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Valutazione dell’impatto sul rischio incendio di impianti fotovoltaici e loro potenziale interazione e compatibilità con vari elementi di copertura

Vincenzo Puccia1, Salvatore Demma1

Abstract: Il presente studio analizza gli aspetti di sicurezza antincendio relativi alla presenza di impianti fotovoltaici sulla copertura di edifici, focalizzando le tipologie di costruzione destinate ad usi industriali o logistici, ed in generale incluse tra quelle dell’Allegato I del DPR 151/2011, e quindi soggette ai controlli del Corpo Nazionale dei Vigili del Fuoco. Si vuole in particolare evidenziare l’impatto sul rischio incendio della realizzazione di impianti fotovoltaici su tipologie di coperture industriali già esistenti, per le quali la progettazione dell’impianto fotovoltaico, sebbene di per sé non soggetto ai controlli dei VVF, può costituire un aggravio del rischio incendio, troppo spesso sottovalutato o, talvolta, non considerato. La crescente diffusione di impianti per la produzione di energia elettrica che sfruttino la luce solare, fonte rinnovabile per eccellenza, ha infatti portato allo sfruttamento delle coperture di edifici industriali o destinate a centri logistici, valorizzandone l’utilizzo ma nello stesso tempo introducendo nuovi elementi, sicuramente non previsti al momento della realizzazione del fabbricato, che possono avere un’incidenza elevata sul complessivo rischio di incendio dell’attività. Infatti, successivamente alla grande diffusione di impianti anche con potenze nominali dell’ordine di grandezza del MW, si sono avuti i primi episodi di incendio, talvolta con conseguenze disastrose sull’intero complesso. All’ormai noto episodio di Burstadt (Manheim,2009) sono seguiti anche in Italia alcuni eventi che hanno spinto ad un’attività di indagine post incidentale volta a chiarire le cause dell’incendio, talvolta propagatosi all’intero edificio con effetti catastrofici. Tutti gli episodi sono decisamente recenti, a partire dal 2009, ed hanno interessato strutture tra di loro diverse per tipologia produttiva, con effetti complessivi di danno variabili. Dall’analisi di questi eventi sono state tratte indicazioni per la redazione delle varie linee guida che sono state successivamente emanate, relativamente all’installazione di impianti fotovoltaici su attività soggette ai controlli dei vigili del fuoco. Dalle analisi post incidentali svolte, tutte su incendi di impianti di nuova realizzazione da poco in esercizio e talvolta neppure connessi alla rete, si sono ricavate varie indicazioni sia sulle cause dei vari episodi, in gran parte errori di installazione o varianti progettuali estemporanee, sia sull’interazione dell’impianto fotovoltaico con l’intero fabbricato ed in particolare con la copertura ove esso è installato. Si è compreso infatti che sebbene il focolaio prodotto da pochi pannelli fotovoltaici non rappresenti di per sé un elevato sviluppo termico, esso può propagarsi all’interno dell’edificio tramite aperture presenti sulla copertura, realizzate anche con finalità di smaltimento dei fumi di eventuali incendi sull’attività, ma divenute una possibile via di propagazione per un incendio che abbia origine dall’impianto fotovoltaico Altro punto critico è rappresentato dalla pericolosità di archi elettrici in corrente continua che si possono sviluppare in caso di guasto a terra, considerando che l’evento del doppio guasto non è da

1 Comando Provinciale dei Vigili del Fuoco di Padova

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considerare del tutto trascurabile. L’effetto di questi fenomeni su coperture con contenuto di materiale combustibile è quello di provocare l’ignizione del materiale di coibentazione producendo lo sviluppo di un incendio all’interno degli elementi stessi di copertura, con modalità e regimi di combustione inizialmente di tipo covante e poi, con la creazione di volume libero e l’aumento dei trafilamenti di aria tra le connessioni delle lamiere, combustione con fiamma con considerevole HRR, sufficiente a fondere gli elementi in lega di alluminio componenti dei pannelli fotovoltaici. Fig.1 Tracce di lega di alluminio fusasi a seguito dell’incendio del materiale isolante della sottostante copertura innescata da un arco elettrico

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Caratteristiche impianti Fotovoltaici L’utilizzo di larghe coperture industriali come superficie di posa in opera di impianti di generazione fotovoltaici, anche con potenze installate cospicue, ha avuto negli ultimi anni uno sviluppo tumultuoso su larghe aree del territorio nazionale. Tale crescita esponenziale si è prodotta, come avviene in tutti i momenti di introduzione di una nuova tecnologia, senza che vi fosse una piena maturità nella normazione tecnica, soprattutto per alcuni aspetti connessi alla prevenzione incendi ed alla sicurezza per gli operatori delle squadre di soccorso in caso di intervento. In parte tali lacune sono state causate dal fatto che la corrente continua prodotta da tali moduli non ha avuto, da lungo tempo, campi di vasta applicazione se si esclude la trazione ferroviaria ed in ogni caso alcuni dei problemi connessi all’interazione di impianti fotovoltaici con coperture risultavano sconosciuti, sebbene prevedibili a priori con gli strumenti consueti dell’analisi di rischio e della fire enginering. Riferendosi a coperture su edifici artigianali/industriali o poli logistici, occorre valutare che 1000 mq di copertura equivalgono, approssimativamente con l’efficienza di conversione attuale, a 100 kW di potenza installata. Tali impianti sono in genere realizzati ponendo in parallelo tra loro dei gruppi di pannelli, a loro volta connessi in serie, al fine di realizzare un campo fotovoltaico. Con modalità di connessione variabile, in ultimo, il sistema ha come carico l’inverter, che eroga in uscita corrente elettrica alternata, che può essere utilizzata o immessa in rete rispettando gli standard del GSE. Volendo focalizzare solamente gli aspetti di sicurezza, i generatori fotovoltaici sono stati installati su coperture spesso realizzate precedentemente, con contenuto anche consistente di materiale isolante di tipo combustibile (Almeno fino alla nota prot. DCPREV 1324 del 7/2/2012 della Direzione Centrale per la Prevenzione e Sicurezza Tecnica – Corpo Nazionale dei Vigili del Fuoco). Tali opere architettoniche, ed i prodotti impiegate per realizzarle, non sono state spesso concepite come destinate ad ospitare sopra di esse sia la superficie di pannelli fotovoltaici affiancati sia i cablaggi relativi alle connessioni di questi ultimi con gli inverter. Peraltro anche la nota di chiarimento DCPREV 6334 del 4/5/2012 “Chiarimenti alla nota DCPREV 1324 del 7/2/2012” lascia irrisolti i problemi connessi all’ignizione di incendi a causa di archi elettrici in corrente continua che possano generarsi a causa di perdita di isolamento e dispersione verso terra dell’impianto elettrico lato C.C.

Figure 2 3 e 4 Casi di Incendio di coperture in sandwich coibentato con isolante (schiuma poliuretanica)

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Inoltre configurazioni di installazione con i pannelli posti in aderenza ed affiancati, con ridotta superficie di ventilazione dal bordo producono inevitabilmente una notevole escursione termica unita ad una cospicua produzione di condensa, fenomeni i cui effetti sul lungo termine su connessioni e cablaggi non sono ancora completamente noti, considerando che la vita prevista per un impianto fotovoltaico è circa 20-25 anni. Fig. 5 Formazione di condensa e danni da funzionamento anomalo Tali configurazioni forniscono inoltre, in caso di incendio, un percorso quasi obbligato ai fumi, producendo una sorta di effetto camino che massimizza lo scambio di calore con superfici non ancora coinvolte dall’incendi. Recentemente sono stati condotti vari test al fine di verificare se la presenza di impianti fotovoltaici in copertura potesse influenzare il fire rating della stessa, diminuendolo anche per l’effetto camino prodotto dall’intercapedine qualora i pannelli siano installati con la medesima pendenza della copertura stessa. Da tali test sono stati ricavati dati contrastanti

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Considerazioni Energetiche Normalmente le caratteristiche elettriche di un pannello fotovoltaico (silicio policristallino) oscillano tra tensioni a vuoto di circa 30-40Volt, e, al punto di massima potenza, tensioni di circa 30V associate a correnti di 7-8 A per potenze nominali di 200-240W. Si desume che una stringa tipo di 15 pannelli fotovoltaici corrisponda ad una potenza massima di circa 3kW, e che l’eventuale parallelo di più stringhe a monte dell’inverter produce una potenza elettrica nei conduttori pari alla somma delle stringhe tra loro in parallelo. E’ interessante sottolineare che stante il comportamento del pannello fotovoltaico come un generatore di corrente, i valori delle correnti di corto circuito per il singolo generatore, cioè per un pannello, sono del tutto prossimi ai valori di lavoro dello stesso, motivo per cui la configurazione in corto circuito di ciascun singolo pannello rappresenta una configurazione di sicurezza, che non produce danni al generatore La normativa europea prevede che gli impianti fotovoltaici vengano installati con entrambe i poli isolati, mentre negli U.S.A. il codice elettrico nazionale (N.E.C. National Electric Code, NFPA 70) prevede che un polo sia posto a terra (norma in via di revisione). Tali scelte implicano che per la generazione di un arco elettrico occorrono due guasti a terra per il sistema isolato ed uno soltanto per il sistema con un polo a terra. In entrambi i casi l’arco elettrico che si produce ha delle caratteristiche di durata decisamente più elevate di quelle attese per un arco in corrente alternata. L’arco elettrico in corrente continua presenta caratteristiche di persistenza molto più gravose di quello che si può instaurare in corrente alternata, potendo rimanere acceso per tempi dell’ordine di grandezza dei minuti primi, l’energia fornita da tale arco è sufficiente a forare, fondendola, la superficie della lamiera di acciaio zincato di un pannello sandwich, fornendo sufficiente energia per l’eventuale pirolisi del sottostante materiale combustibile.

Fig.6 Segno di archi elettrici scoccati sulla copertura precedentemente coperta da impianto FV

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Energia di Ignizione e modello di Combustione di elementi di copertura Volendo focalizzare l’aggravio di rischio prodotto dalla sola presenza di pannelli fotovoltaici su una copertura, l’eventuale energia disponibile per l’innesco deriva dall’energia radiante prodotta dalla combustione dell’incapsulante polimerico del pannello, ovvero dagli effetti diretti di propagazione di fiamma ovvero dall’energia generata da un eventuale arco elettrico. Le distanze normalmente in uso per il posizionamento dei cablaggi sono in ogni caso compatibili, in caso di guasto all’isolamento, per l’accensione di un arco elettrico. Se si dovesse fare riferimento alla legge di Paschen per 0.6 mm di distanza la tensione di rottura del dielettrico dell’aria sarebbe di 3.3 kV, tuttavia la tipologia dell’elettrodo, la sua natura chimica e forma fisica pongono profonde eccezioni a tali determinazioni. Nella regione tra 0.1 e 0.008 mm la tensione di rottura è circa 340 Volt. Va precisato che nella progettazione delle apparecchiature elettriche a bassa tensione non viene impiegata la legge di Paschen e si fa un utile riferimento ai valori della IEC 60079. La temperatura di un arco elettrico può variare grandemente, con ordini di grandezza comunque superiori ai 1000 °C (rif.Ignition Handbook, V.Babrauskas) La temperatura di ignizione di schiume poliuretaniche, sebbene in condizioni di prova differenti, è individuabile in circa 320-350°C (rif.LNE, Laboratoire National de Metrologie et d’Essai) Di contro il rivestimento in acciaio del pannello sandwich ha un punto di fusione di circa 1500°C, mentre qualora il rivestimento sia in lega di allumio, tale valore si riduce drasticamente a circa 650°C I valori relativi al calore di combustione del PUR sono indicati nella seguente tabella

Tabella 1 (Tratta da SFPE Handbook of Fire Protection Engineering 3rd ed. Table 3-4.13, Net Heats of Complete Combustion per Unit Mass of Fuel and Oxygen Consumed and Carbon Dioxide and Carbon Monoxide Generated for Polymeric Materials)

E si collocano intorno ai 26-28 kJ/g per unità di combustibile, in dipendenza dalla specifica tipologia molecolare della particolare formulazione. Circa valori per l’HRR benché vi sia una larga disponibilità di dati, l’unico dato specifico per elementi di copertura sandwich è reperibile da dati ISOPA, molti dei valori disponibili sono infatti relativi a quantitativi di poliuretano presente in elementi di arredamento o comunque non prossimi alle condizioni oggetto del presente studio La modalità di pirolisi del poliuretano è stato oggetto di svariati studi, fra i quali si ritiene utile riportare [3] [4] [7] sebbene il primo sia effettuato su configurazione non in sandwich metallico, mentre il secondo ed il terzo siano relativi a coperture sandwich, ma sottoposte a stress termici di origine prevalentemente interna alla volumetria, con incendio di compartimenti e talvolta condizioni di flash over.

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Figure 7 e 8 tratte da Numerical simulation of fire spread on polyurethane foam slabs, Fire Research Division BFRL, NIST [3]

Per quanto concerne invece le guaine isolanti poste in copertura, il calore di combustione si colloca intorno ai 37 kJ/g mentre per il polistirene espanso su valori di 40 kJ/g Dati Sperimentali Disponibili La gran parte dei dati sperimentali sulla combustione di sandwich di poliuretano fanno riferimento a studi effettuati dall’ISOPA[4][7] , anche in relazione alla variazione dell’agente espandente da CFC a n-pentano. Tale scelta aveva infatti suscitato il timore che le caratteristiche prestazionali del manufatto, in caso di incendio, peggiorassero notevolmente. I test sono stati comunque sviluppati producendo un incendio fino allo stadio di flash over in un ambiente e verificando il livello di danno sull’intera copertura, con particolare riguardo ad un ambiente attiguo. Tale condizione di test non è da considerarsi completamente idonea per la valutazione del rischio di innesco per effetto di archi elettrici generati da guasti di isolamento dei conduttori elettrici dell’impianto fotovoltaico. In ogni caso la caratterizzazione di comportamento al fuoco ottenuta tramite test con incendio dall’interno non appare la più adatta a valutare la prestazione di tali componenti di costruzioni, così pure i test da incendio esterno di tetto, come da norma UNI CEN/TS 1187, con prove relative alla resistenza ad incendio esterno, rispetto alla sollecitazione derivante da un arco elettrico in corrente continua.

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Analisi Storica di Incendi Gli ultimi anni hanno visto crescere in maniera tumultuosa la capacità di generazione fotovoltaica installata, nelle varie configurazioni. Di pari passo si sono verificati i primi incendi, con gradi di danno finali per la struttura ospite dal trascurabile alla totale distruzione. Da quanto risulta dall’analisi statistica del Corpo Nazionale, dal 2009 al 2011 si sono verificati in Italia oltre 30 incendi coinvolgenti impianti fotovoltaici, con conseguenze varie sulla struttura ospite. In tutti gli episodi ove la magnitudo dell’incendio è stata rilevante, si può rilevare che la gravità delle conseguenze sia stata prodotta dall’incendio del materiale combustibile impiegato per coibentare la copertura, che a cascata, ha a sua volta prodotto il collasso di quest’ultima.

Figure 9 e 10 Un episodio di incendio fotovoltaico Altro interessante fenomeno prodottosi è la propagazione dell’incendio all’interno il compartimento per effetto della fusione di lucernari in materiale plastico basso fondente, originariamente concepito come prodotto da costruzione e come collocazione funzionale per consentire l’evacuazione di fumi durante l’incendio, ritardando la fase di flash over. Figure 11 e 12 ingresso di incendio all’interno del compartimento per effetto della fusione di un lucernario e EFC con funzionalità inibita da successivo intervento per istallazione impianto FV In tali condizioni la possibilità della percolazione di quantitativi modesti di polimero fuso, eventualmente con gocce incendiate, entro l’attività risultavano chiaramente irrilevanti. L’eventualità che la fusione si produca per effetti esterni, quali l’irraggiamento prodotto dall’incendio in copertura anche per effetto della combustione dei pannelli, ha tuttavia prodotto un

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rischio non trascurabile, a seguito di alcune esperienze di analisi post incidentale, tanto che già dalle prime linee guida sono state indicate distanze di rispetto da tali aperture. Altresì in alcuni casi si è riscontrata la perdita di funzionalità degli EFC a causa dell’incorretto posizionamento di strutture di supporto dei pannelli, come si evince dalla precedente immagine. Tale configurazione, trasformando gli EFC in più semplici lucernari fusibili, costituisce un evidente aggravio del rischio incendio sulla sottostante attività soggetta ai controlli dei Vigili del Fuoco in quanto ne altera, riducendole, le misure mitigative a suo tempo previste in base alla precedente valutazione effettuata sull’attività.

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Considerazioni su Aspetti Normativi I test per l’individuazione del comportamento al fuoco delle coperture, e la classificazione in base alle risultanze dei test sono individuati dai seguenti standards: UNI CEN/TS 1187 ed.2012 Metodi di Prova per Tetti Esposti al Fuoco dall’Esterno che

sostituisce la norma sperimentale UNI ENV 1187 ed.2007 In particolare la norma prevede n,4 tipologie di test

I. Test con Tizzone Acceso II. Test con Tizzone Acceso e Vento

III. Test con Tizzone Acceso, Vento e calore radiante IV. Test in due stadi con Tizzone Acceso, Vento e supplementare calore radiante

UNI 13501-5 Classificazione al fuoco dei prodotti e degli elementi da costruzione Parte 5:

Classificazione in base ai risultati delle prove di esposizione dei tetti a un fuoco esterno Inoltre per la classificazione di resistenza di copertura a incendio esterno sono valide le seguenti Decisioni della Commissione Europea: 2001/671/CE (GUCE L 235 del 4/9/2001) 2005/823/CE (GUCE L 307 del 25/11/2005)

La classificazione derivante dalle decisioni della commissione europea, riportata nella norma UNI 13501-5 per le coperture è:

I. Broof o Froof per il test 1 (t1) II. Broof o Froof per il test 2 (t2)

III. Broof,, Croof ,Droof o Froof per il test 3 (t3) IV. Broof,, Croof ,Droof , Eroof o Froof per il test 3 (t4)

Ove in tutti i casi Froof intende NON CLASSIFICATO In ambito U.S. sono normalmente applicati i due standard: ASTM E 108 UL 790

Tali standard sono anch’essi basati su test di propagazione di fiamma e test con tizzone acceso, classificando in via decrescente l’elemento sottoposto a prova in classi dette A, B, C Relativamente ai pannelli fotovoltaici è vigente la norma: IEC 61730-2 Requirements for photovoltaic modules tested under fire conditions, Tale standard è basato sui requisiti vigenti in U.S. per le coperture secondo i test previsti dalla ANSI/UL 790 (test di propagazione di fiamma e test con brace incendiata) In ogni caso tutti i precedenti standards approcciano il problema della valutazione del comportamento al fuoco dei pannelli fotovoltaici mutuando la filosofia di sicurezza delle coperture di edifici di civile abitazione, tipicamente in legno. Ossia considerano il pannello come un elemento passivo che non deve propagare l’incendio ad una velocità “eccessiva” e non deve prestarsi alla propagazione del fuoco da un tetto all’altro (da qui il test che simula braci volanti). Tale approccio

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non è, a parere degli autori, completamente esaustivo in merito ai reali rischi insiti in questi sistemi tecnologici, cioè lo sviluppo di una considerevole quantità di energia che può essere rilasciata localmente con effetti decisamente più gravosi di una modesta quantità di legna che bruci. Occorrerebbe quindi una soluzione maggiormente riposta su aspetti di sicurezza intrinseca dell’impianto, o di sua autodiagnostica, considerando che comunque un impianto fotovoltaico introduce nel sistema un gran numero di potenziali inneschi, piuttosto che ulteriore aggravio di carico di incendio

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Studi sperimentali Solar America Board for Codes and Standards (Solar ABCs) in partnership con Underwriters Laboratories Inc. (UL) Underwriters Laboratories (UL) congiuntamente con Solar America Board for Codes and Standards (Solar ABCs) hanno condotto negli U.S.A. una serie di test atti a valutare l’influenza delle caratteristiche di fire rating del pannello fotovoltaico in quello che viene definito “sistema fotovoltaico”, ovvero copertura e pannelli posti sopra di essi. Oggetto dell’indagine sperimentale era l’influenza della presenza del pannello fotovoltaico sul fire rating della sottostante copertura. I test utilizzati sono stati del tipo “propagazione di fiamma” e “tizzone acceso” i test condotti sulle coperture per la UL 790 e sui pannelli per la UL 1703. In particolare se nel test con brace covante la configurazione con la brace posta sul pannello (sia A fire rating che C fire rating) non ha modificato quella della copertura (sempre A fire rating), il posizionamento di brace sotto pannelli con fire rating C sembra ridurre, in alcuni test, la conformità al fire rating A delle coperture.2 Il test con propagazione di fiamma, sia con moduli fotovoltaici di classe A che C, per le’effetto camino che si crea sui fumi la copertura non ha rispettato i requisiti per l’originale classificazione in classe A (U.L. 790) I risultati di tali test sono ancora oggetto di verifiche al fine di identificare misure mitigative Sviluppi normativi AFCI La presenza di un rilevatore di archi elettrici si pone sempre più come un necessario miglioramento alle caratteristiche di sicurezza degli impianti, si è infatti riscontrato che la formazione di archi elettrici è la principale causa di innesco, e di conseguenza l’evento iniziatore di eventi di rilevanza anche elevata, qualora l’eventuale arco incida direttamente su un supporto combustibile. Per tale ragione un sistema di scoperta precoce degli archi elettrici, e di loro spegnimento, si rende sempre più un requisito di sicurezza sugli impianti fotovoltaici. La rilevazione di archi elettrici è stata oggetto di vari studi, ed il metodo oggi ritenuto più affidabile è un’analisi del segnale elettrico lato corrente continua al fine di individuare la presenza di componenti ad elevate ed elevatissime frequenze, caratteristiche dell’arco elettrico. NEC art.690.11, NFPA 70 ed.2011 Nel 2011 il National Electric Code è stato modificato introducendo l’obbligatorietà di sistemi per la rilevazione di archi elettrici per tensioni superiori agli 80V

690.11 Arc-Fault Circuit Protection (Direct Current). Photovoltaic systems with dc source circuits, dc output circuits, or both, on or penetrating a building operating at a PV system maximum system voltage of 80 volts or greater, shall be protected by a listed (dc) arc-fault circuit interrupter, PV type, or other system components listed to provide equivalent protection. The PV arc-fault protection means shall comply with the following requirements: (1) The system shall detect and interrupt arcing faults resulting from a failure in the intended continuity of a conductor, connection, module, or other system component

2 Non è possibile immediatamente, ai sensi dell’attuale legislazione, stabilire una tabella di equivalenza tra la classificazione europea di reazione al fuoco (recep.con DM 10/3/2005) e la classificazione UL 790

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in the dc PV source and output circuits. (2) The system shall disable or disconnect one of the following: a. Inverters or charge controllers connected to the fault circuit when the fault is detected b. System components within the arcing circuit (3) The system shall require that the disabled or disconnected equipment be manually restarted. (4) The system shall have an annunciator that provides a visual indication that the circuit interrupter has operated. This indication shall not reset automatically

Lo standard per sistemi di sicurezza volti ad interrompere archi elettrici è in via di definizione da parte dei laboratori UL, secondo il draft UL 1699B.

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Considerazione su aspetti interventistici Il crescente numero di casi di incendio ad impianti fotovoltaici ha comportato un’intensa attività di analisi volta ad identificare le criticità per la sicurezza del personale delle squadre di emergenza e per l’ottimizzazione delle operazioni di spegnimento. In particolare si è posta particolare attenzione sulla questione della sicurezza degli operatori per Fig.13 e 14 Esempi di operazioni su copertura in caso di intervento La presenza di parti dell’impianto potenzialmente sempre sotto tensione elettrica, almeno in fase diurna. Tale rischio si aggiunge alla difficoltà di operare eventualmente in copertura, con la possibilità di scivolamenti e cadute da luogo posto in quota, ed alla possibilità di inalare sostanze tossiche e/o cancerogene . In tali circostanze è possibile mutuare alcune procedure da altri scenari di incendio non nuovi all’attività del Corpo Nazionale. In ogni caso, dall’esperienza interventistica maturata, qualora la tipologia di copertura sia rappresentata da uno schema con isolante combustibile sia in sandwich che posato in opera su lamiera grecata, a meno di riuscire ad individuare il focolaio ai primissimi istanti, la transizione da combustione covante a combustione con fiamma produce un fronte di combustione molto frastagliato su una sezione continua di avanzamento, almeno in una direzione. Tale circostanza porta a cospicui rilasci termici associati ad elevate portate di fumi tossici che rendo impraticabile un approccio offensivo diretto sulla copertura alla fine d sezionarne una parte, arrestando la propagazione. E’ comunque possibile, con una distanza di ragionevole sicurezza, l’uso di acqua nebulizzata al fine di controllare lo sviluppo della fiamme, ove queste siano esposte. Si pone forte, comunque, la necessità della protezione del personale di soccorso da contatti diretti o indiretti qualora questi debbano operare in copertura in prossimità dei cablaggi e dei pannelli (si pensi anche al banale incendio di tetto ventilato, anche con innesco esterno all’impianto) ed a tal file lo sviluppo di sistemi affidabili per lo sgancio, e la verifica dell’avvenuto sgancio, dei generatori fotovoltaici dall’impianto appare quanto mai urgente. L’ulteriore passo verso la definitiva sicurezza di tali impianti è comunque rappresentato da sistemi di diagnostica distribuita, con la possibilità che ciascun pannello, su segnale del sistema automatico, si ponga in configurazione di cortocircuito, rendendo intrinsecamente sicuro l’impianto.

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Conclusioni La recente circolare ha chiarito la necessità di installare gli impianti al di sopra di coperture incombustibili, mantenendo le misure prescrittive quali distanze da aperture in copertura. Tuttavia una gran parte di impianti già installati si trova montato al di sopra di coperture leggere con isolante combustibile, per tali impianti dovrà essere al più presto affrontato il problema del rischio da arco elettrico, specialmente in previsione della vita utile di tali sistemi, e del numero elevato di connessioni e potenziali punti di pericolo. Poiché buona parte degli incendi finora verificatisi sono attribuibili ad errori progettuali e/o in fase di montaggio dell’impianto, appare utile suggerire l’implementazione di tecniche di ispezione con termografia IR al fine di effettuare diagnosi in fase di start up dell’impianto, individuando precocemente punti deboli quali difetti di contatto, diodi di bypass che dissipano, eventuali fenomeni di mismatch per celle difettose etc. Tali punti deboli, lasciati incontrollati, possono evolvere in successive dissipazioni energetiche in forma di arco elettrico, con le conseguenze sopra esposte. La gran parte delle risultanze maturate dagli autori e qui riportata, come le immagini presenti, deriva da esperienza diretta in casi di incendio reali e successive indagini per conto della procura della Repubblica

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Bibliografia La maggior parte del contenuto del presente scritto, e delle immagini qui presentate, deriva dall’esperienza diretta, da parte degli autori, in attività di indagine tecnica come C.T.U. su incarico della Procura della Repubblica, a seguito di eventi di incendio su impianti fotovoltaici. Ulteriori dati ai fini dell’espletamento degli incarichi e di valutazioni quantitative, con strumenti della Fire Safety Engineering, sono stati tratti dalle seguenti pubblicazioni: [1] Ignition Handbook, V.Babrauskas [2] SFPE Handbook of Fire Protection Engineering 3rd Ed., AA.VV., SFPE Quincy, Mass.(U.S.) [3] Numerical simulation of fire spread on polyurethane foam slabs K. Prasad, N. Marsh, M.

Nyden, T. Ohlemille ,M. Zammarano, Fire Research Division BFRL, NIST Annual Fire Conference, 2009

[4] Performance of polyurethane (Pur) Building products in fires, W. Wittbecker D. Daems U. Werther, ISOPA

[5] Fire Properties of Polymer Composite Materials, A.P. Mouritz A.G. Gibson, Springer Verlag [6] Guide Blu, Fotovoltaico, V.Carrescia [7] Fire Performance Of Polyurethane Steel Deckroofing, I.Kotthoffr,R. Walterf, W.Wittbecker,

ISOPA [8] Technical Briefing: Fire Performance Of Sandwich Panel Systems Association of British

Insurers (Partially Revised August 2008) May 2003 [9] Solar America Board for Codes and Standards (Solar ABCs) Report, www.solarabcs.org/interimflammability [10] Solar America Board for Codes and Standards (Solar ABCs) Impacts on Photovoltaic Installations of Changes to the 2012 International Codes www.iccsafe.org Legenda Abbreviazioni: HRR: Heat Release Rate PUR: Rigid Polyurethane Foam, Poliuretano Rigido EFC: Evacuatore di Fumo e Calore AFCI: Arc Fault Current Interrupter UL : Underwriters Laboratories