MONITORING STACJI ŁADOWANIA SAMOCHODÓW ELEKTRYCZNYCH (EV)

Elektromobilność stała się kluczowym elementem globalnej transformacji energetycznej i zrównoważonego rozwoju. W miarę wzrostu liczby pojazdów elektrycznych (EV), wzrasta również potrzeba rozbudowy infrastruktury ładowania. W tym kontekście bezpieczeństwo użytkowników oraz ochrona przed potencjalnymi zagrożeniami stają się priorytetem. Właściwe monitorowanie stacji ładowania EV to nie tylko kwestia komfortu, ale także bardzo ważny element minimalizacji ryzyka związanego z przegrzewaniem się ogniw litowo-jonowych, mogącym prowadzić do pożarów.

Wyzwania związane z bezpieczeństwem ładowania EV

Mimo, że pojazdy elektryczne są bardziej ekologiczne i wydajne niż tradycyjne samochody spalinowe, to ich akumulatory oparte na technologii litowo-jonowej niosą ze sobą specyficzne zagrożenia. W sytuacjach awaryjnych, takich jak uszkodzenia akumulatorów, szczególnie podczas ładowania, może dojść do tzw. ucieczki termicznej (ang. thermal runaway), czyli niekontrolowanego wzrostu temperatury ogniw, co może prowadzić do pożaru. Co gorsza, proces ten może przebiegać nawet bez dostępu do tlenu atmosferycznego, gdyż w wyniku wzrostu temperatury katoda zaczyna emitować tlen, co potęguje ryzyko wybuchu.

Kluczowym elementem kontroli ryzyka jest wczesna detekcja pożaru. Dzięki rozwiązaniom takim jak kamery termowizyjne, które mogą monitorować pole temperatury w obrębie stacji ładowania, możliwe jest szybkie wykrycie i lokalizacja źródła zagrożenia. Warto zaznaczyć, że stacje ładowania EV znajdujące się w zamkniętych garażach wielopoziomowych stanowią szczególne wyzwanie, ponieważ utrudniony dostęp służb ratowniczych oraz potencjalne uszkodzenia konstrukcji mogą prowadzić do poważnych strat.

Charakterystyka pożarów związanych z pojazdami elektrycznymi obejmuje szereg specyficznych zjawisk. Przede wszystkim, w przypadku poważnego uszkodzenia akumulatora, może dojść do:

• Gwałtownego wzrostu temperatury, co prowadzi do tzw. ucieczki termicznej (ang. thermal runaway), wywołującej reakcję łańcuchową oraz uwolnienie dużych ilości palnych gazów.

• Proces spalania może przebiegać nawet bez dostępu do tlenu atmosferycznego, ponieważ tlen uwalniany jest z katody w wyniku wysokiej temperatury, dodatkowo zwiększając intensywność pożaru.

• Istnieje duże ryzyko szybkiego rozprzestrzeniania się ognia na sąsiadujące pojazdy lub elementy otoczenia, co wymaga natychmiastowej reakcji służb ratunkowych.

• Trudności w dotarciu do źródła pożaru przy użyciu standardowych metod gaśniczych sprawiają, że niezbędne jest zastosowanie specjalistycznych narzędzi i technik.

• Pojazdy elektryczne mogą ponownie się zapalić nawet po wielu godzinach od opanowania ognia, co sprawia, że konieczne jest długotrwałe chłodzenie uszkodzonych akumulatorów.

• Wysokie napięcie prądu stałego stwarza zagrożenie porażeniem prądem, co dodatkowo komplikuje działania ratownicze i wymaga odpowiednich środków ostrożności.

• Wydzielanie toksycznych substancji chemicznych podczas pożaru akumulatorów może stanowić zagrożenie dla zdrowia osób przebywających w pobliżu i wymaga stosowania zaawansowanych systemów wentylacyjnych oraz ochrony osobistej.

Wystąpienie pożaru w zamkniętym garażu, zwłaszcza w przypadku lokalizacji na podziemnej kondygnacji, niesie ze sobą poważne ryzyko utrudnionego dostępu dla służb ratowniczych. Tego typu warunki mogą uniemożliwić przeprowadzenie skutecznej akcji gaśniczej, zwiększając prawdopodobieństwo wystąpienia szkód całkowitych. W takich sytuacjach istnieje ryzyko całkowitego spalenia wszystkich pojazdów znajdujących się w garażu, a dodatkowo ogień może rozprzestrzenić się na konstrukcję nośną budynku, powodując jej uszkodzenie. W rezultacie może dojść do sytuacji, w której to deweloper lub generalny wykonawca będą musieli ponieść dodatkowe koszty z tytułu odszkodowania. Tego rodzaju incydenty wymagają szczególnej uwagi na etapie projektowania systemów detekcji oraz ochrony przeciwpożarowej, aby zminimalizować potencjalne straty.

Ustawa z dnia 11 stycznia 2018 r. o elektromobilności i paliwach alternatywnych definiuje szereg wymogów dla budynków użyteczności publicznej oraz budynków mieszkalnych wielorodzinnych, związanych z instalacją punktów ładowania pojazdów elektrycznych.

Zgodnie z przepisami, nowe budynki użyteczności publicznej oraz wielorodzinne obiekty mieszkalne, a także ich wewnętrzne i zewnętrzne stanowiska postojowe, muszą być projektowane i budowane w taki sposób, aby zapewniały odpowiednią moc przyłączeniową dla instalacji punktów ładowania o minimalnej mocy 3,7 kW. Przepisy nakładają także na ministra właściwego do spraw energii obowiązek określenia szczegółowych wytycznych dotyczących ustalania minimalnej mocy przyłączeniowej, co ma zagwarantować możliwość przyszłej rozbudowy infrastruktury ładowania oraz zaspokojenie bieżącego zapotrzebowania na energię elektryczną. (Art. 12)

Dodatkowo, dla budynków niemieszkalnych z co najmniej 10 miejscami postojowymi, wymagane jest wyposażenie co najmniej 1 na 5 miejsc postojowych w kanały na przewody i kable, umożliwiające zainstalowanie punktu ładowania, jeżeli znajdują się wewnątrz budynku lub przylegają do budynku.  (Art. 12a pkt.1)

Z kolei dla budynków mieszkalnych wielorodzinnych, z którymi związanych jest więcej niż 10 stanowisk postojowych musi być dostosowana w taki sposób, aby na każdym stanowisku możliwa była instalacja infrastruktury ładowania, jeżeli znajdują się one wewnątrz budynku lub przylegają do budynku. (Art. 12a pkt.2)

Regulacje te mają zastosowanie również podczas przebudowy lub remontu budynków, jeśli koszt prac przekracza 25% wartości budynku. Oznacza to, że nowe przepisy nie tylko wpływają na nowe inwestycje, ale także dotyczą modernizacji istniejących obiektów. (Art. 12a pkt.3)

W przypadku budynków mieszkalnych wielorodzinnych, instalacja punktu ładowania wymaga zgody zarządu wspólnoty mieszkaniowej, spółdzielni lub osoby zarządzającej nieruchomością. Wnioskodawca, czyli osoba posiadająca tytuł prawny do lokalu i stanowisko postojowe do wyłącznego użytku, musi spełnić szereg wymogów formalnych, w tym dostarczyć ekspertyzę dotyczącą możliwości instalacji oraz oświadczenie o pokryciu kosztów montażu i eksploatacji punktu ładowania. (Art. 12b)

Regulacje wprowadzają szereg obowiązków i wyzwań, z którymi musi zmierzyć się cała branża, aby sprostać rosnącym wymaganiom związanym z rozwojem elektromobilności. Przepisy nie tylko nakładają konieczność zwiększenia liczby punktów ładowania, ale również spełnienia szczegółowych norm technicznych i proceduralnych, co stawia przed właścicielami nieruchomości, zarządcami budynków oraz inwestorami nowe wyzwania. Aby odpowiednio przygotować infrastrukturę do nowych standardów bezpieczeństwa, kluczowa staje się w tym momencie edukacja i zrozumienie tych wymagań.
 

Nowoczesne technologie w ochronie przeciwpożarowej stacji ładowania EV - opracowane zgodnie z wytycznymi CNBOP-PIB i polecenia produktowe

Wytyczne w zakresie ochrony przeciwpożarowej garaży w obiektach budowlanych, przeznaczonych do ładowania samochodów elektrycznych i hybrydowych plug-in powstały  w 2024 roku, dzięki współpracy ekspertów z Centrum Naukowo-Badawczego Ochrony Przeciwpożarowej – Państwowego Instytutu Badawczego (CNBOP-PIB), Komendy Głównej Państwowej Straży Pożarnej (KG PSP) oraz Polskiego Stowarzyszenia Paliw Alternatywnych (PSPA).

Publikacja ta nie tylko definiuje podstawowe zagrożenia związane z ładowaniem pojazdów elektrycznych w zamkniętych przestrzeniach garażowych, ale także wskazuje na kluczowe rozwiązania techniczne i organizacyjne, które pozwalają minimalizować ryzyko pożarowe.  Dzięki temu stanowi cenny przewodnik dla inwestorów i właścicieli obiektów, wskazując na najlepsze praktyki w zakresie ochrony przeciwpożarowej. 

Kluczowym aspektem zapewnienia bezpieczeństwa na stacjach ładowania pojazdów elektrycznych jest instalacja systemów, które automatycznie wykrywają pożar i natychmiast alarmują służby ratunkowe. W obliczu potencjalnych zagrożeń, takich jak samozapłon akumulatorów czy reakcja łańcuchowa w ogniwach, takie rozwiązania stają się nieodzownym elementem ochrony zarówno życia, jak i mienia.

Dlatego też właściwe zabezpieczenia są absolutnym priorytetem, bez których trudno mówić o bezpiecznym rozwoju infrastruktury elektromobilności.

Wśród najbardziej efektywnych technologii wyróżnia się kilka rozwiązań, które znacząco zwiększają poziom bezpieczeństwa:

• Wizyjne systemy wykrywania pożaru: Kamery monitoringu (CCTV) np. Bosch, GANZ czy Dahua w czasie rzeczywistym potrafią wykryć dym i ogień już na bardzo wczesnym etapie, pozwalając natychmiast uruchomić alarm oraz podjąć działania prewencyjne.

• Zaawansowane systemy przeciwpożarowe oraz oddymiania - System sygnalizacji pożaru Bosch Avenar to zaawansowane rozwiązanie, które wyróżnia się stabilnością, intuicyjną obsługą oraz pełną modułowością, co pozwala na dostosowanie go do różnorodnych potrzeb obiektów komercyjnych i przemysłowych. Dzięki wysokiej odporności na fałszywe alarmy, efektywnej sieciowości oraz integracji z systemem DSO, Bosch Avenar zapewnia niezawodne bezpieczeństwo i skuteczną komunikację w sytuacjach kryzysowych.
  
  Firma AFG Elektronika Przemysłowa, działająca na rynku od 1987 roku, specjalizuje się w produkcji systemów zabezpieczeń przeciwpożarowych oraz sterowników mikroprocesorowych. Jako producent m.in. systemów oddymiania, wentylacji pożarowej i odcięć ogniowych, AFG oferuje rozwiązania z certyfikacją uzyskaną w Centrum Naukowo-Badawczym Ochrony Przeciwpożarowej im. Józefa Tuliszkowskiego – Państwowym Instytucie Badawczym, co potwierdza ich najwyższą jakość i niezawodność.

• Systemy detekcji oparte na sztucznej inteligencji (AI): Te zaawansowane rozwiązania, łącząc różnorodne technologie AI, umożliwiają precyzyjne wykrywanie pożarów i szybką analizę sytuacji. Systemy mogą podejmować natychmiastowe działania, w tym aktywować alarmy lub uruchomić odpowiednie procedury zabezpieczające, minimalizując ryzyko rozprzestrzenienia się ognia.

• Urządzenia monitorujące pola temperatury: Sprzęt tego typu analizuje temperaturę w obrębie miejsc postojowych, umożliwiając szybką lokalizację źródła zagrożenia. W razie potrzeby, automatycznie uruchamia systemy zraszające, które skutecznie tłumią ogień, zanim ten zdąży się rozprzestrzenić.

• Systemy detekcji oparte na technologii Internetu Rzeczy (IoT): Wykorzystanie IoT pozwala na połączenie wszystkich elementów systemu bezpieczeństwa i ich komunikację w czasie rzeczywistym. Urządzenia zbierają, przetwarzają i przesyłają dane za pośrednictwem inteligentnych instalacji elektrycznych lub sieci komputerowych, zwiększając efektywność reagowania na zagrożenie.

Te zróżnicowane technologie mogą działać zarówno jako samodzielne jednostki, jak i w pełnej integracji z innymi systemami bezpieczeństwa, zapewniając kompleksową ochronę każdego punktu ładowania. Dzięki temu możliwe jest nie tylko szybkie wykrywanie zagrożeń, ale również precyzyjne przeciwdziałanie potencjalnym incydentom.

W jakich sytuacjach warto zastosować systemy zapobiegające rozprzestrzenianiu się pożaru?

Zastosowanie nowoczesnych systemów zabezpieczeń przeciwpożarowych na stacjach ładowania EV jest szczególnie rekomendowane w specyficznych przypadkach, które niosą za sobą większe ryzyko poważnych strat. Oto kluczowe sytuacje, w których instalacja takich zabezpieczeń jest wręcz niezbędna:

Ryzyko utraty nośności konstrukcji budynku: Jeśli punkty ładowania znajdują się w obiektach, w których ewentualny pożar mógłby uszkodzić elementy nośne, co wpłynęłoby na stabilność całej konstrukcji, konieczne jest zastosowanie dodatkowych środków ochronnych.

Trudnodostępne lokalizacje w garażach wielokondygnacyjnych: Gdy stacje ładowania zlokalizowane są na wyższych lub podziemnych kondygnacjach, do których dostęp może być utrudniony, szczególnie ważne jest, aby systemy wykrywania i reagowania działały automatycznie i niezależnie od interwencji z zewnątrz.

Skupienie dużej liczby punktów ładowania w jednym miejscu: Kiedy wiele stacji znajduje się na ograniczonej przestrzeni, ryzyko rozprzestrzenienia się pożaru wzrasta. W takich przypadkach systemy ochrony powinny być zaprojektowane tak, aby szybko izolować zagrożony obszar.

Wydłużony czas dojazdu jednostek straży pożarnej: Jeśli czas potrzebny na dotarcie służb ratunkowych do obiektu jest znacznie wydłużony, istotne staje się zastosowanie systemów, które będą w stanie samodzielnie podjąć wstępne działania zabezpieczające i minimalizować rozwój pożaru.

Utrudniony dostęp ekip ratowniczych: Gdy dostęp dla służb ratowniczych do obiektu jest ograniczony, np. przez wąskie korytarze lub zamknięte przestrzenie, zastosowanie zaawansowanych urządzeń detekcyjnych i systemów automatycznego gaszenia staje się kluczowe.

Brak automatycznych systemów detekcji i alarmowania: Obiekty, które nie są wyposażone w nowoczesne technologie wczesnego wykrywania zagrożeń oraz systemy alarmowe powiadamiające odpowiednie służby, wymagają natychmiastowej modernizacji. Zapewnienie odpowiedniego poziomu ochrony jest w takich przypadkach absolutnie konieczne, aby uniknąć eskalacji pożaru oraz związanych z nim strat materialnych i zagrożenia dla życia ludzi.

Źródła:
1. Ustawa z dnia 11 stycznia 2018 r. o elektromobilności i paliwach alternatywnych

2. st. bryg. dr inż. Paweł Janik, dyrektor Centrum Naukowo-Badawczego Ochrony Przeciwpożarowej im. Józefa Tuliszkowskiego - Państwowego Instytutu Badawczego, BEZPIECZNE PUNKTY ŁADOWANIA ELEKTRYKÓW, Przegląd Pożarniczy