Ghid complet: Alegerea structurilor montate la sol pentru panouri fotovoltaice - Tot ce trebuie să știți

Cum alegeți o structură pentru module fotovoltaice? O structură FV bine aleasă echilibrează costul, performanța și durabilitatea.

În acest ghid vom aborda:

• Alegerea puterii instalației fotovoltaice,
• Înclinația optimă a structurii FV,
• Diferite configurații ale structurilor FV,
• Alegerea fixărilor structurii în sol,
• Alegerea materialului structurii,
• Evaluarea calității structurii.

Vezi: opțiuni disponibile pentru structuri fotovoltaice la sol

Acest articol nu abordează sistemele de urmărire (tracker), instalațiile cu orientare est-vest sau modulele montate vertical pentru agrofotovoltaice.

Să începem prin a discuta despre nevoile dumneavoastră.

Alegerea puterii instalației fotovoltaice

Alegerea puterii potrivite a instalației deschide posibilități importante. Mulți fac greșeala de a alege puterea pe baza unor reguli arbitrare, precum 1 kWp la 1000 kWh de consum anual. Nu vă îngrijorați prea mult în privința eventualelor pierderi cauzate de „supradimensionarea” instalației.

În majoritatea țărilor europene și pentru toate sistemele de facturare (cu excepția net metering), cu cât puterea FV este mai mare, cu atât mai bine. Pentru un consum anual de 40.000 kWh, o instalație de 30, 40, 50, 60 sau chiar 70 kWp este rezonabilă. De ce?

• O instalație mai mare reduce costul pe kWp.
• Modulele pierd aproximativ 10% din putere pe parcursul a 25 de ani.
• Extinderea unei instalații existente este costisitoare.
• Pentru toate modelele de facturare (cu excepția net metering), excedentele anuale de energie aduc beneficii financiare.
• Modulele se murdăresc, ceea ce le reduce eficiența. Este mai rentabil să adăugați module decât să le curățați des. De obicei, este suficientă o curățare la fiecare cinci ani.
• Puțini spun „Am prea mult FV”; mulți spun „Ar fi trebuit să instalez mai mult FV”.
• Consumul de energie este în creștere. Construirea unor instalații ușor „supradimensionate” pregătește pentru cererea viitoare.

Alegeți o putere cât mai mare posibil, ținând cont de:

• buget
• spațiul disponibil
• capacitatea de racordare

Optimizarea matematică precisă depășește scopul acestui articol, dar este important să înlăturăm mitul „FV supradimensionat”. Lăsarea de spații goale pe o structură nu este rentabilă.

Înclinația modulelor fotovoltaice în instalațiile mai mici

Pentru instalațiile sub 50 kWp este posibilă o configurație cu un singur rând, evitându-se umbrirea unui rând de către altul. Alegerea înclinației optime este, așadar, simplă.

Înclinația optimă depinde de latitudine și de condițiile meteorologice locale. În Europa, studiile bazate pe date din satelit sugerează 20°–50°:

Unghiuri optime de înclinare a modulelor FV pe baza a două seturi de date. Stânga: PV-GIS, dreapta: ECEM. Sursa: Yves-Marie Saint-Drenan, An approach for the estimation of the aggregated photovoltaic power generated in several European countries from meteorological data, ResearchGate.

Exemple de unghiuri optime de înclinare:

• Gdańsk – 36°
• Sicilia – 33°
• Edinburgh – 40°

Înclinația modulelor FV și distanța dintre rânduri în instalațiile mai mari

Instalațiile mai mari (de regulă >50 kWp) necesită mai multe rânduri. Rândurile aruncă umbre și trebuie să fie distanțate corespunzător. O înclinație mai mare crește distanța, ceea ce afectează utilizarea terenului. Optimizarea echilibrează acești factori.

Pentru a optimiza utilizarea terenului și a minimiza pierderile cauzate de umbrire:

• Reduceți ușor înclinația modulelor. Producția anuală este afectată doar marginal, în timp ce distanța dintre rânduri scade.

Sursa: Bogusław Szymański, „Instalații fotovoltaice”

Unghiurile de înclinare peste 25° reduc eficiența utilizării spațiului fără creșteri semnificative ale producției. Pentru Franța, Germania și Polonia se recomandă unghiuri <25°.

Exemplu: ferma FV de 10,4 MW din Estonia prezintă înclinații reduse și distanțe mari între rânduri:

Calculul distanței dintre module

Calculele de distanță urmăresc evitarea umbririi la prânz, pe 22 decembrie (solstițiul de iarnă):

β – unghiul de înclinare al modulului

α – unghiul de incidență în cele mai puțin însorite zile

• α = 90° − latitudine − 23.45°

d – înălțimea coloanei de module

x – distanța de la capătul unui rând până la începutul rândului următor

• x = sin(β) × d / tg(α)

y – distanța dintre rânduri

• y = d × sin(180° − β − α) / sin(α)

O distanță mai mică între rânduri îmbunătățește utilizarea terenului, dar presupune acceptarea unor pierderi minore de producție. Există tehnologii care reduc aceste pierderi.

Orientarea și tipul modulelor

Modulele FV sunt împărțite în secțiuni prin diode de bypass. Umbrirea profundă dezactivează secțiunea afectată pentru a proteja celulele. Modulele half-cut reduc pierderile cauzate de umbrire și sunt potrivite atât pentru montajul vertical, cât și pentru cel orizontal.

Dimensiunile panourilor

Modulele mai mari reduc, de regulă, costul de instalare pe kWp. Alegeți producători verificați, pentru durabilitate și compatibilitate cu parametrii invertorului.

Materialul structurii

Aluminiul este frecvent utilizat pentru structurile la sol. Avantajele sale:

• Ușor, necesită întreținere redusă, rezistent la coroziune.
• Durabil, cu o durată de viață îndelungată.
• Poate fi anodizat sau vopsit din motive estetice.

Oțelul este utilizat pentru structuri mai mari și mai puternic solicitate. Seturile noastre standard Solar KIT T1V și N2V sunt realizate din oțel cu strat de protecție Magnelis® (zinc-aluminiu-magneziu) și elemente de fixare din oțel inoxidabil, cu garanție a stratului de protecție de până la 25 de ani, în funcție de mediu.

Fixare și fundații

Metodele includ:

• Stâlpi din beton
• Piloți bătuți
• Șuruburi de pământ
• Soluții hibride

Alegerea depinde de tipul de sol, de sarcinile din mediu (zăpadă, vânt) și de dimensiunea instalației. Stâlpii seturilor noastre standard se betonează: conform indicațiilor proiectantului, picioarele sunt îngropate la 1.40 m sub nivelul solului și betonate în partea superioară, pe o adâncime de aproximativ 0.80 m. Șuruburile de pământ nu sunt prevăzute pentru seturile standard. Structurile realizate la comandă sunt cel mai adesea pe piloți bătuți, dar pot fi și betonate sau amplasate pe fundații din beton.

Evaluarea calității

Alegeți furnizori cu produse verificate. Verificați:

• Certificarea (de ex. EN 1090, TÜV, ISO)
• Garanția
• Manualele de instalare și suportul tehnic de inginerie

Pentru seturile noastre standard, desenele tehnice pentru 25°, 30° și 35°, instrucțiunile de montaj, certificatele, declarația de performanță, condițiile de garanție și indicațiile privind fundațiile sunt disponibile în secțiunea de descărcări de pe pagina fiecărui produs – le puteți verifica înainte de achiziție.

Seturi standard sau structură realizată la comandă?

Seturile standard Solar KIT T1V și N2V acoperă instalații de la 2 la 16 panouri în poziție portret, de până la 2280 × 1140 mm (ramă de 30–40 mm), cu o înclinație de 25°, 30° sau 35° și trei clase de rezistență: Light (vânt de până la 22 m/s, zăpadă 1.2 kN/m²), Strong (26 m/s, 1.6 kN/m²) și Ultra Strong (28 m/s, 1.6 kN/m²). Panourile mai mari, orientarea peisaj, alte unghiuri de înclinare, structurile ridicate, sarcinile mai mari și fermele fotovoltaice necesită o structură realizată la comandă pentru amplasamentul specific.

O structură bine aleasă asigură eficiență a costurilor, siguranță și un randament energetic maxim. Citiți și: Sisteme FV montate la sol: cum alegeți structura potrivită.