Çatıda Görünmez Tehlike, Sahada Görünür Çözümler

Güneş panelleri ışık aldıkları sürece enerji üretmeye devam eder; bu üretim doğru akım (DC) biçimindedir. Seri bağlı panellerin toplam çıkışı, sistem kapalı olsa bile kablolarda 600–1.000 volt arasında yüksek gerilim seviyelerinde kalabilir. Bu durum, görünmez bir tehlike sınırı yaratır ve bakım, onarım, acil müdahale süreçlerinde ciddi riskler doğurur.

Bu riskler doğal afetlerden kaynaklanan durumlarla birleştiğinde daha da büyür:

Deprem: Sarsıntı sonucu panellerin montaj yapıları çöker, kablolar yerinden oynar veya izolatörler hasar görür. Bu durumda hat boyunca yüksek gerilim hâlâ aktif kalabilir ve kırılan ya da gevşeyen bağlantı noktalarında ark oluşma olasılığı artar.

Yangın: Yangın çıktığında elektrik bağlantıları zarar görebilir, izolasyonlar eriyebilir. Bu durumda sistem hâlâ gerilim taşıyorsa yangının yayılması riski artar. Dünya çapında PV sistem kaynaklı yangın vakaları incelendiğinde inverter, konnektör ya da kablolardaki arızaların yangın başlangıcına sebep olduğu durumlar tespit edilmiştir.[1][2]

Örneğin Almanya’da 1995–2012 yılları arasındaki yaklaşık 400 yangın vakasında PV sistem bileşenleri yangının kaynağı olarak tespit edilmiştir.[3]

 

Tablo 1. Araştırma raporları ve basında yer alan PV sistemleriyle ilgili yangın olayları[3]

 

Yer

Yapısal Koşullar

Hasar

Operasyonlardaki
Engelller

1

Bakersfield,CA,ABD
(Nisan 2009)

Büyük Parekende Mağazası,380kW’lık dizi panelleri.

Yangın Metal Çatı Plakasını aşmadı

İki ayrı yangın kör nokta toprak arızasıyla başladı.Kombinasyon kutularında DC Kesici Anahtarların olmaması nedeniyle elektrik işçisi 56 sigortayı tek tek çıkarmak zorunda kaldı.

2

Delanco,NJ,ABD
(Eylül 2013)

Depo,çatıda 1.6MW’lik panel.

30.000m^2’lik alan tamemen yok oldu.

Elektrik çarpması olması nedeniyle, itfaiyeciler çatıda çalışmayı reddetti.

3

La Farge,WI,ABD
(Mayıs 2013)

Ofis,çatıda 70kW’lik panel.

4000m^2’lik binanın bir kanadı yok oldu.

Pv modüllerinin çatının büyük kısmını kaplaması havalandırma çabalarını engelledi ve kısmi hava çökmesine neden oldu.

4

Walldorf,Almanya
(Haziran 2014)

Depo, çatıda PV sistemi.

Birkaç bin avro tutarında bir hasar.

Montaj sistemi için sentetik reçine kullanılmış; itfaiyeciler müdahale edebildi; yangın binaya sıçramadan önlenebildi.

5

Norderney,Almanya
(Ağustos 2013)

Fabrika, çatıda PV sistemi.

Birkaç milyon avro tutarında bir hasar.

Yangın bir süre devam etti ve çatının PV modülleriyle  birlikte çökmesine  neden oldu.

 

Ayrıca, bir çatı tipi sistemde yapılan termal olay incelemesinde, DC kablo izolasyonunda hasar, açık konektörler ve yanlış montaj gibi hatalar tespit edilmiştir.[4]

Şekil 1. 1995–2012 arasında Almanya’da meydana gelen 180 yangında yangının başladığı bileşenler[3]

Sel / Su baskını: Su ve nem, elektrik sistemlerinde kısa devre riskini artırır. İzolasyon bozulmaları, kablo açıkları veya suya maruz kalan bileşenler gerilim taşıyorsa ciddi tehlike yaratabilir. Ayrıca elektrik arkı oluşumu su varlığında daha karmaşık hale gelir.

Aşırı iklim olayları: Ani sıcaklık değişimleri, şiddetli fırtınalar, dolu gibi ekstrem hava koşulları kabloların ve bağlantı elemanlarının yıpranmasını hızlandırır, izolasyon performansını düşürür. Bu da yüksek gerilimli sistemlerde daha fazla risk demektir.[5]

 

Yüksek Gerilimi Dize Getiren Çözümler

Panel Panel (Modül Seviyesi) Gerilim Sönümleme : Her panel üzerine takılan optimizer veya mikroinverter gibi cihazlarla, panelin çıkışı tek tek güvenli seviyeye (genellikle ~1 V) indirilir. [6][7]

Çalışma prensibi:

  • AC şebeke bağlantısı kesildiğinde veya bağlantılardan bir sorun meydana geldiğinde ve sistem çalışmayı durdurduğunda, panellerdeki optimizer devreye girer.
  • Panel başına çıkış 1 V’a düşürülür. Eğer 20 panel varsa sistemde toplam 20 V vardır.
  • Bu değer uluslararası standartlara göre “güvenli gerilim bölgesi” sınırlarının içindedir [8].

Şekil 2. SolarEdge SafeDC bağlantı şeması

Rapid Shutdown : NEC 690.12 gibi standartların istediği; acil durumda (yangın, şebeke kesintisi, buton basılması) PV dizisinin çatı dışında kalan iletkenlerinde gerilimi güvenli seviyeye çekmektir [9], [10].

Çalışma prensibi:

  • İnvertere yakın veya dizi çıkışında bulunan rapid shutdown cihazı AC bağlantı kesildiğinde tetiklenir.
  • Dizinin sınırları dışında kalan DC hatlar 30–60 V civarına iner.
  • Ama dizinin içinde, yani modül dizileri üzerinde hâlâ yüksek gerilim kalır.

Şekil 3. Rapid Shutdown Box bağlantı şeması

Avrupa’dan Amerika’ya: Güneş Enerjisinde Güvenliği Belirleyen Kurallar

VDE-AR-E 2100-712 (Avrupa / Almanya)

Almanya’nın önde gelen test ve sertifikasyon kuruluşu VDE tarafından geliştirilmiştir. PV sistemlerinin acil durumlarda güvenli hale gelmesini sağlamak için modül seviyesinde gerilim sınırlaması getirir. Özellikle yangın ve acil durum güvenliği için Almanya’da zorunlu hale gelmiş, diğer Avrupa ülkelerinde de referans standart olarak benimsenmiştir.

Destekleyen kuruluşlar:

  • VDE (Almanya)
  • DIN (Alman Standardizasyon Enstitüsü)
  • Avrupa’daki birçok dağıtım şirketi ve yangın güvenliği otoriteleri
  • SolarEdge gibi üreticiler bu standarda SafeDC™ teknolojisiyle uyum sağladıklarını belgelemektedir [11].

UL 3741 (ABD)

ABD merkezli UL (Underwriters Laboratories) tarafından geliştirilmiştir. PV sistemlerinin “tehlike kontrol” yaklaşımıyla güvenli hale getirilmesini hedefler. MLPE (modüler-seviye güç elektronikleri) kullanarak panel başına gerilimi düşürme imkanı sunar. Alternatif olarak, dizi bazlı farklı güvenlik tasarımlarına da izin verir (örneğin özel kablo yolları, fiziksel bariyerler veya inverter entegre çözümleri).

NEC 690.12 “Rapid Shutdown” kuralı ile birlikte, çatı üstündeki iletkenlerde gerilimin belirli sürelerde güvenli seviyeye düşürülmesi zorunlu hale gelmiştir. UL 3741 bu zorunluluğun uygulanabilir teknik yollarını tanımlar.

Destekleyen kuruluşlar:

  • NEC (National Electrical Code) / NFPA – ABD’nin ulusal elektrik kodu [12][13]
  • UL – Standart hazırlayıcı kurum
  • OSHA (Occupational Safety and Health Administration) ve yerel itfaiye birlikleri, sahada uygulamayı destekler
  • ABD’deki birçok inverter/MLPE üreticisi (SolarEdge, Enphase, Tigo vb.)[9][10]

Türkiye’de Durum: Yüksek Gerilimin Görünmeyen Tehlikesi

Türkiye’de çatı ve arazi tipi güneş enerjisi yatırımları hızla artıyor. Ancak sistemler büyüdükçe, yüksek DC gerilimlerin (600–1000 V) yarattığı güvenlik riski de gündeme geliyor. Özellikle:

  • Yangın ve afet anlarında paneller ışık aldığı sürece elektrik üretmeye devam ediyor.
  • İnverter kapatılsa dahi, panellerin seri bağlantılarında yüksek gerilim çatı üzerinde kalıyor.
  • Bu da hem bakım ekipleri hem de itfaiye için ciddi bir güvenlik riski oluşturuyor.

Türkiye’de şu anda VDE-AR-E 2100-712 (AB) veya UL 3741 (ABD) benzeri bir zorunlu mevzuat bulunmuyor. Yani yüksek gerilimli sistemlerin güvenlik açısından sınırlanması konusunda yasal bir yükümlülük yok. Bu da yatırımcıların ve işletmelerin inisiyatifine bırakılmış durumda.

SolarEdge Çözümü: Panel Bazında Gerilim Sönümleme

Bu noktada SolarEdge’in SafeDC™ teknolojisi kritik bir fark yaratıyor. Her panele takılan optimizer sayesinde, sistem kapanır kapanmaz panel başına çıkış gerilimi 1 V’a düşüyor. Böylece 20 panelden oluşan bir dizide toplam gerilim 20 V civarında kalıyor. Normalde 1000 V’a kadar çıkan tehlikeli gerilim, SolarEdge sistemiyle tamamen güvenli seviyeye iniyor. Bakım ekipleri, teknisyenler ve acil durum görevlileri için risk ortadan kalkıyor.

Tek Gerçekçi Yöntem

Bugün Türkiye’de bu sorunu tam anlamıyla çözebilen tek yöntem, panel bazında gerilim sönümleme teknolojisidir. Yani klasik “rapid shutdown” cihazları veya dizi bazlı çözümler yeterli değil; çünkü çatı üzerindeki panellerde yüksek gerilim hâlâ kalıyor.

SolarEdge’in sunduğu modül seviyesinde gerilim düşürme yaklaşımı, bu sorunu kökten çözmektedir. Uluslararası sertifikalar (VDE, UL, NEC) da bu yaklaşımın güvenilirliğini teyit etmektedir.

PowerON ile Gücünüzü Kendi Elinize Alın!

Enerji maliyetlerinizi düşürmek, sürdürülebilir geleceğe katkı sağlamak için bizimle iletişime geçin:
info@poweron.com.tr
www.poweron.com.tr

Kaynak :

[1] National Renewable Energy Laboratory (NREL). PV Fire Safety: Photovoltaic Systems and Firefighter Operations.

[2] International Energy Agency – Photovoltaic Power Systems Programme (IEA-PVPS). Photovoltaics and Firefighters’ Operations. (2017).

[3] National Renewable Energy Laboratory (NREL). Photovoltaic Fire Safety: An Analysis of PV System Fires in Germany (1995–2012). NREL/TP-7A40-68415, 2018.

[4] Clean Energy Associates, Mitigating Thermal Events in Solar PV Systems, CEA Blog, 2021.

[5] Y. Zhang, J. Zhang, and H. Li, “Reliability assessment of photovoltaic modules under extreme weather conditions,” Solar Energy, vol. 272, pp. 268–280, 2024.

[6] Aurora Solar, “Module-Level Rapid Shutdown: New Requirements for Fire Safety,” 2019.

[7] M. R. Ramali et al., “Safety Practices for Firefighters During Photovoltaic Fires—A Review,” Safety, vol. 8, no. 2, 2022.

[8] VDE, SolarEdge Safety Report (SafeDC technology, VDE-AR-E 2100-712 compliance), 2025.

[9] 690.12 Rapid Shutdown of PV Systems on Buildings, National Electrical Code (NEC), 2017–2023.

[10] “2023 Code Changes to Rapid Shutdown Requirements,” Solar Power World, Jan. 9, 2024.

[11] “Understanding UL 3741 and New Rapid Shutdown Solutions,” Mayfield Energy, Aug. 2, 2023.