Montaż paneli fotowoltaicznych – krok po kroku

Panele PV są na ogół montowane na dachach domów jednorodzinnych. Ale jak właściwie przebiega montaż paneli fotowoltaicznych? I czym różni się montaż paneli fotowoltaicznych w zależności od rodzaju i pokrycia dachu? Na te i inne pytania odpowiadamy w tym artykule.

Jakie są systemy do montażu paneli fotowoltaicznych?

Instalacje fotowoltaiczne mogą być montowane w różny sposób, w zależności od rodzaju dachu i modułów fotowoltaicznych. Najpopularniejsze sposoby montażu obejmują:

• Montaż na dachu skośnym, gdzie moduły fotowoltaiczne są mocowane do krokwi lub do pokrycia dachowego,
• Montaż na dachu, w którym moduły fotowoltaiczne zastępują pokrycie dachowe – jest to tak zwany dach solarny; w tym przypadku nie jest wymagane dodatkowe pokrycie dachu,
• Dachówki fotowoltaiczne, w których ogniwa fotowoltaiczne są już zintegrowane z dachówkami, dzięki czemu system fotowoltaiczny komponuje się wizualnie z domem,
• Montaż na dachu płaskim, gdzie panele fotowoltaiczne są pochylone za pomocą konstrukcji wsporczej. W przypadku montażu paneli PV na dachu płaskim możliwy jest montaż balastowy lub inwazyjny.

Systemy montażowe dla instalacji fotowoltaicznych

W zależności od rodzaju fotowoltaiki (patrz powyżej) i typu dachu, dostępne są różne systemy montażowe dla instalacji fotowoltaicznej.

Systemy montażowe do dachówki

W przypadku typowego domu jednorodzinnego z dachem skośnym, montaż na dachu z zastosowaniem odpowiedniego systemu montażowego jest zazwyczaj najlepszym wyborem. W tym przypadku panele słoneczne są mocowane do krokwi za pomocą haków montażowych i szyn. Aby uniknąć konieczności demontażu paneli fotowoltaicznych w okresie jego eksploatacji, należy upewnić się, że dach jest w dobrym stanie i nie będzie wymagał wymiany w ciągu najbliższych przynajmniej 20 lat.

Panele fotowoltaiczne są zwykle instalowane na dachu w pozycji pionowej. Możliwy jest również poziomy montaż modułów, na przykład w celu zminimalizowania strat związanych z zacienieniem lub lepszego wykorzystania dostępnej powierzchni dachu.

Haki montażowe

Haki montażowe są stosowane m. in. przy instalacji paneli fotowoltaicznych na dachach pokrytych dachówką. Ich zadaniem jest połączenie szyn montażowych, na których mocowane są moduły fotowoltaiczne, z krokwiami.

Szyny montażowe

Szyny montażowe służą jako podparcie dla modułów fotowoltaicznych. Aby zapewnić bezpieczne zamocowanie paneli PV, są one mocowane do szyn za pomocą klem. Jeśli panele fotowoltaiczne są montowane w pionie, zwykle potrzebne są tylko dwie poziome szyny na rząd modułów PV. W przypadku montażu poziomego modułów, szyny montuje się poziomo lub pionowo – w tym drugim przypadku montaż może być tańszy, ze względu na mniejszą ilość potrzebnych szyn pionowych niż poziomych.

Klemy

Klema mocuje moduły solarne do szyn montażowych; jeden moduł jest mocowany za pomocą czterech klem. Tak zwane klemy końcowe są używane na końcu szeregu modułów PV; klemy środkowe są używane pomiędzy modułami, aby je połączyć.

Systemy montażowe do dachów pokrytych blachą

Jeśli dach jest pokryty blachodachówką, zamiast haków dachowych stosuje się tzw. śruby dwugwintowe. Przewiercają się one przez blachę, a następnie są wkręcane w krokwie, podobnie jak haki do dachówki.

Systemy montażowe do blachy trapezowej oraz blachy na rąbek, nieco się różnią od systemu do blachodachówki, tym że są mocowane do blachy a nie do krokwi.

Dachy solarne

W przypadku dachu solarnego, system montażowy zastępuje istniejące pokrycie dachowe. W tym celu niektóre dachówki są usuwane, a moduły są montowane bezpośrednio na belkach dachowych. Dzięki temu instalacja fotowoltaiczna wtapia się w pokrycie dachowe, nadając całości estetyczny wygląd.

Dachy solarne są tak samo wodoodporne jak dach pokryty dachówką i są z powodzeniem stosowane od wielu lat. Montaż takiego dachu jest jednak droższy niż klasyczny montaż fotowoltaiki na dachu skośnym, dlatego dachy solarne są rzadko wybierane.

Dachówka fotowoltaiczna

Innym wariantem instalacji fotowoltaicznej jest tak zwana dachówka fotowoltaiczna. W przypadku tego typu instalacji moduły fotowoltaiczne w postaci dachówek są zintegrowane bezpośrednio z dachem. Instalacja fotowoltaiczna zmienia zatem ogólny wygląd domu tylko w minimalnym stopniu, a zachowany zostaje znajomy wygląd dachu. Dachówki fotowoltaiczne mogą być popularną opcją dla budynków zabytkowych, ponieważ klasyczne panele fotowoltaiczne zazwyczaj nie mogą być instalowane w tych miejscach.

Systemy montażowe na dach płaski

Jeśli nachylenie dachu wynosi 10 stopni lub mniej, panele fotowoltaiczne mogą być montowane przy użyciu systemu montażowego do dachu płaskiego. W przypadku tego typu montażu stosuje się konstrukcję wsporczą, aby uzyskać korzystniejszy kąt nachylenia. Chociaż optymalny kierunek paneli fotowoltaicznych to południe pod kątem około 30 stopni, większość paneli solarnych na płaskich dachach jest montowana pod kątem od 10 do 15 stopni. Ogranicza się w ten sposób wpływ porywów wiatru na moduły fotowoltaiczne. Z drugiej strony, utrata wydajności wynikająca z mniejszego konta nachylenia nie jest bardzo duża.

Fotowoltaika na dachach płaskich jest montowana albo w kierunku południowym, albo w układzie wschód-zachód. Panele skierowane na południe uzyskują najwyższą roczną produkcję energii elektrycznej. Natomiast układ wschód-zachód umożliwia produkcję energii bardziej równomiernie w ciągu dnia. Dzięki temu ulega zwiększeniu zużycie własne energii z fotowoltaiki (autokonsumpcja), co jest kluczowym parametrem dla opłacalności fotowoltaiki.

Aby zapobiec przemieszczaniu się modułów fotowoltaicznych na płaskich dachach podczas silnych wiatrów, są one dodatkowo obciążane bloczkami balastowymi. Alternatywnie, można zakotwić system montażowy w dachu, za pomocą tzw. kotwy chemicznej.

Systemy montażowe na gruncie

Montaż na gruncie jest szczególnie popularny w przypadku większych instalacji fotowoltaicznych. Moduły fotowoltaiczne są zwykle rozmieszczone w kilku rzędach i skierowane na południe. Aby zapobiec wzajemnemu zacienianiu się paneli PV, wymagany jest również pewien odstęp między rzędami.

Montaż modułów PV przy dużym obciążeniu wiatrem i śniegiem

Właściciele fotowoltaiki w regionach o dużych porywach wiatru i opadach śniegu często zadają sobie pytanie, czy nadal mogą bezpiecznie zamontować instalację fotowoltaiczną. Zwykle tak jest, ale podczas etapu planowania należy wziąć pod uwagę lokalne warunki wiatrowe oraz śniegowe.

Obciążenie paneli fotowoltaicznych śniegiem

Jeśli na panelach fotowoltaicznych zalega niewielka ilość śniegu, nie stanowi to problemu. Jednak w przypadku większych ilości śniegu, na powierzchni modułu może pojawić się znaczne obciążenie, które może spowodować jego uszkodzenie. W zaśnieżonych regionach moduły fotowoltaiczne mogą zatem wymagać zwiększenia kąta nachylenia, aby ułatwić grawitacyjne zsuwanie się śniegu. W przypadku bardzo dużego obciążenia śniegiem, można ostrożnie odśnieżać panele fotowoltaiczne. Dobrze, jeśli dach jest wyposażony w pomost przy kalenicy po którym można się poruszać.

Obciążenie paneli fotowoltaicznych wiatrem

Silne wiatry są szczególnie niebezpieczne dla paneli fotowoltaicznych zamontowanych na dachach płaskich, ponieważ wiatr wywiera siłę na panele fotowoltaiczne i może je przesuwać lub nawet podnosić. W przypadku instalacji PV na dachach płaskich w regionach o dużym obciążeniu wiatrem, system montażowy powinien być zatem silniej dociążony balastem.

W przypadku montażu paneli PV na dachach skośnych, wiatr wywiera mniejszy wpływ. Niemniej jednak, lokalne warunki wiatrowe powinny być zawsze brane pod uwagę przy planowaniu systemu (np. poprzez zachowanie odpowiednich odległości od krawędzi dachu, gdzie porywy są najsilniejsze).

Proces montażu instalacji fotowoltaicznej

Aby móc sobie wyobrazić jak odbywa się montaż instalacji fotowoltaicznej, poniżej przedstawiamy bardziej szczegółowo wszystkie niezbędne kroki od dostawy komponentów do uruchomienia instalacji fotowoltaicznej.

Krok 1 – Dostawa materiałów

Przed instalacją komponenty systemu fotowoltaicznego są na ogół dostarczane do domu. Obejmują one moduły fotowoltaiczne, system montażowy, falownik i, w razie potrzeby, magazyn energii.

Krok 2 – Montaż modułów fotowoltaicznych na dachu

W dniu instalacji odbywa się montaż paneli fotowoltaicznych.

Montaż haków dachowych

W miejscu, w którym ma zostać zamocowany hak systemu montażowego, należy odsunąć dachówki. Następnie hak jest wkładany i przykręcany do krokwi. Następnie dachówki są ponownie wsuwane na swoje miejsce.

Montaż szyn montażowych

Po zamocowaniu haków, przykręca się do nich szyny montażowe. Służą one jako podparcie dla modułów fotowoltaicznych.

Układanie modułów PV

W ostatnim etapie montażu paneli fotowoltaicznych na dachu, są one umieszczane na szynach montażowych. Aby zapobiec przesuwaniu się modułów, są mocowane do szyn za pomocą klem. Każdy moduł jest mocowany za pomocą czterech klem. Klemy końcowe są montowane na ostatnim i pierwszym module w rzędzie modułów. Klemy środkowe są montowane pomiędzy modułami w celu przymocowania ich do szyn i połączenia ze sobą.

Instalacja elektryczna

Równolegle z montażem paneli fotowoltaicznych odbywa się montaż części elektrycznej. Do montażu wymagany jest dostęp do rozdzielnicy (skrzynki elektrycznej). Ponadto, dobrze jest, jeśli jest połączenie z internetem w celu skonfigurowania falownika oraz, ewentualnie magazynu energii. Po uruchomieniu instalacji fotowoltaicznej warto korzystać z monitoringu, aby śledzić produkcję energii.

Wymiana licznika i podłączenie do sieci

Po zakończeniu montażu operator sieci powinien wymienić licznik na dwukierunkowy, lub przeprogramować istniejący w taki sposób, aby rejestrował przepływ prądu w obu kierunkach. Harmonogram wymiany licznika leży w gestii operatora sieci, natomiast ustawowo czas na wymianę licznika wynosi do 30 dni.