Eksperyment na małą skalę został przeprowadzony przez naukowców z Kanady i Japonii. Badacze wykorzystali tunel aerodynamiczny oraz małe modele budynków, mające odzwierciedlać prototyp domu w Quebecu w skali 1:15. Następnie ocenili sposób rozprzestrzeniania się dymu w przypadku pożaru instalacji fotowoltaicznej na dachu. Okazało się, że w najgorszej sytuacji są osoby mieszkające w budynkach z dachem o nachyleniu mniejszym niż 45 stopni.
Pożary fotowoltaiki uwalniają szkodliwe substancje
Naukowcy zauważyli, że choć ludzie są coraz bardziej zaniepokojeni ryzykiem pożarów paneli słonecznych, istnieje ogromna luka badawcza w tej dziedzinie. Można znaleźć zaledwie kilka badań skupiających się na przyczynach pożarów związanych z energią słoneczną. Ich wyniki wskazują na obecność szkodliwych substancji w spalinach, w tym toksycznych gazów metalicznych, takich jak arsen, kadm, ołów i selen. Dym może przedostawać się do budynków przez otwory wentylacyjne, stwarzając zagrożenie dla mieszkańców.
Aby choć trochę wypełnić istniejącą lukę, naukowcy skupili się na określeniu wpływu interakcji między wiatrem a pożarem fotowoltaiki na rozprzestrzenianie się dymu. W swoich analizach uwzględnili różne kąty dachu, prędkości napływającego wiatru, a także szybkość uwalniania ciepła (zwana HRR). Jako substytut dymu wykorzystali hel, bowiem nadaje się on do wykonania testów w nieognioodpornym tunelu aerodynamicznym.
Cztery minuty na ewakuację
Rozpraszanie dymu było testowane na modelach domów z kątami dachu wynoszącymi 0 stopni, 15 stopni, 30 stopni, 45 stopni i 60 stopni. W każdym przypadku sprawdzano trzy różne prędkości wiatru napływającego oraz różne szybkości wydzielania ciepła HRR. Następnie porównano wyniki. Okazało się, że w domach o nachyleniu dachu poniżej 45 stopni mieszkańcy mają zaledwie 4 minuty na ewakuację. Dachy z nachyleniem 45 i 60 stopni zapewniają najwyższy poziom bezpieczeństwa. W przypadku pożaru fotowoltaiki domownicy mają nieco więcej czasu na ucieczkę, bo 12 minut.
Zła informacja jest taka, że trzymanie się nisko nad ziemią nie jest skuteczną strategią ucieczki przed dymem. Rozprzestrzenia się on bowiem bardzo szybko i równomiernie w całym pomieszczeniu. Te skutki mogą złagodzić jedynie wyższe prędkości wiatru napływającego. Stwierdzono też, że wyższy HRR prowadzi do silniejszej infiltracji dymu. Naukowcy zaznaczyli, że pożary paneli fotowoltaicznych na dachach niosą ze sobą większe ryzyko, niż zwykłe pożary. W tym przypadku mamy bowiem do czynienia z wyższym współczynnikiem HRR oraz szybszym rozprzestrzenianiem się dymu.
Badacze wskazują na konieczność uwzględnienia szybkości uwalniania ciepła podczas wybierania systemów fotowoltaicznych, z uwagi na bezpieczeństwo pożarowe. Sugerują, aby układ budynku zapewniał czas ewakuacji krótszy niż 4 minuty, a kąt dachu z zainstalowaną fotowoltaiką był większy niż 45 stopni.