Konstrukcja fotowoltaiczna a rodzaj modułów

KONSTRUKCJE GRUNTOWE DLA FOTOWOLTAIKI

SZYTE NA MIARĘ POTRZEB TWOJEGO BIZNESU

Konstrukcja fotowoltaiczna a rodzaj modułów – dlaczego panel determinuje projekt stelaża?

Inwestorzy często traktują wybór paneli i konstrukcji jako dwie osobne decyzje. Najpierw zamawiają moduły, potem szukają stelaża, który „jakoś je utrzyma”. To odwrotna kolejność niż powinna być. W rzeczywistości typ modułu determinuje projekt stelaża – jego rozstaw, geometrię, sposób mocowania, a nawet gatunek stali. Jako producent konstrukcji fotowoltaicznych ze Stenerg widzimy to codziennie: projekt, który sprawdził się przy jednym modelu paneli, przy innym wymaga zupełnie innych rozwiązań. W tym artykule wyjaśniamy, dlaczego tak jest i co konkretnie w module wpływa na konstrukcję fotowoltaiczną.

Wymiary modułu a rozstaw podpór – pierwsza zależność

Panele PV różnią się między sobą nie tylko mocą, ale i gabarytami. Standardowe moduły 60-ogniwowe mają około 1,7 m długości, 72-ogniwowe – około 2 m, a nowsze formaty M10 i M12 potrafią przekraczać 2,3 m. Dla konstrukcji fotowoltaicznej to nie kosmetyka, a twarde dane wejściowe do obliczeń.

Dłuższy moduł oznacza większą rozpiętość między punktami mocowania i większe siły zginające działające na profil. Konstruktor musi dobrać rozstaw podpór tak, by panel nie pracował na wiatr i nie odkształcał się pod ciężarem własnym. W praktyce dla modułów do 1,8 m wystarczą dwie podpory na krótszych bokach. Dla paneli powyżej 2,2 m często konieczne są dodatkowe punkty podparcia w połowie długości. To zmienia geometrię całego stołu i wpływa na liczbę profili, klem i elementów złącznych.

Mocowanie modułów – rama decyduje o klemie

Drugi czynnik, o którym inwestorzy zapominają, to konstrukcja ramy modułu. Panele mają różną grubość profili ramowych – zwykle od 30 do 40 mm – oraz różne strefy dopuszczalnego mocowania. Producenci modułów określają w kartach technicznych, gdzie można ściskać ramę klemą, a gdzie nie wolno, bo grozi to mikropęknięciami ogniw lub utratą szczelności.

Dla konstrukcji fotowoltaicznej oznacza to, że projektant musi dobrać klemę i jej pozycję do konkretnego modelu panelu. W Stenerg stosujemy klemy srebrne lub czarne, które pasują do standardowych ram o grubości 30–40 mm. Ale nawet najlepsza klema nie spełni swojej roli, jeśli zostanie umieszczona poza strefą mocowania wskazaną przez producenta modułu. Dlatego projektując stelaż, zawsze pytamy klienta o kartę techniczną paneli – to nie formalność, a warunek bezpieczeństwa.

Typ modułu – monofacjalny, bifacjalny, szkło-szkło

Rodzaj modułu wpływa też na sposób, w jaki konstrukcja fotowoltaiczna musi go traktować. Panele monofacjalne z tylną folią są lżejsze i standardowo mocowane. Moduły bifacjalne – ze szkłem z obu stron – są cięższe o kilka kilogramów i wymagają większego prześwitu nad gruntem, by światło odbite docierało do dolnej powierzchni.

Do tego dochodzą moduły szkło-szkło, które mają inne właściwości mechaniczne niż standardowe szkło-folia. Są sztywniejsze, ale i bardziej kruche w punktach mocowania. Dla stelaża oznacza to konieczność stosowania klem o większej powierzchni kontaktu i unikania mocowania punktowego, które mogłoby doprowadzić do pęknięcia szkła. W Stenerg projektujemy konstrukcje pod konkretny typ modułu – nie ma jednego uniwersalnego stelaża, który obsłuży wszystkie warianty.

Ilość modułów w rzędzie a sztywność konstrukcji stalowej

To trzeci wymiar problemu. Liczba paneli w jednym rzędzie wpływa na sztywność całej konstrukcji stalowej i sposób rozłożenia obciążeń. Rząd złożony z 10 modułów zachowuje się inaczej niż rząd z 20. Dłuższy rząd generuje większe siły wzdłużne od wiatru i wymaga dodatkowych stężeń, by nie „pływał” na boki.

W praktyce dla farm gruntowych projektujemy rzędy o długości od 10 do 20 modułów. Powyżej tej granicy rośnie ryzyko rezonansu i problemów ze sztywnością. Stosujemy wtedy dodatkowe stężenia poprzeczne i wzdłużne, które usztywniają całość. Nasze ceowniki C100x48mm ze stali S320–S450 sprawdzają się zarówno w krótkich, jak i długich rzędach, ale zawsze po sprawdzeniu obliczeń pod konkretny układ.

Kąt nachylenia a typ modułu – zależność, o której się zapomina

Optymalny kąt nachylenia zależy od lokalizacji, ale typ modułu też ma tu coś do powiedzenia. Panele bifacjalne lepiej pracują przy mniejszym nachyleniu, bo więcej światła odbitego dociera do ich dolnej powierzchni. Z kolei moduły monofacjalne na południu Polski osiągają najlepsze wyniki przy nachyleniu 30–35 stopni.

Dla konstrukcji fotowoltaicznej oznacza to, że projekt musi uwzględniać docelowy kąt jako część założeń, a nie coś, co „się ustawi na budowie”. Nasze stoły projektujemy z konkretnym kątem nachylenia – 25, 30 lub 35 stopni – i dobieramy do niego profil, rozstaw podpór i sposób stężenia. Zmiana kąta po fakcie wymaga przeróbki konstrukcji, a nie tylko regulacji.

Ekspert odpowiada – pytania o konstrukcję fotowoltaiczną i moduły

Czy konstrukcja fotowoltaiczna zależy od modelu paneli?

Tak, i to w kilku wymiarach. Wymiary modułu wpływają na rozstaw podpór, grubość ramy determinuje dobór klem, typ modułu (mono, bifacjalny, szkło-szkło) zmienia sposób mocowania, a liczba paneli w rzędzie wpływa na sztywność całej konstrukcji. Dlatego projekt stelaża zawsze zaczynamy od karty technicznej modułu.

Czy większe moduły wymagają innego stelaża?

Tak. Moduły powyżej 2,2 m często wymagają dodatkowego punktu podparcia w połowie długości, a dłuższe rzędy – dodatkowych stężeń. Nasze ceowniki C100x48mm ze stali S320–S450 są dobierane z zapasem, ale zawsze po sprawdzeniu obliczeń pod konkretny wymiar panelu.

Czy panele bifacjalne wymagają innej konstrukcji?

Tak. Są cięższe, więc stelaż musi mieć większy zapas nośności. Poza tym muszą być wyżej nad gruntem i mieć odsłoniętą dolną powierzchnię, by światło odbite docierało do ogniw. Nasze konstrukcje pod bifacjalne projektujemy z prześwitem 1,2–1,5 m i minimalną liczbą poprzeczek.

Czy Stenerg dostosowuje stelaż do konkretnego modelu paneli?

Tak. Każdą konstrukcję projektujemy na podstawie karty technicznej modułu – wymiarów, grubości ramy, stref mocowania i masy. Dlatego przed wyceną prosimy klientów o podanie modelu paneli. To skraca projektowanie i eliminuje ryzyko błędów na budowie.

Co jeśli zmienię moduły po zaprojektowaniu stelaża?

To zależy od różnicy. Zmiana na moduł o podobnych wymiarach i masie zwykle nie wymaga przeróbek. Większy panel – o 10–20 cm – może wymagać przesunięcia klem lub dodatkowej podpory. Dlatego już na etapie projektu zostawiamy margines na przyszłą wymianę modułów.

Konstrukcja fotowoltaiczna to odpowiedź na pytanie o moduł

Nie da się zaprojektować dobrego stelaża w oderwaniu od paneli. Wymiary, masa, typ ramy, liczba modułów w rzędzie i kąt nachylenia – to wszystko są dane, które konstrukcja fotowoltaiczna musi uwzględnić. Kto tego nie robi, ryzykuje przewymiarowaniem (i przepłaceniem) albo niedowymiarowaniem (i awarią).

W Stenerg zaczynamy każdy projekt od pytania o moduły. Prosimy o kartę techniczną, sprawdzamy strefy mocowania i dobieramy stelaż tak, by panele pracowały w optymalnych warunkach przez 25 lat. Bez względu na to, czy wybierzesz monofacjalne, bifacjalne, czy szkło-szkło

Warto wiedzieć i przeczytać – moduły PV i projektowanie konstrukcji

Poniżej wybrane artykuły i źródła branżowe, które pomogą Ci lepiej przygotować się do inwestycji.

Uwaga: Stenerg nie ponosi odpowiedzialności za treści publikowane na stronach zewnętrznych.

Zanim zaprojektujesz konstrukcję fotowoltaiczną, sięgnij po kartę techniczną modułu. Producenci określają w niej strefy mocowania, dopuszczalne obciążenia i wymagania montażowe. Przykładowe karty znajdziesz u czołowych producentów, m.in. na stronach LONGi czy Trina Solar. To podstawa każdego projektu stelaża.

Trendy w formatach modułów

Jak zmieniają się rozmiary i typy modułów PV oraz co to oznacza dla konstrukcji wsporczych, opisuje Gramwzielone.pl w dziale trendy oraz GlobEnergia.pl.

Normy i wymagania dla konstrukcji

Polski Komitet Normalizacyjny udostępnia normy dotyczące konstrukcji stalowych i montażu instalacji PV – katalog na stronie pkn.pl.

Omów z nami projekt swojej farmy PV.

Stenerg – to nie może się nie udać!

Przykładowe realizacje

3,2 MW

Bolechów, woj. dolnośląskie

1MW

Połaniec, woj. świętokrzyskie

DM-V2 to podkonstrukcja PV zaprojektowana dla dużych farm fotowoltaicznych (utility-scale).

1MW

Jedlno Drugie, woj. łódzkie

DB-V2 to konstrukcja przeznaczona dla farm fotowoltaicznych z modułami bifacjalnymi, sprawdzona w realizacjach wielkoskalowych. System został wdrożony na inwestycjach terenowych, gdzie przyczynił się do szybkiego uruchomienia instalacji i pewnej pracy całego układu.

1MW

Jedlno Pierwsze, woj. łódzkie.

Dla farmy fotowoltaicznej o mocy 1 MW wykonaliśmy solidną podkonstrukcję DB-V2, dostosowaną do nowoczesnych modułów bifacjalnych. To rozwiązanie gwarantuje maksymalne wykorzystanie energii słonecznej i trwałość na lata.