Hulrommet under solcellene kan være en brannfelle: – Kan spre seg raskere

Flere land har innført regler for hvordan solcelleanlegg skal monteres. Store solcelleanlegg må for eksempel deles i seksjoner på maks 40 ganger 40 meter, og avstanden mellom seksjonene skal være minst én meter. Panelene kan ikke monteres langs kanten av taket, og en seksjon kan ikke monteres over en brannvegg som skiller to brannceller, for eksempel to rekkehus.

I tillegg til krav om seksjonering og avstand for ventilasjonskanaler, finnes det i mange land anbefalinger om avstand mellom paneler og tak. Det har vi ikke i Norge.

Her i landet kan solcelle-installatører velge å følge normen for installasjon av el-anlegg (NEK 400), men det finnes ikke egne brannforskrifter for montering av solceller.

– Likevel vil jeg tro de fleste følger NEK 400 når de prosjekterer og monterer solceller. Hvis ikke, er de pålagt å dokumentere brannsikkerheten på andre måter, sier Reidar Stølen, forsker ved Rise Fire Research, til TU.

Stølen har fulgt med på forskningen til den danske sivilingeniøren Jens Steemann Kristensen. I doktorgradsavhandlingen sin slår Kristensen fast at brann kan spre seg raskt under solcellepaneler og at spredningen går raskere jo mindre avstand det er mellom taket og solcellene.

Frykter feilmontering

Ifølge Kristensens undersøkelser kan temperaturen under solcellene bli så høy at brannen sprer seg raskere dersom den tar fyr som følge av en lysbue eller andre elektriske feil. Dette kan inntreffe selv om brannsikkerheten til belegget er testet og godkjent.

– Verken i Danmark eller Norge er det krav om å teste belegget sammen med solceller, konstaterer Stølen.

Mens Kristensen har testet brannsikkerheten på flate industritak, har Rise Fire Research gjort tilsvarende undersøkelser på skråtak.

– Tak som er typiske for eneboliger. Vi fant de samme mekanismene der, sier Stølen.

Han understreker at vi fremdeles ligger i startgropa for solcelleutbygging i Norge. Mens solceller står for 0,1 prosent av strømproduksjonen her hjemme, utgjør solenergi 1 prosent av energimiksen i Sverige og 5 prosent i Danmark.

– Vi ligger nesten på jumboplass i verden, sier Stølen.

Han er bekymret for at en voldsom vekst i utbygging av solceller i Norge skal gå på brannsikkerheten løs.

– Det var det vi så i Italia rundt 2011. Sommeren etter oppsto det flere branner på tak med solceller. Jeg vil tro det skyldtes at det ble brukt flere uerfarne installatører og designere for å dekke etterspørselen, sier Stølen.

Han forteller at det har forekommet branntilfeller på grunn av feil med solceller også i Norge. Brannstatistikken skiller ikke mellom brann med oppstart i solceller og andre elektriske installasjoner, så omfanget er ukjent.

– Hva kan norske solcelle-eiere gjøre for å sikre seg mot brann?

– Solcelleinstallasjoner er i utgangspunktet trygge, svarer Stølen.

Han viser til en internasjonal studie som ble publisert i Journal of Building Engineering i november 2021. Forskerne kom fram til at man kan regne med 0,0289 branner i året per megawatt installert effekt. Statistisk betyr det at en solcelleinstallasjon på 10 kilowatt vil brenne i løpet av 3500 år.

– Med totalt cirka 300 megawatt installert effekt i Norge vil dette tilsvare under ni branner i året, sier Stølen.

En tysk studie fra 2013 konkluderer med at solcellepanel er annerledes, men ikke farligere enn andre elektriske installasjoner i boliger.

– Vi har installert over 300.000 kvadratmeter solceller, og vi har aldri støtt på problemer med brann under panelene, sier Kim Slavensky, direktør for Phønix Tag, som leverer solcelleløsninger i Danmark.

Luftsirkulasjon gagner solcellene

Jens Steemann Kristensen har gjennomført eksperimenter, både i laboratorier og i full skala, for å undersøke brannspredning under solceller.

– Selv om man endrer på branndynamikken når man monterer solcellepaneler på et tak, betraktes det ikke som noe som har betydning for brannsikkerheten i forskriftene, sier Kristensen om forholdene i Danmark.

Han sier at eksperimentene hans viser at når panelene reflekterer varmen nedover, kan temperaturen passere det takmembranen er designet for å tåle, og da begynner taket å brenne. Så kan brannen spre seg videre under de andre panelene.

Forsøkene hans viste at jo mindre avstand det er mellom panelene og taket, jo raskere skjer brannspredningen.

– Hva med integrerte solceller?

– For integrerte solceller blir dette litt annerledes. Da utgjør solcellene selve værhuden til taket og ligger rett på lektene, sier Stølen, som ikke kjenner til forskning på brannsikkerhet i slike anlegg.

På tak med membran, eller takstein, for den saks skyld, er det enklere og billigere å montere solceller på stativ enn å integrere solcellene i taket. En annen fordel med stativ er at det blir bedre luftsirkulasjon under modulene. Kalde solceller er mer effektive enn varme.

Blir verre å slokke

Når en brann får spre seg under en seksjon med solceller, sier det seg selv at det blir utfordrende å komme til med vann. Derfor er det verre å slokke branner på tak med solceller, fastslår Rasmus Storgaard, beredskapsdirektør for Beredskab Øst i Danmark, som dekker fem kommuner i København-området.

– På flere videoer av branner ser vi at brannfolk pøser på med vann, men vannet treffer bare overflaten av solcellene, mens brannen sprer seg fritt under dem, sier han.

På en video fra Gladsaxe kommune i Danmark kan man se at vannet nærmest preller av når det treffer solcellene.

– Vi kom ut til en brann ved Bagsværd Skoles gymsal, der det var solceller. Vi måtte få tak i en autorisert elektriker som kunne sørge for at solcellene var koblet ut, og vi måtte demontere noen av dem for å få slokket brannen. Det gjør at innsatsen blir mer komplisert og krever flere folk, sier Storgaard.

Foreløpig er solceller på bygninger så uvanlig at dette ikke er et stort problem. Men det ser ut til å endre seg – og det kan skje raskt. Energistyrelsen i Danmark venter at den installerte kapasiteten på danske tak øker fra 700 til 1700 MW i 2035. Og den framskrivningen tar ikke høyde for EU-kommisjonens forslag om å gjøre det til et krav å montere solceller på alle offentlige bygninger og næringsbygg med etasjeareal over 250 kvadratmeter.

– Myndighetene bør vurdere hva dette gjør med brannfaren, mener Rasmus Storgaard.

Risikoen er ifølge Jens Steemann Kristensen først og fremst økonomisk.

– Jeg har ikke hørt om dødsfall på grunn av brannspredning under solcellepaneler. Men skadene på bygningen kan være store, og en bedrift kan være satt ut av spill lenge hvis slokningsarbeidet gjør at det kommer vann inn i bygningen. Så det er dyrt.

– Har aldri opplevde brann under paneler før

Og selv om det fortsatt ikke er rapportert om store branner i solcellepaneler på danske bygninger, er det bare et spørsmål om tid, hevder Kristensen.

– Det blir ikke systematisk samlet inn statistikk om dette, men jeg har vært med på å skrive en vitenskapelig artikkel der vi regnet på det ut fra den statistikken som finnes. Der kom vi fram til at det årlig skjer om lag 29 branner per 1000 megawatt installert kapasitet, sier Kristensen.

Risikoen for branner stiger med størrelsen på anleggene.

– Det er snakk om likestrømanlegg som blir slitt. Og jo større anleggene er, jo flere komponenter kan det oppstå feil i, forklarer Kristensen.

Kim Slavensky er direktør for Phønix Tag, som leverer solcelleløsninger, og medlem av Dansk Solcelleforening, og han innrømmer at det er behov for å se på problemet.

– Det er i alles interesse at vi får belyst eventuelle problemer, sier han.

Men samtidig mener han at det fortsatt ikke er nok eksempler og kunnskap til å stille konkrete lovkrav.

– Vi har installert over 300.000 kvadratmeter solceller, og jeg har aldri støtt på problemer med brann under panelene. Det er rimelig at anleggene seksjoneres, for det gjør vi jo alle andre steder i bygningen. Og det koster ikke så mye.

Men hvis det skal stilles ytterligere krav, kreves mer forskning, mener han.

– Hvis man baserer det på data fra andre land, der man har andre krav til takkonstruksjonen, synes jeg det er et problem. Vi må ha data som viser at brannspredning under solcellepaneler også er et problem i dansk kontekst.

– Ingen uakseptabel risiko

Hos Bolig- og Planstyrelsen avviser fullmektig Thomas Kielgast Røddik at det er behov for å endre lover eller forskrifter.

– De nåværende reglene sørger for at takmonterte solceller ikke medfører en uakseptabel risiko, framgår det av et skriftlig svar.

Argumentet fra etaten er at bygningsreglementet inneholder en rekke funksjonskrav når det gjelder brannspredning og «energiforsyningsanlegg» som etter etatens vurdering også gjelder for ettermontering av solceller.

For eksempel står det at yttervegger og tak skal prosjekteres og utføres slik at det sørges for at «brannspredning i og på yttervegger og tak begrenses» og at «det i bygninger med mer enn én brannmessig enhet ikke skjer brannspredning mellom de ulike brannmessige enhetene via yttervegger og tak i den tiden som er nødvendig for evakuering og redningsberedskapens innsats».

Et annet sted står det at «det ved prosjektering, utførelse, installasjon, drift og vedlikehold av energiforsyningsanlegg i tilknytning til bygninger skal sørges for at «det ikke oppstår risiko for skader på personer og bygninger på grunn av for eksempel brann og eksplosjon».

Leter man etter svar på hvordan disse funksjonskravene skal etterleves, er det imidlertid ikke så mye å hente i bygningsreglementet eller i veiledningsteksten.

Det er i motsetning til for eksempel Sverige, der Boverket på hjemmesiden sin har en rekke eksempler på hva man bør vurdere før man ettermonterer solceller på taket.

For eksempel skal man undersøke om solcellepanelene monteres over eller i nærheten av brannvegger og hvordan solcellene påvirker brannspredningen.

I Tyskland finnes offisielle regler og råd for monteringen som sørger for at funksjonskravene faktisk blir overholdt.

Hoveddelen av denne artikkelen ble først publisert på Ingeniøren for deres abonnenter. Den er gjort tilgjengelig for TUs Ekstra-abonnenter gjennom en samarbeidsavtale. Den er også utvidet om norske forhold.