Fotowoltaika

Podstawowe informacje

Technologia PV (czyli inaczej fotowoltaika) to rozwiązanie, dzięki któremu można produkować prąd niezależnie, nie emitując przy tym w ogóle dwutlenku węgla, szczególnie w miejscach, gdzie lokalne sieci energetyczne są niedostępne. Produkcja prądu następuje także w pochmurne dni. System PV bazuje na modułach PV, które zwykle służą przez ponad 30 lat. Co więcej, pracuje on bezobsługowo przez praktycznie cały czas.

Zależnie od tego, z jakim systemem mamy do czynienia (autonomicznym czy też sieciowym), możliwości zastosowania są różne. Jednak bez względu na to, każdy system PV produkuje energię elektryczną. Najbardziej powszechny w użytku jest w dzisiejszych czasach system PV ON-GRID („grid” to po angielsku „sieć”), który ma ogromny wpływ na produkcję masową i znajduje zastosowanie w elektrowniach słonecznych podłączonych do sieci.

Wybór paneli fotowoltaiczynych

Kluczową decyzją dla każdego inwestora branży PV jest dokonanie wyboru odnośnie odpowiednich paneli fotowoltaicznych. Jest to niesamowicie ważne ze względu na to, że koszt nabycia modułów fotowoltaicznych to ponad połowa całkowitych wydatków związanych z budową instalacji fotowoltaicznej.
Po uzyskaniu informacji na temat technologi fotowoltaicznych, należy podjąć decyzję czy wybrana instalacja PV ma opierać się na sprawdzonej technologii I generacji, której podstawą jest krzem krystaliczny poli lub mono, czy też zastosować nowszą technologię II generacji, bazującą na panelach cienkowarstwowych a-si, CdTe, CIGS.

Jeszcze niedawno koszt paneli cienkowarstwowych był zdecydowanie niższy, a obecnie różnica ta wynosi jedynie kilkanaście procent. Ponadto, przy uwzględnieniu wyższych kosztów montażu, cena instalacji paneli cienkowarstwowych jest porównywalna z klasyczną, która wykorzystuje panele opierające się na krzemie krystalicznym. Każda z tych technologii ma jednak swoje ograniczenia i wady.

Powierzchnia pod montaż może być decydującym czynnikiem przy wyborze rodzaju panelu fotowoltaicznego. W przypadku ograniczonej przestrzeni, lepiej zdecydować się na moduły monokrystaliczne. Jest to jednak droższa wersja, ponieważ przy panelach monokrystalicznych wymagane są znacznie większe nakłady inwestycyjne przy porównywalnych mocach.
W przypadku budynków mieszkalnych, zwykle najbardziej optymalną opcją jest moduł polikrystaliczny.

Instalacja PV na dachu

Konstrukcja na dachu skośnym

  • Blachodachówki stanowią trwałe pokrycie dachowe, które sprawdza się przy każdym rodzaju dachów stromych. Profiluje się je z ocynkowanej blachy, a następnie powleka warstwami lakieru. Należą one do najlżejszych materiałów stosowanych w dekarstwie.

    W przypadku tego rodzaju pokrycia dachowego stosuje się system mocowań paneli PV bazujący na szynie montażowej wykonanej z aluminium, liczącej 25 bądź 50 mm. Konstrukcja jest mocowana do krokwi przy użyciu śruby dwugwintowej. Pozwala to szybko i łatwo regulować wysokość konstrukcji, a także precyzyjnie ją wypoziomować. W przypadku tego systemu, zarówno panele poziome, jak i pionowe znajdują zastosowanie.

  • Dachówka ceramiczna to jeden z najstarszych, a przy tym najcięższych pokryć dachowych, jakie stosuje się w tradycyjnym budownictwie. Tak znaczna masa czyni tego rodzaju pokrycia niezwykle odpornymi na uszkodzenia mechaniczne.

    Instalacja PV w tym przypadku następuje poprzez montaż systemu fotowoltaicznego do krokwi. Stosuje się do tego celu jednak nie śruby, a specjalne regulowane uchwyty. Dzięki nim, można dowolnie regulować wysokość konstrukcji i dokładnie ją wypoziomować.

  • Dachówka karpiówka to płaska odmiana dachówki ceramicznej, z występem do zawieszenia jej na łacie umieszczonym u dołu. W tym przypadku instalacja PV przypomina metodę stosowaną przy dachówce ceramicznej. Jednak w tego rodzaju systemie używa się odpowiednio wyprofilowanego i regulowanego uchwytu, dopasowanego do takiego typu dachu.

  • Dachówka łupkowa wymaga zastosowania konstrukcji z regulowanymi uchwytami. Są one montowane bezpośrednio na samej dachówce.

  • Blacha trapezowa stanowi modyfikację stosowanej uprzednio blachy falistej. Jest to o wiele sztywniejsza od swojej poprzedniej wersji. Szyna zostaje przytwierdzona przy użyciu blachowkrętów, a następnie montuje się panele stosując klemy.
    Zaletą tego systemu jest możliwość zaaplikowania krótkich fragmentów szyn jedynie w miejscach występowania klem. Mając do czynienia z równym dachem, szyny na całej długości paneli nie są potrzebne.

Konstrukcja na dachu płaskim

Panele fotowoltaiczne trzeba ustawić pod kątem, który w polskich warunkach liczy ok. 30° względem poziomu. W przypadku dachów płaskich, należy wykonać dodatkową konstrukcję wsporczą. Dzięki temu, panele są wystarczająco wytrzymałe i szytwne, a kąt padania promieni słonecznych jest najbardziej optymalny.

Konstrukcje wsporcze paneli fotowoltaicznych wykonane są z aluminium, tak jak i ramy. Tego rodzaju rozwiązanie pozwala zapobiec tworzeniu się ogniw korozyjnych. Chcąc uniknąć problemów wynikających z przeciążenia, niebywale istotne jest, aby przed dokonaniem wyboru odnośnie systemu PV na dach płaski, odbyć konsultację ze specjalistą dotyczącą wytrzymałości (nośności) konstrukcji.
Montażu konstrukcji wsporczej do powierzchni dachu można dokonać przy pomocy wielu metod:

  • System montażowy bez konieczności balastu - konstrukcję wsporczą paneli fotowoltaicznych wykonuje się z aluminium i mocuje w tym przypadku do specjalnie przygotowanych bloków z betonu, umieszczonych na dachu. W ten sposób uzyskuje się optymalną wytrzymałość na działanie wiatru. Jeden panel waży maksymalnie 26 kg, a ramę można ustawić pod kątem 15-35°. Ogniwa montuje się pionowo bądź poziomo.

  • Montaż systemu obciążonego blokami z betonu - inaczej niż przy pierwszym rozwiązaniu, wsporniki dla paneli PV należy tutaj dodatkowo obciążyć betonowymi blokami. Zakłada się, że na pojedynczy panel przypada zazwyczaj 75 kg balastu.

    W Polsce do balastowania stosuje się najczęściej betonowe bloczki fundamentowe. Każdy z nich waży średnio po 25 kg, więc należy zastosować piramidę składającą się z co najmniej 3 elementów bądź też (w przypadku poziomego montażu paneli) ułożyć bloki obok siebie. Całej konstrukcji nie montuje się na stałe do dachu, a jedynie opiera się ją na nim. Kąt ustawienia paneli wynosi zazwyczaj 15-35°.

  • Montaż na konsoli – panel PV mocuje się na specjalnej konsoli wykonanej z tworzywa sztucznego, którą należy ustawić na dachu i wypełnić od środka balastem w postaci bloczków betonowych czy żwiru. Panele ustawia się pod kątem 15 lub 25°. System jest przystosowany do pracy przy temperaturze od -30 do +50°C..

  • Montaż do dachu betonowego – jeśli dach wykonany jest z płyty żelbetowej, panele fotowoltaiczne można zdystansować do dachu i ustawić na konstrukcji wsporczej przymocowanej na ramach ze stali i opierających się na słupkach przytwierdzonych do dachu.

    Konstrukcję taką tworzy się jeszcze przed ociepleniem dachu. W tym celu należy starannie zaizolować słupki w miejscu, gdzie zostanie wykonane przebicie izolacji. Co więcej, w strefie porywy śnieżnej, słupek zostaje zaizolowany bitumem. Na ramie instaluje się już tradycyjną konstrukcję wsporcza z aluminium, do czego mogą być potrzebne mostki izolacyjne oddzielające stal od aluminium, aby zapobiec korozji stykowej.

    Instalację trzeba tak zaprojektować tak, aby kierowała się ona na południe i była zgodna ze strukturą dachu. Należy zlecić inżynierowi z właściwymi uprawnieniami sprawdzenie nośności dachu, zwłaszcza pod względem obciążenia, a także oddziaływania warunków atmosferycznych, takich jak deszcz, śnieg i wiatr.


Nasze realizacje