Montaż paneli fotowoltaicznych na dachu
Miejscem pierwszego wyboru na instalację fotowoltaiczną jest dach budynku, w którym będzie ona przyłączona do sieci. Dla prawidłowego montażu istotne znaczenie ma dobór konstrukcji mocującej dostosowanej do pokrycia dachowego. Najprostsze i najtańsze są systemy do blachy trapezowej i blachodachówki, zaś dachówka, blacha na rąbek czy gont bitumiczny wymagają innych, droższych rozwiązań.
Montaż paneli fotowoltaicznych na dachu - wpływ kierunku i kąta nachylenia połaci
Przy montażu paneli fotowoltaicznych na dachu należy pamiętać, że dla efektywnej pracy instalacji fotowoltaicznej istotne jest, aby powierzchnia dachu skierowana była jak najdokładniej na południe i miała odpowiedni spadek. Zmiana azymutu połaci o 45° na wschód lub zachód zmniejsza uzyski o kilka procent.
Najlepiej, aby pochylenie połaci dachowej mieściło się w przedziale od 10 do 45°. Mniejsze i większe nachylenia znacznie obniżają produktywność. Na przykład panele położone na płasko zmniejszają uzyski o 7–10% w stosunku do ustawienia optymalnego (azymut 180°, kąt pochylenia 30°). Z kolei zawieszone pionowo na fasadzie południowej wyprodukują nawet o 30% mniej energii.
Należy pamiętać, że im mniejszy kąt pochylenia paneli, tym większe będą problemy z utrzymaniem ich w czystości, która będzie stale zagrożona kurzem i zapyleniem, spadającymi liśćmi, odchodami ptasimi czy opadami śniegu.
W przypadku gdy nie ma możliwości zamontowania paneli od południowej strony obiektu albo jest na nim za mało miejsca, można wykorzystać połacie wschodnie i zachodnie. Produkcja w tym układzie będzie o kilka procent niższa, jednak jest to dobre rozwiązanie dla gospodarstw domowych, które najwięcej prądu zużywają rano i wieczorem. Wschodnia połać dachu jest silnie nasłoneczniona o poranku, co skutkuje bardzo wczesnym i nagłym przyrostem mocy. Z kolei po południu silniej pracuje połać zachodnia.
Więcej o kierunku ustawienia i kącie nachylenia paneli fotowoltaicznych w artykułach:
- Kierunek ustawienia paneli fotowoltaicznych - południe czy wschód-zachód? Porównanie uzysków energii
- Kąt nachylenia paneli fotowoltaicznych - jaki ma wpływ na straty energii
Podstawą prawidłowego funkcjonowania całego systemu PV jest dobrze przygotowany projekt. Błędny może skutkować zbyt niską wydajnością lub przewymiarowaniem instalacji.
Profesjonalne projekty wykonują osoby z uprawnieniami budowlanymi do projektowania w zakresie sieci, instalacji, urządzeń elektrycznych i elektroenergetycznych lub z certyfikatem Urzędu Dozoru Technicznego w zakresie projektowania systemów PV.
Korzystają one z programów ułatwiających dobór elementów instalacji: rozmieszczenie paneli, liczby i wielkości tzw. stringów, mocy falownika. Ponadto określają, gdzie należy zamontować wyłączniki nadprądowe, ograniczniki przepięć czy optymalizatory.
Dzięki temu poszczególne urządzenia będą ze sobą kompatybilne, a jednocześnie maksymalnie wydajne. Profesjonalny projekt zawiera symulację działania systemu fotowoltaicznego, dostarcza informacji o ilości produkowanej przez niego energii i okresie zwrotu inwestycji.
Konstrukcja do montażu paneli fotowoltaicznych na dachu
Dla prawidłowego montażu paneli na dachu istotne znaczenie ma dobór konstrukcji mocującej dostosowanej do pokrycia dachowego. Najprostsze i najtańsze są systemy do blachy trapezowej i blachodachówki, zaś dachówka, blacha na rąbek czy gont bitumiczny wymagają innych, droższych rozwiązań.
Projektanci instalacji traktują dachy o spadku poniżej 5–8° jak powierzchnie płaskie i do montażu paneli stosują konstrukcję wsporczą zwiększającą kąt pochylenia o 5–10°.
Jeśli taki dach kryty jest blachą trapezową, konstrukcja jest do niej przykręcana. Do dachów płaskich krytych papą i membranami panele mocuje się za pomocą konstrukcji balastowych. System nie jest wówczas przykręcany do podłoża, ale układany na podkładkach kauczukowych i obciążany betonowymi elementami o odpowiedniej masie.
Istnieje wiele takich konstrukcji o różnym stopniu pochylenia (najczęściej 10–15°). Często są wyposażone w osłony przeciwwiatrowe i zapobiegające nawiewaniu śniegu pod panele. Wszystkie tego typu rozwiązania testuje się w tunelu aerodynamicznym.
Przy dobieraniu konstrukcji do montażu paneli fotowoltaicznych na dachu szczególnie istotna jest nośność dachu oraz zagrożenie silnym wiatrem.
Rozmieszczenie balastu i jego ciężaru musi być wykonane zgodnie z wytycznymi dostawcy systemu oraz przygotowanym wcześniej projektem. Do jego realizacji niezbędna jest opinia eksperta dotycząca dopuszczalnego obciążenia dachu. To ważne, gdyż np. instalacja balastowa 10 kW może ważyć nawet 3 t. W celu zmniejszenia ciężaru instalacji stosuje się systemy mocujące doklejane do papy lub membrany.
Panele w systemie balastowym najczęściej układane są dłuższym bokiem poziomo, pod kątem 10–15°, zorientowane dokładnie w kierunku południowym. Istnieją również konstrukcje do instalacji dwustronnej o orientacji wschód-zachód, które zapewniają lepsze wykorzystanie powierzchni dachu płaskiego. Poza tym dają stabilniejszą produkcję energii elektrycznej przez cały dzień.
Wśród systemów na dachy płaskie dużą popularnością cieszą się tzw. ekierki. Są to konstrukcje o regulowanym stopniu pochylenia (nawet do 45°), z możliwością postawienia paneli dłuższym bokiem do góry. Duże kąty pochylenia w instalacjach dachowych powinno stosować się bardzo rozważnie, tylko w sytuacjach, gdy ryzyko silnych wiatrów od tylnej strony paneli jest minimalne.
Instalacja fotowoltaiczna ma z założenia działać przez co najmniej 25 lat. Aby było to możliwe, konstrukcje dachowe wykonywane są z profili aluminiowych, a wszystkie elementy złączne ze stali nierdzewnej. Materiały te są odporne na działanie warunków atmosferycznych i zapewniają doskonałą odporność na korozję.
Ważne jest również, by system montażowy był certyfikowany i w całości objęty gwarancją.
Zacienienie przy montażu paneli na dachu
Nawet niewielki cień rzucany na panele może znacznie obniżyć uzyski energii w całym łańcuchu łączonych szeregowo modułów. Dobry projekt instalacji weryfikuje takie prawdopodobieństwo i pozwala uniknąć jego powstania.
Zachowuje minimalny dystans modułów PV od przeszkody, który zapobiegnie zacienieniu nawet w czasie przesilenia zimowego. Jeśli tego zjawiska nie da się uniknąć, jego skutki minimalizują tzw. by-passy, czyli diody bocznikujące, będące elementem każdego panelu. Umieszcza się je równolegle z łańcuchami ogniw fotowoltaicznych, w puszce przyłączeniowej z tyłu modułu.
Zwykle są to trzy diody bocznikujące, połączone równolegle z łańcuchem 20–24 ogniw. Umożliwiają one przepływ prądu z pominięciem zacienionej grupy ogniw, przez co redukują ryzyko ich uszkodzenia oraz straty na efektywności instalacji.
Kiedy okresowe zacienienie jest przewidywalne i obejmuje określoną liczbę modułów, umieszcza się pod nimi tzw. optymalizatory mocy. Małe urządzenie elektroniczne kontroluje na bieżąco moc modułu i jego zacienienie, ale nie wpływa na pozostałe moduły w szeregu.
Z ograniczaniem skutków zacienienia dobrze radzą sobie także mikroinwertery stosowane do każdego modułu – zamiast jednego centralnego falownika.
Podłączenie instalacji do sieci
Instalacja fotowoltaiczna podłączona do sieci musi spełniać odpowiednie normy europejskie oraz przepisy prawa budowlanego i energetycznego. Jednym z wymogów jest uzgodnienie projektu fotowoltaiki o mocy większej niż 6,5 kW z rzeczoznawcą od ochrony przeciwpożarowej.
Takie instalacje muszą być też zgłoszone do Państwowej Straży Pożarnej. Tylko prawidłowo zaprojektowana i zamontowana instalacja fotowoltaiczna będzie działać bezpiecznie i przez długie lata dostarczać czystą i tanią energię.
Może zainteresuje Cie także:
