Як правильно встановити сонячні панелі

• Під яким кутом встановлюються панелі
• Чому навіть часткове затінення впливає на всю систему
• Основне, що треба знати про каркас
• Що потрібно для професійного монтажу
• Поширені помилки під час встановлення

Розташування сонячних батарей має величезний вплив на те, скільки енергії вони будуть виробляти. Зазвичай їх встановлюють на даху, щоби не займати корисний простір.

Ніхто не забороняє, за бажанням, спорудити прототип промислової електростанції та розмістити на наземній ділянці. Головне, щоби вона не перевищувала максимально допустимі зеленим тарифом 30кВт

В обох випадках необхідно дотримуватися технічних правил та чіткого порядку дій.

Основні рекомендації для монтажу модульних фотопанелей

Насамперед необхідно спроектувати СЕС у найкраще освітленій ділянці. Зазвичай, це південна сторона покрівлі, оскільки в північній півкулі сонце завжди знаходиться з відхиленням на південь.

Далі необхідно розрахувати кут нахилу панелей, щоби промені падали під прямим кутом. Протягом року розташування сонця змінюється, взимку воно південніше, влітку – трохи ближче до зеніту.

Обов’язково прочитайте про те, як інші характеристики впливають на ефективність сонячних батарей.

Якщо конструкція рухлива, кожні 5–6 місяців рекомендується міняти нахил панелей, з наближенням зими – піднімати на 10–15 °, а ближче до літа – опускати.

Якщо конструкція не пристосована до регулювання кута нахилу, краще виставити оптимальне положення на рівні 33–34° відносно землі.

Враховуйте, що виставляти кут нахилу панелей потрібно відносно поверхні землі, а не покрівлі. Якщо дах занадто крутий чи пологий, знадобиться спеціальний каркас, що компенсує нахил. З його допомогою вирівнюється кут.

Чим більше відхилення кута нахилу, тим більші втрати. Цю залежність можна прослідкувати в таблиці втрат ККД:

У разі незначного відхилення кута нахилу (до 5°) втрати ККД – незначні, і така похибка цілком допускається.

На умови розташування панелей часто впливають географічні особливості місцевості, висота над рівнем моря, ландшафт тощо. Розраховувати оптимальне місце розташування потрібно, відштовхуючись від цих умов.

Як затінення однієї ділянки впливає на всю систему

Під час планування подбайте про те, щоби поблизу з сонячної сторони не було високих дерев, стовпів чи будівель. У певний час доби вони будуть кидати тінь на фотомодулі, що вплине на всю систему.

У випадку затінення одного з блоків знижується напруга в системі, через це сонячний інвертор отримує меншу кількість електроенергії. Для вирішення цією проблеми використовуються MPPT-трекери, вони автоматично змінюють струмові характеристики затіненої ділянки, щоби зменшити втрати.

Наприклад, якщо на вашому даху розташовані два блоки, й один із них менш освітлений, то варто підключити їх до окремих трекерів. Незалежні один від одного блоки будуть працювати в індивідуальному режимі, а MPPT трекер забезпечить максимальну ефективність.

Гірше цього часткове затінення однієї чи кількох панелей. У такому випадку MPPT трекер знизить вхідну напругу на інверторі, через що можуть зрости втрати виробленої електрики. Блок, підключений до одного MPPT трекеру, має освітлюватися рівномірно.

Рівень затінення також впливає. Якщо фотоелемент опиняється в тіні, він перестає працювати, а частково затінений – буде виробляти електроенергію пропорційно рівню затіненості.

В інверторах середньоцінового сегменту може бути функція детекції пошкоджених ділянок батарей. Наприклад, якщо раптом один із фотоелементів перестане працювати, на корпусі інвертора вмикається світловий сигнал. Так можна відразу дізнатися про аварію, щоби якомога швидше її усунути.

Якщо затінення не уникнути, сплануйте каркас так, щоби досягти рівномірного освітлення. Це потрібно робити з огляду на розміри місця розташування та технічні умови.

Яким повинен бути каркас для сонячної електростанції

Сонячна панель – доволі важка. Стандартна фотопанель на 275Вт важить понад 18кг. СЕС на 10кВт буде складатися 36 таких модулів, отже, загальна вага конструкції буде біля 655кг.

Щоби витримати таку вагу на даху, потрібна міцна та водночас легка конструкція. Зазвичай каркас виготовляється з алюмінієвих профілів. Самі модулі фіксуються металевими скобами через монтажні отвори. Через них на всю конструкцію виводиться заземлення.

Через те, що така конструкція не має опор і кріпиться безпосередньо до балок та покрівлі, вага розподіляється рівномірно. Це стійкіший та надійніший варіант, ніж наземний каркас, що має витримувати ще й вітрові навантаження.

Каркаси для наземного розташування виготовляються з дерева, або може бути комбінована дерев’яно-металева конструкція. У підсумку виходить дешевий, але недовговічний варіант, через вразливість деревини до вогкості. Такий каркас встановлюється на опорах з оцинкованої сталі або на алюмінієвих трубах, вкопаних у землю чи капітально залитих у бетон.

Головне: висота від землі до панелей має перевищувати 1м, щоби взимку не замітало снігом.

Для більшої стійкості конструкція проектується в довжину. Висота, як правило, обмежується двома чи трьома модулями.

Ще один тип каркасу – товстостінна опора із сонячним трекером. Вона розрахована на те, щоби витримувати велику вагу, але зазвичай на неї встановлюють не більше 6–8 модулів.

Особливості професійного монтажу панелей

Зазвичай монтаж сонячних батарей виконують фахівці з досвідом і практичними навичками. Середня вартість таких послуг в Україні 200$ за 1м², проте вона цілком виправдана складністю і тривалістю, оскільки монтаж включає цілий комплекс робіт:

1. Насамперед здійснюється точне визначення розташування. Фахівці визначають географічні координати будинку, вивчають планування даху і вводять ці дані в програму, що розраховує, на яку ділянку падає найбільше світла. Це промислова платна технологія і вона недоступна звичайному монтажнику;
2. На основі отриманих даних інженер створює схеми та креслення для проекту;
3. Згідно з проектом замовляється індивідуальний каркас з оптимальним нахилом, габаритами, формою, кріпленнями тощо;
4. Після виготовлення, на дах встановлюються металеві балки, на них вішаються, а потім підключаються фотоелементи;
5. Проводиться пробний запуск і тестування електростанції;
6. Надається юридична підтримка та супровід для підключення зеленого тарифу.

На терміни монтажу впливає складність конструкції, планування даху, габарити та інші чинники вибору панелей. Весь процес разом із проектуванням, виготовленням збірного каркасу та монтажем може займати від кількох тижнів до кількох місяців, залежно від розмірів та складності проекту. У будь-якому випадку це швидше та якісніше, ніж самостійне підключення.

Зазвичай компанії, що продають панелі, можуть надавати послуги монтажу (або включають їх у вартість). Це гарантує якість виконання робіт, оскільки компанія бере на себе всю відповідальність.

У разі відсутності знань та необхідних професійних навичок, краще не ризикувати обладнанням.

Істина про монтаж «власними руками»

З технічної точки зору ніхто не забороняє самостійно встановити металеві балки, повісити на них і підключити батареї. Для цього не потрібна ліцензія чи спеціальний допуск. Проте, є висока ймовірність допущення помилки під час підключення, оскільки фотоелектричні модулі виготовляються з чутливих напівпровідникових елементів.

У разі неправильного з’єднання одного з кабелів електростанція не працюватиме, у гіршому випадку що-небудь зламається. Оскільки це не гарантійний випадок, повернути витрачені кошти вже не вийде.

Щоби зібрати каркас і повісити на нього пару десятків панелей навіть досвідченим фахівцям потрібно 2–3 дні. На самостійний монтаж явно піде більше часу, ніж витратить бригада монтажників, що збирає соту електростанцію. А це втрачений час і не вироблені кіловати.

Важким панелям потрібен стійкий каркас, виготовлений за кресленнями та змонтований досвідченими монтажниками. Якщо він буде недостатньо міцним, то зламається через сильний вітер або під вагою залежаного снігу. Особливо це актуально для наземного розташування, де з тильного боку можуть дути сильні вітри, створюючи ефект вітрила, або можуть накопичуватися снігові намети.

Та й сама установка вимагає обережності. Випадковий удар чи падіння панелі може знизити початкову продуктивність або зовсім виведе з ладу.

У результаті, ефективність сонячних панелей явно буде не тією, якою могла б бути, бо розрахунки нахилу та оптимального географічного напрямку будуть не точними… а скоріше «на око».

Через це буде вироблятися менше електроенергії, а значить окупність системи буде досягнута пізніше. Втрати можуть скласти до 30%, а це біля 300–400кВт⋅год на рік із кожного кіловата потужності системи. Ви можете втратити набагато більше, ніж вартість монтажу. З огляду на середній термін експлуатації – 25 років, не варто заощаджувати на послугах фахівців, адже ці витрати повністю виправдані.