Kompletný sprievodca: Výber pozemných konštrukcií pre fotovoltaické panely - všetko, čo potrebujete vedieť

Ako vybrať konštrukciu pre fotovoltické moduly? Dobre zvolená FV konštrukcia vyvažuje náklady, výkon a životnosť.

V tomto sprievodcovi sa zameriame na:

• Výber výkonu fotovoltickej inštalácie,
• Optimálny sklon FV konštrukcie,
• Rôzne konfigurácie FV konštrukcií,
• Výber kotvenia konštrukcie k zemi,
• Výber materiálu konštrukcie,
• Posúdenie kvality konštrukcie.

Pozrite si: dostupné varianty pozemných fotovoltických konštrukcií

Tento článok sa nezaoberá trackermi (systémami so sledovaním slnka), inštaláciami v usporiadaní východ–západ ani vertikálne inštalovanými modulmi pre agrofotovoltiku.

Začnime diskusiou o vašich potrebách.

Výber výkonu fotovoltickej inštalácie

Správny výber výkonu inštalácie otvára značné možnosti. Mnohí robia chybu, že volia výkon podľa ľubovoľných pravidiel, napríklad 1 kWp na 1000 kWh ročnej spotreby. Nemajte prílišné obavy z možných strát spôsobených „predimenzovaním“ inštalácie.

Vo väčšine európskych krajín a pre všetky systémy vyúčtovania (okrem net meteringu) platí, že čím vyšší výkon FV, tým lepšie. Pri ročnej spotrebe 40000 kWh je rozumná inštalácia s výkonom 30, 40, 50, 60 alebo dokonca 70 kWp. Prečo?

• Väčšia inštalácia znižuje cenu za kWp.
• Moduly za 25 rokov stratia približne 10 % výkonu.
• Rozšírenie existujúcej inštalácie je nákladné.
• Pre všetky modely vyúčtovania (okrem net meteringu) prinášajú ročné prebytky energie finančný prínos.
• Moduly sa znečisťujú, čo znižuje účinnosť. Je výhodnejšie pridať moduly než ich často čistiť. Čistenie raz za päť rokov je zvyčajne postačujúce.
• Len máloktorý povie „mám príliš veľa FV“; mnohí hovoria „mal som nainštalovať viac FV“.
• Spotreba energie rastie. Výstavba mierne „predimenzovaných“ inštalácií pripravuje na budúci dopyt.

Zvoľte čo najvyšší výkon s ohľadom na:

• rozpočet
• dostupný priestor
• kapacitu prípojky

Matematicky presná optimalizácia presahuje rámec tohto článku, ale prekonanie mýtu o „predimenzovanej FV“ je dôležité. Ponechanie prázdnych miest na konštrukcii nie je nákladovo efektívne.

Sklon fotovoltických modulov pri menších inštaláciách

Pri inštaláciách do 50 kWp je možné usporiadanie v jednom rade, ktoré zamedzuje zatieneniu jedného radu druhým. Výber optimálneho sklonu je preto jednoduchý.

Optimálny sklon závisí od zemepisnej šírky a miestnych poveternostných podmienok. V Európe štúdie využívajúce satelitné údaje naznačujú rozsah 20°–50°:

Optimálne uhly sklonu FV modulov podľa dvoch súborov údajov. Vľavo: PV-GIS, vpravo: ECEM. Zdroj: Yves-Marie Saint-Drenan, An approach for the estimation of the aggregated photovoltaic power generated in several European countries from meteorological data, ResearchGate.

Príklady optimálnych uhlov sklonu:

• Gdańsk – 36°
• Sicília – 33°
• Edinburgh – 40°

Sklon FV modulov a rozostupy radov pri väčších inštaláciách

Väčšie inštalácie (zvyčajne >50 kWp) vyžadujú viac radov. Rady vrhajú tiene a musia mať primerané rozostupy. Väčší sklon zvyšuje vzdialenosť, čo ovplyvňuje využitie pozemku. Optimalizácia tieto faktory vyvažuje.

Na optimalizáciu využitia pozemku a minimalizáciu strát zatienením:

• Mierne znížte sklon modulov. Ročná výroba je ovplyvnená len okrajovo, zatiaľ čo rozostup radov sa zmenšuje.

Zdroj: Bogusław Szymański, „Fotovoltické inštalácie“

Uhly sklonu nad 25° znižujú efektívnosť využitia priestoru bez výrazného nárastu výroby. Pre Francúzsko, Nemecko a Poľsko sa odporúčajú uhly <25°.

Príklad: FV farma s výkonom 10,4 MW v Estónsku ukazuje nízke sklony a veľké rozostupy radov:

Výpočet vzdialenosti medzi modulmi

Výpočty vzdialenosti majú za cieľ zamedziť zatieneniu na poludnie 22. decembra (zimný slnovrat):

β – uhol sklonu modulu

α – uhol dopadu slnečných lúčov v najmenej slnečných dňoch

• α = 90° − zemepisná šírka − 23.45°

d – výška stĺpca modulov

x – vzdialenosť od konca jedného radu k začiatku ďalšieho

• x = sin(β) × d / tg(α)

y – vzdialenosť medzi radmi

• y = d × sin(180° − β − α) / sin(α)

Menší rozostup radov zlepšuje využitie pozemku, ale prináša drobné straty výroby. Existujú technológie, ktoré tieto straty znižujú.

Orientácia a typ modulov

FV moduly sú rozdelené na sekcie pomocou bypass diód. Hlboké zatienenie vyradí postihnutú sekciu z prevádzky, aby sa chránili články. Polovičné moduly (half-cut) znižujú straty zatienením a hodia sa pre zvislú aj vodorovnú montáž.

Rozmery panelov

Väčšie moduly zvyčajne znižujú náklady inštalácie na kWp. Voľte overených výrobcov z hľadiska životnosti a kompatibility s výkonovými parametrami striedača.

Materiál konštrukcie

Hliník sa bežne používa pri pozemných konštrukciách. Jeho výhody:

• Nízka hmotnosť, nízke nároky na údržbu, odolnosť proti korózii.
• Trvanlivosť a dlhá životnosť.
• Možno ho eloxovať alebo lakovať z estetických dôvodov.

Oceľ sa používa pri väčších a viac zaťažených konštrukciách. Naše štandardné súpravy Solar KIT T1V a N2V sú vyrobené z ocele s povlakom Magnelis® (zinok-hliník-horčík) a nerezovým spojovacím materiálom, so zárukou na povlak až 25 rokov podľa prostredia.

Kotvenie a základy

Metódy zahŕňajú:

• Betónové piliere
• Zarážané piloty
• Zemné skrutky
• Hybridné riešenia

Výber závisí od typu pôdy, zaťaženia prostredím (sneh, vietor) a veľkosti inštalácie. Stĺpiky našich štandardných súprav sa betónujú: podľa pokynov projektanta sú nohy zapustené 1,40 m pod úroveň terénu a v hornej časti zabetónované do hĺbky asi 0,80 m. Zemné skrutky sa pri štandardných súpravách nepredpokladajú. Konštrukcie vyrábané na zákazku sú najčastejšie na zarážaných pilótoch, ale môžu byť aj zabetónované alebo umiestnené na betónových pätkách.

Posúdenie kvality

Vyberajte dodávateľov s overenými výrobkami. Skontrolujte:

• Certifikáciu (napr. EN 1090, TÜV, ISO)
• Záruku
• Montážne návody a inžiniersku podporu

Pri našich štandardných súpravách sú technické výkresy pre 25°, 30° a 35°, montážne návody, certifikáty, vyhlásenie o parametroch, záručné podmienky a pokyny k základom k dispozícii v sekcii na stiahnutie na stránke každého produktu – môžete si ich overiť ešte pred nákupom.

Štandardné súpravy, alebo konštrukcia na zákazku?

Štandardné súpravy Solar KIT T1V a N2V pokrývajú inštalácie od 2 do 16 panelov na výšku s rozmermi až 2280 × 1140 mm (rám 30–40 mm), so sklonom 25°, 30° alebo 35° a tromi triedami pevnosti: Light (vietor do 22 m/s, sneh 1,2 kN/m²), Strong (26 m/s, 1,6 kN/m²) a Ultra Strong (28 m/s, 1,6 kN/m²). Väčšie panely, orientácia na šírku, iné uhly sklonu, zvýšené konštrukcie, vyššie zaťaženia a fotovoltické farmy vyžadujú konštrukciu vyrobenú na zákazku pre konkrétnu lokalitu.

Dobre zvolená konštrukcia zabezpečuje nákladovú efektívnosť, bezpečnosť a maximálny energetický zisk. Prečítajte si aj: Pozemné FV systémy: Ako vybrať správnu konštrukciu.