Różne położenie modułów PV

Błędy wykonania instalacji fotowoltaicznych na budynkach

Błędy wykonania instalacji fotowoltaicznych na dachach budynków wpływają zarówno na osiągane uzyski, ale w najgorszym przypadku mogą doprowadzić nawet do pożaru instalacji fotowoltaicznej oraz obiektu na którym się znajduje.

Podczas planowania rozmieszczenia instalacji fotowoltaicznej musimy zwrócić uwagę na szereg elementów, które mogą stanowić ograniczenia możliwości wykonania instalacji fotowoltaicznej. W takich przypadkach warto rozważyć alternatywne opcje wykonania instalacji fotowoltaicznej, w szczególności można spróbować wykonać instalację  gruntową.

Najczęstsze błędy i ograniczenia wykonania instalacji fotowoltaicznej na dachach budynków obejmują:

  1. Chwilowe zacienie modułów fotowoltaicznych powodowane przez daszki, kominy lub inne elementy występujące na dachu budynku powodują czasowe ograniczenie wydajności całego stringu  modułów (rozwiązaniem może być podłączenie do zacienionych modułów optymalizatorów TIGO).

Chwilowe zacienienie

2. Trwałe zacienienie instalacji fotowoltaicznej powstaje w przypadku, gdy występują przed nią obiekty takie jak budynki, drzewa od strony południowej, stanowiąc barierę dopływu promieni słonecznych.  Rozwiązaniem może być usunięcie tych obiektów (np. drzew) lub zmiana lokalizacja instalacji fotowoltaicznej.

Trwałe zacienienie instalacji PV

3. Podłączenie dwóch lub większej liczby stringów modułów do jednego trakera falownika, które rozmieszczone są na dwóch różnych połaciach dachowych będzie wpływało na osiąganie trwałego spadku wydajności instalacji fotowoltaicznej. Rozwiązaniem może być  podłączenie dwóch części instalacji fotowoltaicznhych rozmieszczonych na dwóch różnych połaciach dachowych  do dwóch różnych trakerów (falownik musi posiadać dwa niezależne trakery MPP).

Instalacja PV na różnych dachach

4. Jeśli występuje konieczność podłączenia modułów fotowoltaicznych nachylonych pod różnym kątem, wtedy musimy połączyć ze sobą w stringi tylko te moduły, które znajdują się pod tym samym kątem (jeśli w instalacji fotowoltaicznej występują moduły nachylone pod dwoma kątami, to musimy je podłączyć do dwóch trakerów MPP).

Dwa kąty nachylenia modułów PV

5. W przypadku budynków posiadających dachy kopertowe, musimy zwrócić uwagę na kąt nachylenia i azymut poszczególnych części instalacji fotowoltaicznej. Do pojedynczych trakerów MPP falownika mogą być podłączone tylko i wyłącznie stringi modułów, nachylone pod tym samym kątem i skierowane w tym samym kierunku (posiadające ten sam azymut). W takim przypadku może wystąpić konieczność zastosowania większej liczby falowników, z uwagi na ograniczenia w ilości trakerów MPP.

Instalacja PV na dachu kopertowym

6. Pojedynczy moduł fotowoltaiczny posiada napięcie DC obwodu otwartego wynoszące około 30V. Zwykle inwerter posiada ograniczenie wartości napięcia DC, które może być podłączone do pojedynczego stringu (zwykle przy falownikach jednofazowych wynosi ok. 600 V, a przy trójfazowych około 1000 V). Łącząc szeregowo moduły fotowoltaiczne do pojedynczego string falownika  musimy dobrać ilość modułów w stringu w ten sposób, aby nie nastąpiło uszkodzenie falownika w różnych porach roku, w szczególności w okresie zimowym, kiedy napięcia na modułach osiągają najwyższą wartość).

Organicznie liczby modułów PV

Jednocześnie warto wziąć pod uwagę fakt, że o ile najczęściej moduły fotowoltaiczne montowane są na dachach w pionie, to jeśli tylko występują różne ograniczenia, zawsze możemy dodać dodatkowe moduły fotowoltaiczne rozmieszczone w poziomie (jeśli tylko będą rozmieszczone pod takim samym kątem jak moduły zorientowane pionowo).

Dodatkowo warto poprosić wykonawcę  instalacji fotowoltaicznej o to aby przedstawił nam szczegółowy projekt jej wykonania, w tym dokumentację zawierającą obliczenia konfiguracji modułów (obliczenia takie można wykonać za pomocą różnych aplikacji wpierających projektowanie instalacji fotowoltaicznych, część z nich jest bezpłatnie udostępniana przez firmy sprzedające rożne wyposażenie instalacji fotowoltaicznych).

Błędy dachowe - różne nachylenie
Błędy dachowe – różne nachylenie

Gdy dach budynku posiada dużą liczbę daszków, nachylonych pod różnymi kontami, wtedy mam bardzo duże ograniczenia jeśli chodzi o możliwości stosowania falowników stringowych. W takim przypadku albo decydujemy się na zastosowanie mikroinwerterów, albo w przypadku łączenia modułów nachylonych pod różnymi kątmi w jeden string zastosujemy optyalizatory.

Instalacja dachowa - błędy wykonania\
Instalacja dachowa – błędy wykonania\

Montując instalację fotowoltaiczną na ścianie budynku musimy się liczyć z dużymi stratami jeśli chodzi o osiągane uzyski. Jeśli już klient zdecyduje się na takie rozwiązanie to najlepiej zamontować instalację na ścianie południowej.

Instalacje dachowe- błędy wykonania
Instalacje dachowe- błędy wykonania

Otoczenie budynku na którym planujemy zamontowanie instalacji fotowoltaicznej ma olbrzymi znaczenie jeśli chodzi o osiągane uzyski – w szczególności powodujące występowanie okresowego zacienienia. Drzewa przesłaniające promieniowanie słoneczne są w stanie ograniczyć uzyski nawet o ponad 30 %.

Błędy instalacji dachowych

W przypadku konstrukcji balastowych musimy przeprowadzić obliczenia obciążalności dachu, ponieważ instalacja fotowoltaiczna może wnosić dodatkowe obciążenie na poziomie osiągającym 100 kg/m2. Może to być niebezpieczne dla dachu budynku i w konsekwencji może prowadzić do wystąpienia katastrofy budowlanej.

Błędy instalacji dachowych

Jeśli dach ma nachylenie nie mniejsze niż 10 stopni, to nie ma sensu zakładać dodatkowych konstrukcji wsporczych, które będą wymagały wprowadzenia dodatkowych zmian konstrukcji dachu i ewentualnie stanowią bardzo duże zagrożenie dla konstrukcji budynku. Zdecydowanie lepiej jest zwiększyć liczbę montowanych paneli, zamiast stosować optymalizację wydajności instalacji fotowoltaicznej za pomocą kąta nachylenia.

Można również sprawdzić stratę uzysków instalacji fotowoltaicznej w zależności do kąta nachylenia dachu: : Kalkulator uzysków zależnych od kąta nachylenia

Błędy instalacji dachowych

W przypadku instalacji fasadowych musimy stosować moduły fotowoltaiczne specjalnego wykonania, z podwyższoną odpornością na ogień. Moduły takie co prawda nie są zupełnie niepalne, ale są w stanie stanowić czasową barierę dla rozprzestrzeniającego się ognia. Zwykle moduły fasadowe wykonane są w technologii szyba-szyba.

Błędy instalacji dachowych

Instalacja odgromowa nie powinna znajdować się zbyt blisko modułów, tak aby cień rzucany na powierzchnię modułu nie powodował powstawanie Hot Spot-ów (miejsc grzania się modułów fotowoltaicznych).

Błędy instalacji dachowych

Między panelami fotowoltaicznymi a powierzchnią dachu powinna zostać zachowana szczelina, pozwalająca na prawidłowe chłodzenie paneli fotowoltaicznych,. W szczególności w sytuacji, gdy pokrycie dachu wykonane jest z materiałów łatwopalnych.

Lokalizacja instalacji PV

Prawidłowe rozmieszczenie paneli fotowoltaicznej zależy od wielu czynników, w szczególności gdy dom otoczony jest drzewami, dach skierowany jest na wschód-zachód. W takim przypadku warto przeprowadzić symulację, może zacząć od małej instalacji (część umieścić na dachu, część na ścianie).

Błędy instalacji fotowoltaicznych

Każdy moduł podłączony w jednym stringu powinien być nachylony pod takim samym kątem oraz powinien być nakierowany na ten sam azymut. Nawet niewielkie różnice nachylenia modułów stringu może mieć wpływ na wartość prądu DC płynącego przez te moduły (straty będą tym większe im większe są różnice kątów nachylenia).