Cum să alegi o structură pentru module fotovoltaice?

O structură fotovoltaică bine aleasă asigură un echilibru între cost, performanță și durabilitate.

În acest ghid, vom discuta aspecte importante precum:

• selectarea puterii instalației fotovoltaice,
• înclinarea optimă a structurii fotovoltaice,
• diferite configurații ale structurilor fotovoltaice,
• alegerea suporturilor pentru structurile la sol,
• alegerea materialului din care este realizată structura,
• evaluarea calității structurii.

Vezi: opțiunile disponibile pentru structuri fotovoltaice la sol

Acest articol nu abordează sistemele de urmărire solară, instalațiile cu orientare est-vest sau structurile cu module montate vertical destinate agrofotovoltaicelor.

Să începem prin a discuta despre nevoile dumneavoastră.

Selectarea puterii instalației fotovoltaice

Alegerea corectă a puterii sistemului fotovoltaic oferă o gamă largă de avantaje. Una dintre cele mai frecvente greșeli este selectarea puterii pe baza unor estimări arbitrare, cum ar fi regula „1 kWp pentru fiecare 1000 kWh de consum anual”. Nu este necesar să vă îngrijorați excesiv cu privire la posibilele pierderi cauzate de „supradimensionarea” instalației.

În majoritatea țărilor europene și pentru toate modelele de facturare (cu excepția contorizării nete), cu cât instalația este mai puternică, cu atât mai bine. De exemplu, pentru un consum anual de 40.000 kWh, puteți alege o instalație de 30, 40, 50, 60 sau chiar 70 kWp — fără riscul de a greși. De ce?

• O instalație mai mare implică un cost unitar mai mic (pe kWp).
• Modulele pierd aproximativ 10% din puterea inițială în 25 de ani.
• Extinderea ulterioară a instalației implică costuri suplimentare semnificative.
• Surplusurile anuale de energie pot aduce beneficii financiare (în afara sistemului de contorizare netă).
• Instalația se murdărește și își pierde treptat eficiența — este mai rentabil să instalați module suplimentare decât să plătiți frecvent pentru curățare. În general, o curățare la fiecare 5 ani este optimă.
• Nimeni nu spune „Am prea mult PV”, dar mulți regretă că nu au instalat mai mult.
• Consumul de energie este în continuă creștere — o instalație „supradimensionată” ia în considerare nevoile viitoare.

Prin urmare, vă recomandăm să alegeți cea mai mare putere posibilă, în funcție de:

• bugetul disponibil,
• spațiul de montare,
• puterea de conectare permisă.

Determinarea matematică exactă a puterii optime nu este obiectul acestui articol, dar este esențial să renunțăm la mitul instalațiilor „supradimensionate”. De asemenea, lăsarea unor spații neutilizate pe structură este, de regulă, o soluție ineficientă.

Înclinarea modulelor fotovoltaice în instalațiile mici

Dacă estimați că aveți nevoie de mai puțin de 50 kWp, vestea bună este că aceste instalații pot fi montate pe un singur rând, fără riscul ca modulele să se umbrească reciproc. În acest caz, alegerea unghiului optim de înclinare este simplă.

Panta optimă depinde de latitudine și de condițiile meteorologice locale. În Europa, conform datelor satelitare, aceasta variază între 20° și 50°:

Înclinarea optimă a modulelor fotovoltaice în funcție de regiune — date PV-GIS și ECEM. Sursa: Yves-Marie Saint-Drenan, Estimarea producției fotovoltaice agregate în țările europene, ResearchGate.

Exemple de unghiuri de înclinare optime:

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

Supliment: unghi optim pentru instalațiile sezoniere sau off-grid

În cazul instalațiilor sezoniere, obiectivul este maximizarea producției în perioada de utilizare principală:

• Case de vacanță – unghiul ideal este mai mic (15–20°), pentru o captare eficientă vara.
• Case off-grid utilizate tot anul – unghiul trebuie să fie mai mare (70–90°), pentru a optimiza producția iarna. Deși vara se produce mai puțină energie, nivelul rămâne suficient. Stocarea sezonieră eficientă a energiei este însă încă o provocare tehnologică.

Înclinarea și distanța dintre rânduri în instalațiile mari

În instalațiile de peste 50 kWp (sau în funcție de spațiul disponibil), rândurile de module trebuie aranjate astfel încât să evite umbrirea. Cu cât unghiul este mai mare, cu atât distanța necesară dintre rânduri crește. Totuși, distanțe mari reduc densitatea instalației. Soluția optimă este un echilibru între producție și ocuparea terenului.

Reducerea unghiului de înclinare scade distanța necesară și optimizează utilizarea spațiului, cu pierderi minime de producție anuală. Tabelul de mai jos arată relația dintre unghi, productivitate și distanța dintre rânduri:

Bazat pe lucrarea lui Bogusław Szymański, „Instalații fotovoltaice”.

După cum se observă, unghiurile mai mari aduc creșteri minore de producție, dar reduc eficiența utilizării spațiului. În practică, pentru latitudinile Franței, Germaniei și Poloniei, unghiurile nu depășesc 25°.

Exemplu: o fermă fotovoltaică de 10,4 MW din Estonia — observați înclinarea redusă și distanțele mari dintre rânduri: