Outro sistema residencial de energia solar apresentou falha!

De acordo com a Sede da Polícia de Rostock, na Alemanha, um incêndio começou às 15h do dia 5 de julho em um galpão de madeira no quintal de uma casa isolada em Bentwisch.

A investigação indica que um módulo de armazenamento de bateria em um sistema de energia solar instalado dentro do galpão superaqueceu e provocou o incêndio. Uma explosão ocorreu durante os esforços de combate ao fogo, arrancando o telhado e fazendo toda a estrutura desabar. Três bombeiros voluntários sofreram ferimentos leves causados pela explosão. Fragmentos lançados também danificaram duas propriedades adjacentes. Os danos estimados são de aproximadamente 40.000 €.

Após o incidente, a polícia isolou o local. O corpo de bombeiros mobilizou uma escavadeira e um grande tanque de água para submergir em água os destroços da bateria que explodiu, a fim de evitar novas reações químicas.

Um total de 75 bombeiros de cinco brigadas voluntárias de incêndio — Bentwig, Klein Kussewitz, Mönchhagen, Poppendorf e Rövershagen — foram mobilizados para a operação de resgate. O Ministério Público ordenou o envio de especialistas para determinar a causa do incêndio, e a polícia criminal abriu uma investigação.

Sobre a explosão, Jörg Westphal, vice-capitão da brigada voluntária de incêndio de Neustrelitz, explicou que os equipamentos fotovoltaicos são únicos porque, além da corrente alternada convencional, também contêm um circuito de corrente contínua, com a corrente fluindo dos módulos fotovoltaicos para o inversor. Além disso, esse sistema de geração de energia produz eletricidade continuamente com base na intensidade da luz solar em tempo real.

Com base na situação, a explosão provavelmente foi causada pela sobrecarga do sistema fotovoltaico de armazenamento de energia. (Explosões por sobrecarga fotovoltaica geralmente se referem a explosões causadas pela fuga térmica da bateria de armazenamento de energia devido à sobrecarga em um sistema de "fotovoltaico + armazenamento de energia". As causas principais geralmente são falhas no sistema elétrico ou falhas no gerenciamento da bateria.)

Sistema residencial fotovoltaico de armazenamento de energia explode duas vezes em dois anos!

Esta explosão de um sistema fotovoltaico em uma villa alemã não é um incidente isolado. No ano passado, também na Alemanha, uma villa com sistema fotovoltaico sofreu uma explosão.

Por volta de fevereiro do ano passado, uma explosão grave ocorreu em Schleswig-Holstein, Alemanha. Um edifício residencial foi severamente danificado; fotos do local mostram grandes danos às paredes externas.

A brigada voluntária de incêndio local informou: "Um estrondo alto, seguido por uma onda de pressão. Depois, uma fumaça espessa subiu." Entende-se que, embora várias partes do edifício tenham pegado fogo, o incêndio foi rapidamente controlado. Felizmente, o edifício severamente danificado estava vazio no momento do incidente, mas pode ser demolido posteriormente.

Entende-se que se tratava de uma villa isolada equipada com instalações fotovoltaicas (FV) e de armazenamento de energia. De acordo com a NDR (Radiodifusão do Norte da Alemanha), investigações preliminares indicam que a explosão foi causada por uma falha no sistema FV-armazenamento. Ao meio-dia daquele dia, a energia fotovoltaica havia carregado totalmente o sistema de armazenamento de energia, mas a eletricidade restante não foi enviada à rede e continuou alimentando as baterias de armazenamento, levando à explosão.

Esta explosão é muito semelhante à do ano passado, levando alguns profissionais do setor a acreditar que a causa da explosão do sistema FV residencial é provavelmente a sobrecarga, assim como no ano passado.

Quais são os riscos potenciais dos sistemas residenciais solares fotovoltaicos e de armazenamento de energia?

Como se sabe, existem diferenças significativas na operação e no uso de sistemas solares fotovoltaicos residenciais na China e no exterior. Na China, a maior parte do mercado de energia solar fotovoltaica residencial está em áreas rurais, especialmente em províncias do norte com grande disponibilidade de luz solar, como Hebei, Henan e Shandong. As grandes vilas e cidades concentradas oferecem amplas oportunidades para instalações solares fotovoltaicas residenciais.

No entanto, o consumo geral de eletricidade nas áreas rurais da China é relativamente baixo, e o pico de consumo dos moradores ocorre principalmente à noite, quando a energia solar não está gerando eletricidade. Combinado com o custo relativamente baixo da eletricidade para os moradores, a eletricidade gerada por esses sistemas solares fotovoltaicos residenciais é principalmente enviada à rede. Os moradores podem obter renda compartilhando a receita da venda de eletricidade ou simplesmente alugando seus telhados.

A situação é diferente no exterior, especialmente na Europa, onde preços elevados de eletricidade são comuns. Os custos residenciais de eletricidade são várias vezes maiores do que na China. Por isso, os usuários europeus geralmente instalam armazenamento de energia junto com seus sistemas solares fotovoltaicos para formar um sistema completo. A eletricidade gerada pelos sistemas solares fotovoltaicos é principalmente para autoconsumo, reduzindo assim as altas contas de eletricidade.

Portanto, sistemas integrados de geração de energia fotovoltaica (FV) e armazenamento de energia são populares em mercados com preços elevados de eletricidade. Além disso, em comparação com os sistemas FV residenciais na China, muitas villas na Europa usam sistemas FV fora da rede, o que significa que esses sistemas não estão conectados à rede e são exclusivamente para autoconsumo. Os riscos de sobrecarga dos sistemas FV geralmente têm origem em sistemas fora da rede.

Atualmente, as usinas fotovoltaicas fora da rede na Europa não se limitam ao mercado residencial. Por exemplo, elas são usadas nos Alpes franceses, em uma fazenda na Áustria e em uma cervejaria na Polônia.

As usinas fotovoltaicas fora da rede, devido aos seus componentes que incluem painéis FV, baterias de armazenamento de energia, inversores e complexa fiação elétrica, e por serem frequentemente instaladas ao ar livre ou em telhados, também apresentam diversos riscos de segurança.

Como se sabe, as usinas fotovoltaicas fora da rede apresentam risco de choque elétrico por corrente contínua (CC) de alta tensão. A tensão CC após a conexão em série dos painéis FV pode atingir centenas de volts, muito acima da tensão segura para o corpo humano. Operações energizadas, fiação incorreta ou danos ao isolamento podem facilmente causar choques elétricos fatais; arcos elétricos em CC são difíceis de extinguir e podem causar queimaduras graves.

Além disso, fiação solta, superaquecimento de cabos de baixa qualidade, faíscas nas conexões e baixa dissipação de calor em inversores e controladores podem causar incêndios. O "efeito de ponto quente" causado por fezes de pássaros, poeira ou outros sombreamentos localizados dos painéis fotovoltaicos pode levar a um rápido aumento da temperatura local, causando queima de módulos ou incêndios.

Além dos equipamentos fotovoltaicos, a parte mais vulnerável de um sistema fotovoltaico fora da rede é a bateria de armazenamento de energia.

Primeiramente, em termos de instalação, ventilação inadequada, altas temperaturas e umidade em sistemas residenciais de armazenamento de energia acelerarão o envelhecimento das baterias e aumentarão o risco de explosões de gases inflamáveis ou vazamentos elétricos. Países como Alemanha, Áustria e Suíça, que instalaram sistemas fotovoltaicos cedo, entraram na era pós-rede, e os sistemas de geração fotovoltaica recém-instalados geralmente adotam o modo fora da rede. Suas especificações de instalação exigem que as baterias de armazenamento de energia sejam colocadas ao ar livre ou em um porão com uma porta corta-fogo dedicada.

Além disso, a qualidade dos produtos de armazenamento de energia adquiridos é crucial. Misturar baterias novas e antigas, ou baterias de diferentes marcas e capacidades, pode causar carregamento e descarregamento desiguais, levando a sobrecarga e descarga excessiva, reduzindo a vida útil da bateria e aumentando o risco de incêndio. As causas comuns de sobrecarga em sistemas fotovoltaicos incluem falha do sistema de gerenciamento BMS, mau funcionamento do equipamento de carregamento ou operação e manutenção inadequadas.

Atualmente, além dos sistemas solares fotovoltaicos residenciais convencionais, a energia solar fotovoltaica de varanda também está ganhando popularidade na Europa. Embora não tenha a mesma escala dos sistemas solares fotovoltaicos tradicionais de telhado, ainda apresenta riscos potenciais significativos.

Quando um usuário instala um sistema de energia solar fotovoltaica (PV) em uma varanda, quando a luz solar é abundante e a geração de energia excede a demanda elétrica atual da residência, o excesso de eletricidade flui de volta para a rede pública, criando um refluxo.

Embora alimentar o excesso de eletricidade de volta para a rede a partir de um sistema solar em varanda possa parecer uma utilização eficiente dos recursos, esse "refluxo" é na verdade proibido e apresenta múltiplos riscos para sistemas solares fotovoltaicos de varanda que não passaram pelos procedimentos formais de conexão à rede. Portanto, sem dispositivos anti-refluxo, esses sistemas solares de varanda podem se tornar um "assassino oculto" da rede elétrica.

Este caso alemão destaca mais uma vez os potenciais riscos de segurança dos sistemas solares fotovoltaicos residenciais. Para os usuários, embora as usinas solares sejam um importante motor de energia limpa, produtos confiáveis e manutenção adequada são igualmente cruciais para a segurança.