Dynamiczny rozwój rynku fotowoltaicznego spowodował wzrost zainteresowania tematyką montażu instalacji PV. Z roku na rok przybywa firm wykonawczych, które podejmują się realizacji takich prac. Niestety, często występujące ograniczenie nakładów finansowych, ale też brak doświadczenia czy pośpiech wpływają na jakość wykonania instalacji fotowoltaicznej. Dlatego w artykule przypomnę najważniejsze zasady, które powinien znać każdy instalator modułów PV oraz inwestor decydujący się na wybór firmy wykonawczej.

Znajomość podstawowych reguł realizacji inwestycji polegającej na montażu mikroinstalacji fotowoltaicznej na dachu budynku to oczywiście zaledwie pierwszy krok do sukcesu, ale – jak wynika z obserwacji naszego rynku – niewątpliwie pozwoli zapobiec wielu typowym błędom wykonawczym. O czym zatem należy bezwzględnie pamiętać?

Odpowiednie rozplanowanie rozmieszczenia paneli, analiza miejsc, w których może występować częściowe zacienienie, oraz podjęcie decyzji, czy moduły będą zamontowane w poziomie, czy w pionie – to wszystko pozwoli wyeliminować błędy związane z montażem instalacji.

! Przeprowadzenie wizji lokalnej jest niezbędne do wykonania poprawnej dokumentacji projektowej.

Unikanie miejsc występowania zacienienia
Zacienienie modułów fotowoltaicznych nie tylko obniża uzysk energii z tych modułów, ale także ma wpływ na pracę całego szeregu paneli PV. Ważną kwestią jest zatem, aby zamontować odpowiednią liczbę paneli – zarówno przy uwzględnieniu zapotrzebowania na energię elektryczną, jak i położenia całej instalacji fotowoltaicznej względem innych konstrukcji dachowych czy drzew, które mogą powodować okresowe zacienienie. Zwrócenie uwagi na ten aspekt pozwoli zapobiec późniejszej modernizacji instalacji w trakcie jej użytkowania.

Dobór zestawów montażowych
Instalacja fotowoltaiczna (panele PV) powinna efektywnie pracować przez co najmniej 20-25 lat. Dlatego istotne jest, aby elementy montażowe użyte podczas instalacji modułów PV charakteryzowały się równie długą żywotnością i porównywalną jakością.

Ważną kwestią jest również szybki i bezpieczny montaż paneli. Zapewni go użycie odpowiednich, systemowych elementów mocujących. Należy np. zwrócić uwagę na dobór takich elementów jak śruby dwugwintowe, nasadki do montażu szyn czy zaciski – czy mają odpowiednią długość i wytrzymałość, które gwarantują stabilność konstrukcji przy zmiennych warunkach atmosferycznych.

! Komponenty zestawu montażowego powinny mieć certyfikat do zastosowania w instalacjach fotowoltaicznych.

Montaż pod odpowiednim kątem
Najwyższą sprawność instalacji PV możemy uzyskać, gdy moduły będą absorbowały jak najwięcej promieni słonecznych. Najbardziej korzystnym rozwiązaniem jest montaż paneli w kierunku południowym pod kątem 30-40° do poziomu. Każda odchyłka od tej wartości będzie zaniżała efektywność produkcji energii elektrycznej.

Poprawnie zamontowany hak
W przypadku montażu instalacji na dachu pokrytym dachówką, należy uwzględnić odstęp separacyjny pomiędzy dachem a hakiem, który nawet przy zmiennych warunkach pogodowych nie pozwoli na naruszenie konstrukcji dachu. Niedopuszczalne jest, aby hak dachowy był zamontowany w taki sposób, że powoduje uciskanie dachówki. Nacisk na dachówkę może doprowadzić do jej pęknięcia, a w konsekwencji przeciekania dachu. Górną dachówkę, która przykryje hak, należy wyszlifować, aby do minimum ograniczyć kontakt pomiędzy hakiem a dachówkami.

Rozplanowanie długości i połączenia szyn
Kolejną ważną regułą montażu paneli fotowoltaicznych jest takie zaplanowanie połączeń szyn, aby nie znajdowały się one pomiędzy modułami PV. Montaż w tym miejscu klemy nie zapewni prawidłowego podtrzymania modułu. Należy także pamiętać, że zacisk końcowy nie powinien znajdować się bliżej niż 2,5 cm od końca szyny.

Podczas montażu szyn należy odpowiednio obliczyć odległości między kolejnymi szynami, tak aby miejsce podparcia modułów było optymalne.

Przewody elektryczne
Montaż instalacji PV odbywa się pod napięciem, dlatego też podczas łączenia przewodów elektrycznych należy pamiętać, aby obwód prądu stałego był otwarty. Ponadto, ponieważ przewody w instalacji PV są narażone na działanie wielu czynników zewnętrznych, które będą wpływać na ich pracę, kabel solarny powinien być odporny na działanie promieniowania UV oraz wysokiej temperatury. Kolejne istotne zasady są następujące:

• do montażu przewodów elektryczny należy używać profesjonalnych narzędzi dedykowanych do kabli solarnych z gniazdem MC4;
• przewody łączące kolejne moduły PV nie mogą znajdować się bezpośrednio na dachu – należy przymocować je do szyn montażowych np. za pomocą opasek zaciskowych;
• kable te muszą być również prowadzone w taki sposób, aby nie tworzyć pętli przewodów, w których może wystąpić indukcja napięcia; dlatego też przewód dodatni powinno się prowadzić razem z przewodem ujemnym;
• w przypadku połączeń przewodów pomiędzy łańcuchami fotowoltaicznymi należy je prowadzić w specjalnych rurach osłonowych odpornych na działanie promieniowania UV.

Ważnym aspektem jest także dobór odpowiedniego przekroju przewodu. Poniższa zależność pozwoli na obliczenie minimalnego przekroju:

gdzie:
A – szukany przekrój przewodu [mm²],
P – moc obwodu [W],
l – sumaryczna długość obwodu [m],
U – napięcie obwodu [V],
k – przewodność właściwa: dla miedzi 56, dla aluminium 34 [m/(ohm · mm²)],
0,01 – dopuszczalna strata na przewodach na poziomie 1% (0,01).

Ochrona odgromowa
Instalacja PV powinna zostać zabezpieczona przed możliwymi skutkami wyładowań atmosferycznych. Jeżeli montujemy instalację na dachu, który nie ma instalacji odgromowej, to oczywiście nie ma konieczności budowania takiej instalacji z powodu montażu modułów PV. Jednak, gdy instalacja odgromowa będzie wykonywana, ważne jest, aby obejmowała ona cały budynek, a nie tylko instalację fotowoltaiczną.

! Jeśli budynek, na którym montujemy panele PV, jest już wyposażony w instalację odgromową, to należy pamiętać o zachowaniu odpowiednich odstępów izolacyjnych pomiędzy elementami instalacji odgromowej a elementami instalacji fotowoltaicznej. Zabezpieczają one instalację PV przez ewentualnymi łukami elektrycznymi od zwodów poziomych i pionowych instalacji odgromowej.

Odstęp izolacyjny wyznacza się na podstawie wzoru:

gdzie:
S – minimalny odstęp izolacyjny,
k_i – współczynnik uzależniony od klasy ochrony LPS,
k_m – współczynnik uzależniony od materiału odstępu izolacyjnego,
k_c – współczynnik uzależniony od rozpływu prądu w przewodach,
l – długość [m] mierzona wzdłuż zwodu, w którym jest rozpatrywany odstęp izolacyjny, do punktu najbliższego połączenia wyrównawczego.

Zachowanie estetyki
Montaż instalacji PV musi odbywać się z dużą starannością i skrupulatnością. Instalacja fotowoltaiczna ma za zadanie nie tylko produkować energię elektryczną, ale powinna także mieć walory estetyczne, aby mogła być wizytówką każdej firmy instalacyjnej.

Podsumowując, montaż instalacji fotowoltaicznej wymaga specjalistycznej wiedzy, a także precyzyjnego wykonania. Istotny jest również dobór odpowiednich komponentów montażowych i unikanie pośpiechu, aby ograniczyć błędy montażowe do minimum. Na każdym etapie realizacji takiej inwestycji należy zwrócić uwagę na wiele czynników, które w konsekwencji pozwolą na poprawną i bezawaryjną pracę całej instalacji.

Artykuł stanowi szóstą część wznowionego na łamach „Polskiego Instalatora” cyklu „Warsztaty instalatora OZE” w zakresie instalacji fotowoltaicznych, szczególnie mikro- i małych instalacji. Korzystając z wiedzy ekspertów z działu Wsparcia Technicznego i Szkoleń firmy Viessmann, przygotowujemy kolejne odcinki tego cyklu. Znajdzie się w nich wiele cennych i praktycznych wskazówek dla wykonawców, które zarazem mogą służyć jako argumenty w rozmowach z inwestorami.