezpečném režimu". V tomto režimu optimizery zajišťují, aby stejnosměrné napětí na výstupech jednotlivých modulů nepřesáhly 1 V, takže DC napětí řetězce zůstává bezpečné. Pouze po připojení měniče k řetězcům a spuštění začínají moduly vyrábět energii a DC napětí řetězce se zvyšuje. Při odpojení měniče klesne napětí opět do bezpečného módu.

Dalším bezpečnostním opatřením vyžadovaným kvůli případné nemožnosti odpojení AC napájení (např. z důvodu neznalosti umístění spínače, spínač je zdrojem požáru) je vypnutí modulů a měničů, pokud je překročena určitá teplota, což eliminuje potřebu zvláštních postupů před zahájením hašení požáru. Montérům ani zasahujícím hasičům tak nehrozí riziko úrazu elektrickým proudem.