Zprávy a informace ČKAIT 2023|04

Možnost instalace tzv. „malých“ FVE do 50 kW bez nutnosti stavebního řízení nastala se změnou současného stavebního zákona č. 183/2006 Sb. Dle § 103 odst. 1 písm. e) není potřeba ohlášení ani stavebního povolení, pokud se jedná o „stavební úpravy nezbytné pro instalaci využívající obnovitelný zdroj energie s celkovým instalovaným výkonem do 50 kW, pokud se jimi nezasahuje do nosných konstrukcí stavby, nemění se způsob užívání stavby, nevyžaduje posouzení vlivů na životní prostředí, jsou splněny podmínky zejména požární bezpečnosti podle právního předpisu upravujícího požadavky na bezpečnou instalaci výroben elektřiny, a nejde o stavební úpravy stavby, která je kulturní památkou“.

Z uvedeného vyplývá, že pokud jsou splněny požadavky na bezpečnou instalaci výroben elektřiny, není potřeba žádných řízení dle stavebního zákona. Bezpečnou instalaci definuje vyhláška č. 114/2023 Sb., o požadavcích na bezpečnou instalaci výrobny elektřiny využívající obnovitelné zdroje energie s instalovaným výkonem do 50 kW, která nabyla účinnosti 1. května 2023. V případě, kdy jsou při instalaci splněny veškeré požadavky této vyhlášky a zároveň jsou splněny požadavky § 103 současného stavebního zákona, není nutné u elektráren s výkonem do 50 kW žádné řízení. V takovém případě se tedy nezpracovává projektová dokumentace ve smyslu stavebního zákona, a tudíž ani požárně bezpečnostní řešení. FV systémy jsou nicméně elektrická zařízení, u kterých nelze opomíjet to, že ohledně jejich projektování mohou existovat mnohé jiné požadavky na odbornou způsobilost projektanta podle toho, v jaké oblasti se daný FV systém instaluje [22], [23], [24]. Situace tedy rozhodně není taková, že by FV systémy nespadající pod stavební řízení byl oprávněn projektovat „kdokoli“.

Pro lepší orientaci, jak při povolování FVE postupovat, zpracovalo Ministerstvo pro místní rozvoj metodickou příručku (viz tab. 1).

Tab. 1: Co je potřeba pro umístění, povolení a kolaudaci solárních panelů (FVE), které jsou součástí stavby [1]

Nový stavební zákon nemění požadavky na FVE

Od 1. ledna 2024 nabyde účinnosti zákon č. 283/2021 Sb., stavební zákon (dále jen „nový stavební zákon“), a to ve vztahu k tzv. vyhrazeným stavbám uvedeným v příloze č. 3 k tomuto zákonu. Vyhrazenými stavbami však nejsou „malé“ FVE do 50 kW. Ve vztahu k nim se bude až do 1. července 2024 postupovat podle dosavadních předpisů, tedy půjde-li o instalaci FVE jako součást stavby, bude se i nadále používat zmiňovaný § 103 odst. 1 písm. e) stavebního zákona č. 183/2006 Sb.

S účinností od 1. července 2024 budou „malé“ FVE s instalovaným výkonem do 50 kW, bude-li se jednat o součást stavby, upraveny jako drobná stavba v příloze č. 1 písm. f). Toto znění je zcela shodné s § 103 odst. 1 písm. e) současného stavebního zákona č. 183/2006 Sb. Drobnou stavbou podle tohoto ustanovení tedy budou „stavební úpravy pro instalaci využívající obnovitelný zdroj energie s celkovým instalovaným výkonem do 50 kW, pokud se jimi nezasahuje do nosných konstrukcí stavby, nemění se způsob užívání stavby, nevyžaduje posouzení vlivů na životní prostředí, jsou splněny podmínky zejména požární bezpečnosti podle právního předpisu upravujícího požadavky na bezpečnou instalaci výroben elektřiny, a nejde o stavební úpravy stavby, která je kulturní památkou“.

Ani zde tedy nebude potřeba povolení stavebního úřadu, půjde o stavbu v tzv. volném režimu. Instalace nebude vyžadovat zahájení stavebního řízení ani zpracování projektové dokumentace ve smyslu stavebního zákona (tím není dotčena nutnost zpracovaní technické dokumentace dle jiných předpisů). Na základě uvedeného je zřejmé, že požadavky vyhlášky č. 114/2023 Sb. budou novým stavebním zákonem vyžadovány.

Hlavní požadavky vyhlášky č. 114/2023 Sb., o požadavcích na bezpečnou instalaci výrobny elektřiny využívající obnovitelné zdroje energie s instalovaným výkonem do 50 kW

Prvním požadavkem je materiálové provedení samotného panelu. Vyhláška požaduje instalaci FV panelu tvořeného nehořlavou konstrukcí, přičemž i tento panel musí být dále umístěn na nehořlavých konstrukcích. V konstrukci panelu jsou přípustné pouze hořlavé stínicí fólie a hořlavé izolační hmoty (např. gumová těsnění pro uchycení skleněné nosné desky k hliníkovému rámu). Uvedené požadavky v dnešních instalacích splňuje většina FV panelů. Jedná se o tzv. křemíkové panely, které se skládají převážně z křemíkové fólie, hliníkové konstrukce, krycího skla a plastové krycí fólie. V poslední době dochází mj. k rozmachu plastových nosných konstrukcí nesoucích panely. Toto řešení není dle vyhlášky č. 114/2023 Sb. přípustné a v případě plastového nosného systému nejsou splněny požadavky z hlediska bezpečné instalace. Je tedy potřeba postupovat dle stavebního zákona, tzn. zpracovat projektovou dokumentaci a zahájit stavební řízení.

Dalším důležitým požadavkem je zajištění odpojení FV systému od elektrické instalace objektu a distribuční sítě (vypnutí střídavé části systému „AC“) a zajištění bezpečného napětí v systému FVE (stejnosměrné části systému „DC“). Podle § 3 odst. 1 vyhlášky č. 114/2023 Sb. musí být vypnutí a odpojení výrobny elektřiny od elektrické instalace zajištěno prostřednictvím vypínacího prvku, který musí být umístěn na přístupném místě, označen a musí být zabráněno jeho volnému užití. Pokud jde o FVE instalovanou na stavbě, která je budovou, musí být dle § 3 odst. 2 vyhlášky č. 114/2023 Sb. vypínání FV systému integrováno do vypínacích prvků (např. CENTRAL a TOTAL STOP), které umožní vypnutí elektrických zařízení v budově nebo její části podle ČSN 73 0848:2023 Požární bezpečnost staveb – Kabelové rozvody. Tento požadavek lze zjednodušeně chápat tak, že v případě vypnutí el. energie v celé budově musí zároveň dojít k vypnutí PV systému. Nelze tedy užít jen samostatná tlačítka FVE STOP aj.

Požadavky na vypnutí FVE nejsou ničím novým. Ve svých podmínkách pro připojení požaduje vypnutí FVE od 1. ledna 2023 např. i společnost ČEZ, a.s. (viz Dodatek č. 1 k Připojovacím podmínkám nn pro osazení měřicích zařízení v odběrných místech napojených z distribuční sítě nízkého napětí). Pro splnění podmínek odpojení FVE je potřeba instalovat odpínací prvek. Ten zajistí kompletní odpojení budovy od FV systémů včetně případných akumulátorů.

Zajištění bezpečného stejnosměrného napětí v jakékoli části stejnosměrného rozvodu výrobny elektřiny je nutné řešit ve všech případech s výjimkou FV systémů do 10 kW na rodinných domech. Zde bychom rádi podotkli, že z hlediska bezpečnosti laické obsluhy je vyjmutí FV systému do 10 kW z požadavku na „vypnutí“ podle našeho názoru nešťastné. Vyhláška č. 114/2023 Sb. hodnotu bezpečného stejnosměrného napětí nedefinuje, proto je dále proveden krátký rozbor předpisů, které tuto problematiku řeší:

• Prvním dokumentem, kterému je potřeba při řešení FVE v souvislosti s bezpečným napětím věnovat pozornost, je Pokyn generálního ředitele Hasičského záchranného sboru České republiky č. 41 ze dne 30. listopadu 2017, kterým se vydává Bojový řád jednotek požární ochrany. Jedná se o souhrn metodických pokynů pro postup jednotek požární ochrany při řešení mimořádných událostí.
• Pro problematiku zásahu při požárech zařízení pod napětím jsou důležité metodické listy (dále jen „ML“) č. P/25, P/47 až 49 a N/14. Místo požárního zásahu je hodnoceno jako zvlášť nebezpečný prostor, přičemž ML č. N/14 zohledňuje bezpečné napětí pro normální, nebezpečný a zvlášť nebezpečný prostor, viz tab. 2: Bezpečné napětí dle ML č. N/14.

Tab. 2: Co je bezpečné napětí dle ML Bojového řádu jednotek PO č. N/14 – Nebezpečí úrazu elektrickým proudem

Výše uvedené ML, zejména pak list č. N/14, nereflektují aktuální stav technických norem. Normové členění prostor z hlediska nebezpečí úrazu na normální, nebezpečné a zvlášť nebezpečné od 7. července 2020 již neexistuje. Stejně tak od uvedeného data není nikde v technických normách uvedena žádná definice „bezpečného napětí“. Vše uvedené, včetně tabulky, bylo definováno normou ČSN 33 2000-4-41 ed. 2 [14], která však byla k datu 7. července 2020 zrušena. Chtělo by se říci „bez náhrady“, protože aktuální 3. edice této normy [15] již nic z uvedeného nedefinuje. V současnosti tak neexistuje žádná normová hodnota „bezpečného napětí“ ve smyslu, že by bylo někde definováno „bezpečným napětím je …“.

ML č. 25/P dále stanovuje, kdy mohou jednotky požární ochrany provádět zásah na zařízení pod napětím do 400 V. Hodnota 400 V se vyskytuje také v čl. 7.5 ČSN 34 3085 [7]. Zde je uvedeno, že v případě bezprostředního ohrožení osob, zvířat a jiných významných hodnot je možné provádět zásah na zařízení pod napětím do 400 V. V souvislosti se zásahem na zařízení pod napětím je vhodné upozornit na oprávnění velitele zásahu přerušit na nezbytnou dobu záchranu osob, zvířat nebo majetku v případě, kdy již nelze ani přes vynaložení všech dostupných sil a prostředků osoby, zvířata nebo majetek zachránit anebo by pokračování v zásahu bezprostředně ohrožovalo život zasahujících hasičů. To v praxi může znamenat prodloužení doby likvidace požáru, v extrémním případě i přerušení prováděných prací na hašení požáru FV technologie a zaměření se na ochranu sousedních staveb, prostorů apod.

Hodnota 400 V každopádně není hodnotou bezpečného napětí z hlediska nebezpečí úrazu elektrickým proudem. V technických předpisech se konkrétní hodnoty bezpečného napětí liší podle toho, zda jde o živé či neživé části, zda jde o prostory se zvýšeným nebezpečím úrazu elektrickým proudem, zda jde o střídavé či stejnosměrné napětí nebo zda jsou splněny podmínky základní ochrany. Pokud bychom měli najít nějakou konkrétní hodnotu bezpečného napětí pro DC (stejnosměrnou) část FV systémů, pak se dle ČSN setkáme s následujícími údaji (tab. 3):

Tab. 3: Hodnoty bezpečného napětí dle ČSN

Dle všeho výše uvedeného se tak požadavek § 3 odst. 3 vyhlášky č. 114/2023 Sb. jeví jako velmi nešťastný, protože bez uvedení konkrétní napěťové úrovně není vůbec jasné, jakého napětí se má po vypnutí FVE na DC části vlastně dosáhnout. Uvedené předpisy nám totiž dávají na výběr z hodnot 400 V – 120 V – 60 V – 30 V – 15 V. Po nabytí účinnosti vyhlášky č. 114/2023 Sb. byl proto na Ministerstvo průmyslu a obchodu jakožto na autora vyhlášky vznesen dotaz, o jakou hodnotu z uvedeného rozsahu by mělo jít; dle stanoviska č. j. MPO 50393/23/41100 ze dne 1. června 2023 [27] má jít o hodnotu 120 V DC. Zajímavé je také porovnání požadavků vyhlášky s požadavky ve světě. Zatímco víceméně všude ve světě je požadováno zajištění bezpečného napětí po vypnutí mimo samotné FV pole (tedy na FV modulech může být napětí libovolné, mimo ně pak už nikoli; např. US předpis NEC 2020, německá VDE-AR-E 2100-712:2018, rakouská OVE-Richtlinie R 11-1:2022), tak vyhláška požaduje po vypnutí bezpečné napětí „v jakékoli části DC rozvodu“ (což je z hlediska technického řešení dost výrazný rozdíl).

Jakými prostředky lze po vypnutí FVE dosáhnout ve stejnosměrné části hodnoty 120 V?

Prvním možným způsobem je takový návrh FVE, aby na celé stejnosměrné (DC) části nebylo nikdy více než 120 V. Norma ČSN 33 2000-7-712 ed. 2 ostatně dává v čl. 712.410.102 projektantovi na výběr. DC část může řešit buď jako SELV (Safety Extra-Low Voltage) / PELV (Protective Extra-Low Voltage), anebo se splněním podmínek pro dvojitou izolaci. Podle čl. 712.414.101 pak při použití SELV / PELV nesmí napětí na DC části nikdy překročit 120 V. Prakticky to pak znamená velmi malý počet FV modulů v sérii (reálně maximálně 2 až 4 kusy podle hodnoty napětí U_OC) a větší množství takovýchto sériových větví spojených paralelně. Jako doplnění k takovému systému lze na trhu najít i bateriová úložiště se jmenovitým napětím 24–48–60 V DC. Takovéto systémy jsou pak velmi vhodné zejména tam, kde je laická obsluha, právě z důvodu eliminace rizika úrazu elektrickým proudem díky použití malého napětí. Použití malého napětí má současně i pozitivní přínos z hlediska eliminace rizika vzniku DC oblouku. Nicméně takovéto systémy mají i svá negativa. Paralelním řazením více panelů v sérii narůstají proudy na DC části, což klade vyšší nároky na průřez kabeláží, je potřeba používat specifické komponenty, jako např. MPPT trackery namísto běžných střídačů, dále je nutné používat specifické střídače pro vytvoření střídavého napětí (AC) atd. Což všechno vede k tomu, že takovéto systémy jsou dražší, a proto se v dnešní době honby za ziskem příliš nenavrhují.

[caption id="attachment_10837" align="alignnone" width="1600"] Obr. 1: Principiální schéma systémů s mikrostřídači, < 120 V DC[/caption]

Druhou možností je použití mikrostřídačů (obr. 1), což je stálé technické řešení, které na DC části zajišťuje trvalé napětí do 120 V. Mikrostřídač DC/AC podle konkrétního použitého typu umožňuje přímé připojení jednoho až šesti FV modulů. Výkonově se aktuálně vyrábějí do výkonů 2 až 3 kW. Prakticky pak každá skupina až šesti FV modulů má svůj mikrostřídač a všechny mikrostřídače jsou pak připojeny přímo do AC sítě 400/230 V. Existují i mikrostřídače, které umožňují přímé připojení bateriových úložišť. Nevýhodou je pak v zásadě opět pouze cena, neboť více mikrostřídačů bude vždy dražších než jeden klasický střídač.

Použití FV systémů, které nemají na DC části nikdy více než 120 V pak s sebou nese ještě jednu obrovskou výhodu. Norma ČSN 73 0848 [8], jejíž splnění při vypínání FV systému je vyžadováno vyhláškou č. 114/2023 Sb., v čl. 4.5.6 stanovuje, že se CENTRAL a TOTAL STOP nepožaduje pro rozvody bezpečného napětí a bezpečného proudu. Pokud je hodnota 120 V stanovena jako bezpečné napětí, pak takovéto systémy vůbec nevyžadují řešení vypínání při požáru.

Jak ale vypadají „klasické“ nejlevnější FV systémy do 50 kW?

Typicky se jedná o systémy s jedním (maximálně s jednotkami kusů) střídačem většího výkonu a s napětím na DC části řádově ve stovkách voltů, proto je u nich nutné začít řešit právě zmíněné vypínání při požáru. U těchto FVE je nutné nějakými technickými prostředky zajistit, aby se po vypnutí snížilo napětí pod úroveň 120 V DC, přičemž možností se nabízí několik.

[caption id="attachment_10836" align="alignnone" width="800"] Obr. 2: Principiální schéma řešení systémů s napětím nad 120 V DC[/caption]

Reálně lze na DC části osadit optimizery či rapid shut-down moduly, teoreticky pak lze FV moduly při vypnutí i zkratovat či DC část rozepínat na více menších částí, přičemž na každé bude po rozepnutí méně než 120 V. Pod pojmem „optimizer“ rozumějme elektronické zařízení, určené dle konkrétního typu pro jeden až dva FV moduly, které po ztrátě ovládacího signálu zajistí snížení výstupního napětí zpravidla zhruba na 1 V DC. Optimizerů existuje sice více druhů, mnohé jsou pak primárně určeny pro zvýšení výkonnosti FV modulů, nicméně některé z nich (pozor, ne všechny!) umí zajišťovat i vypínání FV modulů; bereme nyní v úvahu pouze ty. Podle počtu sériově řazených FV modulů v řetězci se odvíjí i výsledné napětí na DC části po vypnutí. Jelikož lze reálně do série na běžné střídače v sérii připojovat maximálně okolo 20 FV modulů, bude při použití optimizerů po vypnutí na DC části okolo 20 V. Zařízení „rapid shut-down“ (obr. 2) je pak v zásadě téměř totéž co optimizer. Je to krabička, určená pro jeden až dva FV moduly, která po ztrátě ovládacího signálu či po ztrátě ovládacího napětí zajistí snížení výstupního napětí, avšak nemá funkci optimalizace výkonu.

Pokud jde o nevýhody, tak jednou z nejzásadnějších je ta, že vřazením optimizerů či rapid shut-down modulů se minimálně zdvojnásobí počet konektorů v DC části. A jak je obecně známo, tak právě DC konektory jsou u FVE jedním z velmi častých zdrojů požáru (viz např. statistiky Přílohy A normy IEC TR 63226). Optimizery jsou elektronická zařízení, která se při provozu zahřívají a mohou se při vlastním selhání stát i dalším zdrojem požáru. Nevýhodou je pak samozřejmě i navýšení ceny DC části – při jejich použití totiž vyvstává otázka, zdali se u menších FV systémů už nevyplatí použít spíše mnohem bezpečnější řešení s trvalým napětím na DC části do 120 V, která jsou popsána výše.

V poslední části vyhlášky č. 114/2023 Sb. jsou stanoveny požadavky na instalaci kabelových rozvodů. Jedná se zejména o požadavek na instalaci zařízení FVE na konstrukcích nehořlavých střešních nebo obvodových plášťů (výrobky třídy reakce na oheň A1, A2 dle EN 13501-1, např. keramická střešní krytina). Alternativou je instalace zařízení na nehořlavých podložkách (třída reakce na oheň A1, A2 dle EN 13501-1) přesahujících půdorys zařízení minimálně o 500 mm. Prostupy kabelových rozvodů musí být požárně utěsněny.

Více informací:

• ČKAIT – PROFESIS pomůcka R 3.3 Podmínky provozu fotovoltaických elektráren. Další kapitoly se věnují připojování FVE k sítím a měření elektřiny.
•  Z+i 4/2023 Instalace „malých“ FVE do 50 kW bez nutného stavebního řízení – v článku jsou řešeny legislativní požadavky na instalaci zařízení bez stavebního řízení do 50 kW. (Tuček, Peterek, Hlavatý)
• Z+i 4/2023 Kdy se instalace FVE neobejde bez stavebního povolení? – v článku jsou řešeny požadavky na instalace FV systémů s vyvolaným stavebním řízením. Jedná se nejen o FVE nad 50 kW. (Tuček, Peterek, Hlavatý)
• Z+i 4/2023 Kdy je FVE vyhrazeným elektrickým zařízením? (Dvořáček)
• Z+i 2/2023 Stavební úpravy pro ekologii (Vejvara)
• Z+i 1/2023 Fotovoltaika z pohledu statika (Vejvara)
• Z+i 1/2023 Včera, dnes a zítra aneb usnadnění instalace FVE (Kuzmová)

Použitá literatura:

1. Metodická pomůcka pro umístění, povolení a kolaudaci solární panelů podle současného stavebního zákona (č. 183/2006 Sb.) ve formě přehledných tabulek. Metodická pomůcka je aktualizována podle zákona č. 19/2023 Sb.
2. Metodický list bojového řádu jednotek PO č. P/25, Hašení vodou elektrických zařízení a vedení pod napětím do 400 V
3. Metodický list bojového řádu jednotek PO č. P/47, Požáry střešních konstrukcí s fotovoltaickým systémem
4. Metodický list bojového řádu jednotek PO č. P/48, Požáry fotovoltaických elektráren
5. Metodický list bojového řádu jednotek PO č. P/49, Požáry střešních konstrukcí s trubicovým fotovoltaickým systémem
6. Metodický list bojového řádu jednotek PO č. N/14, Nebezpečí úrazu elektrickým proudem
7. ČSN 34 3085 ed. 2 Elektrická zařízení – Ustanovení pro zacházení s elektrickým zařízením při požárech nebo záplavách: 2013
8. ČSN 73 0848 Požární bezpečnost staveb – Kabelové rozvody: 2009
9. ČSN 73 0848 – Z1 Požární bezpečnost staveb – Kabelové rozvody: 2013
10. ČSN 73 0848 – Z2 Požární bezpečnost staveb – Kabelové rozvody: 2017
11. ČSN 33 1600 ed. 2 Revize a kontroly elektrických spotřebičů během používání: 2009
12. ČSN EN 61140 ed. 3 Ochrana před úrazem elektrickým proudem – společná hlediska pro instalace a zařízení: 2016
13. ČSN 33 2000-7-712 ed. 2 Elektrické instalace nízkého napětí – Část 7-712: Zařízení jednoúčelová a ve zvláštních objektech – Fotovoltaické (PV) systémy: 2016
14. ČSN 34 3085 ed. 2 Elektrická zařízení – Ustanovení pro zacházení s elektrickým zařazením při požárech nebo záplavách: 2013
15. ČSN 33 1600 ed. 2 Revize a kontroly el. spotřebičů během používání: 2009
16. ČSN 33 2000-4-41 ed. 2 Elektrické instalace nízkého napětí – Část 4-41: Ochranná opatření pro zajištění bezpečnosti – Ochrana před úrazem elektrickým proudem: Praha, 2007
17. ČSN 33 2000-4-41 ed. 3 Elektrické instalace nízkého napětí – Část 4-41: Ochranná opatření pro zajištění bezpečnosti – Ochrana před úrazem elektrickým proudem: 2018
18. ČSN EN 61140 ed. 3 (30 0500) Ochrana před úrazem el. proudem – Společná hlediska pro instalaci a zařízení: 2016
19. ČSN 33 2000-7-712 ed. 2 Elektrické instalace nízkého napětí – Část 7-712: Zařízení jednoúčelová ve zvláštních objektech – Fotovoltaické (PV) systémy: 2016
20. Bc. Martin Dvořák. Požární rizika fotovoltaických elektráren na obálce budovy. Diplomová práce, ČVUT Praha, fakulta konstrukcí pozemních staveb, Praha 2019
21. Protokol č. N2/2022 požární zkoušky FV panelů zpracovaný požární laboratoří UCEEB ČVUT Praha dne 11. 10. 2022. Zadavatel zkoušky: K.B.K. fire, s.r.o.
22. Zákon 183/2006 Sb., o územním plánování a stavebním řádu (stavební zákon), ve znění pozdějších předpisů
23. Vyhláška č. 114/2023 Sb., o požadavcích na bezpečnou instalaci výrobny elektřiny využívající obnovitelné zdroje energie s instalovaným výkonem do 50 kW
24. Zákon č. 250/2021 Sb., o bezpečnosti práce v souvislosti s provozem vyhrazených technických zařízení a o změně souvisejících zákonů
25. Zákon č. 266/1994 Sb., o dráhách, ve znění pozdějších předpisů
26. Zákon č. 61/1988 Sb., o hornické činnosti, výbušninách a o státní báňské správě, ve znění pozdějších předpisů
27. Stanovisko č. j. MPO 50393/23/41100 ze dne 1. 6. 2023. Ing. Hana Konrádová, MBA, ředitelka odboru elektroenergetiky a teplárenství, Ministerstvo průmyslu a obchodu.
28. Zákon č. 458/2000 Sb., o podmínkách podnikání a o výkonu státní správy v energetických odvětvích a o změně některých zákonů (energetický zákon), ve znění pozdějších předpisů