Montaż paneli fotowoltaicznych


Rok 2020 to niezaprzeczalny bum w branży OZE – według danych Instytutu Energetyki Odnawialnej,
Polska znajduje się na czwartym miejscu w Unii Europejskiej pod względem przyrostu nowych mocy
w fotowoltaice z przyrostem rzędu 2,4 GW.
Największy wzrost nowych mocy widzimy w mikroinstalacjach, co oznacza dużą aktywność prosumentów indywidualnych i biznesowych. Powodem może być przyjazny aspekt dla środowiska, ale przede wszystkim fakt niezależności energetycznej, a co za tym idzie redukcję kosztów zakupu energii elektrycznej z sieci nawet do zera. Popularność licznych montaży fotowoltaiki w ostatnim czasie zyskało swoją popularność ze względu na pożądane, ekonomiczne rozwiązanie w ramach gospodarki energetycznej domu.
Czym jest bilansowanie energii? Jakie kroki należy podjąć przed przystąpieniem do montażu? Jakie są wymagania montażowe? Jak chronić instalację fotowoltaiczną? W tym artykule postaramy się wyjaśnić poszczególne etapy związane z montażem paneli fotowoltaicznych.

Fotowoltaika – bilansowanie i magazyn energii

Instalacja fotowoltaiczna aby móc sprawnie działać i produkować energię elektryczną potrzebuje promieni słonecznych. Zawarty w nich nośnik oddziaływań elektrycznych – foton – padając na ogniwo krzemowe wybija elektron, w ten sposób powstaje napięcie elektryczne. Inwerter dostosowuje parametry prądu i dzięki wyższemu napięciu produkowanej energii, prąd ze słońca przejmuje pierwszeństwo, poniekąd “wypiera” prąd z zakładu energetycznego. Dzięki temu to inwestor w pierwszej kolejności korzysta z wyprodukowanej energii z ogniw fotowoltaicznych – określamy to zjawiskiem autokonsumpcji.

Właściciele mikroinstalacji zyskują najwięcej w sytuacji, gdy wyprodukowana energia zużywana jest na bieżąco. Dzięki czemu mogą wykorzystać 100% wyprodukowanej energii. W przypadku niewykorzystania energii, trafia ona do sieci. Wprowadzając nadwyżkę do sieci, gdzie jest magazynowana, prosument, zgodnie z Ustawą o Odnawialnych Źródłach Energii z 2016 roku otrzymuje bilansowanie w systemie opustowym. Oznacza to, że za każde wprowadzone do sieci 100 kWh:

● bezpłatnie odbieramy 80% – dotyczy to instalacji o mocy zainstalowanej do 10 kWp,
● bezpłatnie odbieramy 70%, przypadku gdy wielkość instalacji to od 10 do 50 kWp.

Bilansowanie sprawia, że wyprodukowana nadwyżka energii w miesiącach letnich, wykorzystywana zostaje w miesiącach jesiennych czy zimowych. Prosument ma możliwość skorzystania z wyprodukowanej nadwyżki energii przez 12 miesięcy.

Przygotowania pre-montażowe oraz audyt fotowoltaiczny

Audyt fotowoltaiczny dla inwestorów indywidualnych polega na wstępnych oględzinach miejsca inwestycji, indywidualnej analizie montażowej oraz rozmowie, dzięki czemu ocenia możliwości montażowe, oszacowując zapotrzebowania na prąd, by właściwie dobrać moc instalacji.
Najważniejszymi etapami audytu fotowoltaicznego są:

● wywiad z inwestorem – pozwalający dobrać moc instalacji, na podstawie analizy rachunków za prąd, podsumowujących cały ubiegły rok lub ostatnie miesiące. Dodatkowo z przewidywanym wzrostem zapotrzebowania na energię.
● ocena możliwości montażowych – zawierająca informację m.in. o powierzchni gruntu lub dachu i ewentualnych przeszkodach jak występujące zacienienia, okna dachowe, kominy, czy jaskółki, orientacji połaci dachowych, kąta nachylenia czy rodzaju pokrycia dachowego
● analiza ekonomiczna – na podstawie poprzednich etapów dokonuje się wyceny instalacji wraz z montażem. Dodatkowo z uwzględnieniem wysokości rachunków i potencjalnego wzrostu cen prądu, wykonuje się symulację oszczędności w ciągu 10, 15 i 30 lat. Zgodnie z przepisami prawa energetycznego przyłączenie mikroinstalacji do sieci elektroenergetycznej jest darmowe. Zakład energetyczny pokrywa koszty wymiany licznika. Niestety energia, która zostaje oddawana do sieci skupowana jest po bardzo niskich stawkach (80% średniej ceny energii z poprzedniego roku).

Fotowoltaika – montaż


Montaż instalacji fotowoltaicznej poprzedzony jest wykonaniem dokumentacji projektowej. Powinna uwzględniać informację dotyczącą między innymi:

  • mocy instalacji,
  • ilości energii wyprodukowanej w poszczególnych miesiącach,
  • liczby i sposobu łączenia paneli PV (szeregowo, bądź równolegle),
  • sposobu rozmieszczenia paneli PV,
  • danych technicznych zastosowanych urządzeń i oprzyrządowania instalacji.

W zależności od miejsca umieszczenia instalacji PV – dobierane zostają odpowiednie systemy montażowe. Poszczególne etapy wykonania instalacji są podobne bez względu na jej typ – system montażowy na dachu płaskim
(bez balastu, z balastem i samonośny), gruncie oraz na dachu spadzistym. Najczęściej montujemy fotowoltaikę na dachach spadzistych. Od tego czym pokryty został dach zależne jest dobranie odpowiedniego rodzaju uchwytów. Do najczęściej stosowanych elementów łączenia zalicza się m.in.: uchwyty montażowe z regulacją (blacha trapezowa), haki (dachówka ceramiczna), śruby dwugwintowe (blachodachówka), uchwyty montażowe typu L (papa), a także uchwyty montażowe bez regulacji (dachówka karpiówka).

W każdym z wymienionych przypadków należy pamiętać, aby uziemić wszystkie wszystkie ramy paneli. Uziemienie polega na połączeniu wszystkich paneli poprzez tzw. mostki uziemiające, które następnie należy połączyć do pręta uziomowego. Rezystancja uziomu powinna wynosić mniej niż 10 Ω. W przypadku montażu instalacji fotowoltaicznej na dachu płaskim i skośnym istotne jest, aby zachować pewien margines od krawędzi dachu. W obszarach brzegowych dachu instalacja fotowoltaiczna narażona jest na działanie wiatru. Dlatego też na podstawie wymiarów budynków oblicza się margines, w którym nie powinno się instalować paneli. Podczas projektowania rozkładu paneli należy uwzględnić odstępy między panelami na klemy ( uchwyty mocujące panele) oraz odległości separacyjne między rzędami, które wynoszą minimum 2 cm, dla wszystkich typów instalacji.

Ochrona instalacji fotowoltaicznych

System fotowoltaiczny zamontowany na dachu budynku to pracująca elektrownia, dlatego każda osoba, która może mieć do niej dostęp musi być bezpieczna. Do zabezpieczeń stringów instalacji fotowoltaicznych najczęściej stosuje się bezpieczniki, które w przypadku awarii, przerywają obwód elektryczny. Instalacje fotowoltaiczne montowane na otwartych powierzchniach narażone są na ryzyko uszkodzeń, które powstają na skutek wyładowań atmosferycznych, dlatego aby ochronić instalacje fotowoltaiczne przed skutkami wyładowań atmosferycznych należy je zabezpieczać, wykorzystując rozwiązania ochrony odgromowej. Instalację odgromową należy wykonać w określonym odstępie izolacyjnym od elementów instalacji fotowoltaicznej. W praktyce wygląda to tak, że wystarczy odstęp izolacyjny, który wynosi od 0,5 do 1 m. Falownik należy chronić przed oddziaływaniem impulsów przepięciowych. Zagrożenia te można zminimalizować stosując podstawowe środki ochrony: odgromowej, przeciwprzepięciowej, uziemienia, system wyrównania potencjałów, ekranowanie oraz odpowiednie poprowadzenie przewodów.