Sposoby montażu paneli fotowoltaicznych

Montaż instalacji fotowoltaicznej to niewątpliwie inwestycja na lata. Dlatego warto rozważyć wszystkie ważne aspekty techniczne, po to aby nasza instalacja była w pełni wydajna i pracowała bezawaryjnie przez wiele lat.

Decydując o sposobie zlokalizowania i rodzaju montażu powinniśmy się kierować zapewnieniem maksymalnego nasłonecznienia modułów w każdej porze dnia i porze roku. Ważne jest pod jakim kątem padają promienie słoneczne i przez jaki czas w ciągu doby panele absorbują promieniowanie słoneczne. Warto sprawdzić, czy w danej lokalizacji będą występować ewentualne czynniki ograniczające absorpcję promieniowania, zacienienia bądź ciała obce mogące zasłonić powierzchnię modułu.


Panele fotowoltaiczne na dachu
W Polsce, panele najczęściej montuje się na dachu domów jednorodzinnych. Wynika to z tego, że jest to najbardziej “naturalne” miejsce do ich montażu, jeżeli spełnia odpowiednie warunki. Podstawą jest możliwość zwrócenia paneli w odpowiednią stronę (południe) i brak zacienienia (które mogłyby powodować wystające na dachu elementy, takie jak np. komin). “Naturalność” montażu paneli na dachu i wygoda tego rozwiązania wiążą się z tym, że:
          - dach zyskuje dodatkową funkcję,
          - panele nie zajmują miejsca na działce,
          - kable, które trzeba poprowadzić do instalacji są stosunkowo krótkie 

Dach skośny
Na największą popularność tego rozwiązania wpływa przede wszystkim łatwość wykonania instalacji, szybkość montażu i wykorzystanie nieużytkowanej przestrzeni dachu. Instalacja nie zajmuje dodatkowej przestrzeni na działce i nie stanowi dodatkowego obiektu architektonicznego. Montaż modułów można wykonać praktycznie na konstrukcji dachu i każdego typu powierzchni krycia – dachówka ceramiczna, betonowa, blachodachówka. Służy do tego zazwyczaj dedykowana konstrukcja aluminiowa, która jest trwale zamocowana do konstrukcji dachu, a do tej mocowane są moduły fotowoltaiczne. Przed montażem paneli fotowoltaicznych trzeba wcześniej dokładnie sprawdzić dach, aby ocenić stan więźby i uniknąć utrudnień, np. w postaci klinów pod łatami. Do montażu należy stosować tylko elementy wykonane z materiałów odpornych na warunki atmosferyczne – stali nierdzewnej i aluminium. Haki po zamocowaniu zostaną obciążone konstrukcją nośną i modułami, a w zimie dodatkowo warstwą śniegu. Muszą być zatem solidnie zamocowane do krokwi, nie powinny wspierać się na dachówkach (dachówki przykrywające haki nie powinny z kolei wspierać się na nich). Niestety w tym przypadku kąt nachylenia paneli zależny jest od nachylenia dachu, a ich skierowanie względem słońca od orientacji budynku.

Dach płaski
Na dachu płaskim montaż fotowoltaiki wykonuje się na konstrukcjach wsporczych, przytwierdzanych do specjalnych bloków betonowych. Można także dociążać konstrukcję za pomocą bloków balastowych. W przypadku montażu paneli fotowoltaicznych w naszej szerokości geograficznej najlepszym rozwiązaniem jest ustawienie modułów pod kątem nachylenia o wartości około 30 stopni.  Obecnie występującymi technikami montażu paneli fotowoltaicznych na dachu płaskim są m.in.:
          -Montaż bez konieczności balastu — konstrukcję wsporczą wykonuje się z aluminium, a następnie mocuje do dachu za pomocą np. trójkątów montażowych oraz odpowiednich śrub, uzyskując dobry kat nachylenia. Umożliwia montaż paneli fotowoltaicznych na dachu płaskim zarówno w pionie, jak i poziomie.
        - Konstrukcja balastowa — w przypadku tej konstrukcji mamy pewność, że zachowa ona szczelność dachu, ponieważ jej montaż nie ingeruje w dach. Moduły fotowoltaiczne na konstrukcji balastowej połączone są ze sobą, dzięki czemu zapewniają opór przed naporem wiatru. Zaletę tego rozwiązania jest możliwość nachylenia paneli pod właściwym kątem i ustawienia ich w odpowiednim kierunku.

Montaż paneli fotowoltaicznych na papie
Moduły fotowoltaiczne to element, który można bez przeszkód mocować na wielu, różnych pokryciach dachowych — zarówno na blachodachówce, dachówce ceramicznej, goncie bitumicznym, jak i papie. Montaż paneli fotowoltaicznych na papie jest możliwy, szczególnie jeśli kąt nachylenia jest niewielki. Szczelność uzyskuje się, dokładając arkusze papy i zgrzewając je.

Montaż paneli fotowoltaicznych na gruncie
Panele fotowoltaiczne na gruncie, jak każde rozwiązanie, mają swoje wady i zalety. To opcja często wybierana przez osoby, które nie mogą sobie pozwolić na klasyczną instalacje solarną na dachu. Jeżeli pokrywa dachowa nie jest przystosowana do paneli fotowoltaicznych, nie ma odpowiedniego stopnia nachylenia, zainstalowanie ogniw na gruncie będzie doskonałym pomysłem. Konieczna jest dodatkowa inwestycja w stelaż fotowoltaiczny, ale daje on mnóstwo możliwości, w tym stworzenia znacznie wydajniejszej, większej platformy. Ich zaletą jest łatwy dostęp do paneli i urządzeń elektrycznych, co ułatwia obsługę i serwisowanie instalacji. Zimą, kiedy na panelach zalega śnieg łatwo i szybko można go usunąć aby nie tracić produkcji prądu z powodu zacienienia paneli. Konstrukcja zapewnia odpowiednie nachylenie paneli. Ustawienie w optymalnym kierunku będzie zależało od możliwości odpowiedniego usytuowania konstrukcji na działce.

Montaż paneli fotowoltaicznych na trackerach – układy nadążne
Układy które podążają za słońcem, czyli tak zwane trackery solarne to rodzaj montażu paneli fotowoltaicznych, który umożliwia im poruszanie się w czasie. Dzięki temu mogą one podążać za ruchem słońca na nieboskłonie tak, aby utrzymać optymalne nasłonecznienie paneli fotowoltaicznych przez cały dzień. Typowy tracker składa się z ramy, na której zamontować można od kilku do kilkunastu modułów fotowoltaicznych oraz siłowników, poruszających ramą. System kontroluje sterownik, wyposażony w odbiornik GPS – tracker musi wiedzieć, gdzie się znajduje, aby montaż paneli precyzyjnie nadążał za słońcem. Na rynku dostępne są trackery jedno – oraz dwuosiowe. Oznacza to ilość osi, w jakich poruszać mogą się panele. W przypadku trackerów jednoosiowych, montaż paneli PV porusza się w jednej osi – pionowej lub poziomej – w czasie dnia; druga oś pozostaje nieruchoma. Wykorzystanie takich trackerów zapewnia od 20% do 30% większy uzysk energii elektrycznej z paneli. Zaletą trackerów jednoosiowych jest niższy koszt, niż układów dwuosiowych. Te, pozwalają na ruch systemu w dwóch osiach, co przekłada się na zwiększenie ilości produkowanego prądu o około 40%. Układy nadążne mimo wielu zalet nie są wolne od wad. Aby instalacja pracowała efektywnie, musi być prawidłowo nastawiona, ponieważ nawet niewielkie odchylenie może obniżyć uzysk o kilka procent. Ważna jest także instalacja czujników, które śledzą położenie względem wschodu i zachodu oraz wysokość górowania słońca na niebie. Instalacja na trackerach jest opłacalna, wówczas, gdy pracują one w sposób ciągły. Niestety w przeciwieństwie do klasycznej instalacji, trackery posiadają elementy ruchome, które wiążą się ze sporym ryzykiem występowania awarii. Ceny fotowoltaiki na trackerach są zdecydowanie wyższe. Dlaczego? Koszt trackera na 10 paneli to około 10 tys. W tej cenie możemy zainstalować dodatkowe panele, które zrekompensują straty związane z różnym kątem padania promieni słonecznych. W przypadku wyboru większej liczby paneli oszczędzamy także na serwisowaniu ruchomych części instalacji, które się zużywają. Należy też pamiętać, że trackery pobierają prąd, więc zwiększają domowe zużycie. Podsumowując, opłacalność fotowoltaiki na trackerach jest mniejsza, ponieważ większy uzysk nie zrekompensuje poniesionych nakładów.

Wiaty fotowoltaiczne
Wiaty fotowoltaiczne stanowią alternatywę dla wszystkich osób, które z różnych powodów nie mogą pozwolić sobie na montaż ogniw na dachu. W takiej sytuacji są osoby zamieszkujące starsze domy jednorodzinne, których konstrukcja dachowa może nie wytrzymać ciężaru instalacji lub dach pokryty jest nieodpowiednim materiałem. W takich sytuacjach wiaty fotowoltaiczne sprawdzają się doskonale, ponieważ zainteresowani nie muszą rezygnować z chęci ich montażu, ani inwestować dużych kwot w renowację budynków. Jakie inne zalety mają wiaty fotowoltaiczne? Dużym plusem wiat fotowoltaicznych jest fakt, że nie potrzebują wiele miejsca i mogą powstawać nawet na małych działkach. Mają dużą przewagę nad dachami, ponieważ wiaty fotowoltaiczne są nowymi konstrukcjami nieograniczonymi istniejącą infrastrukturą. Oznacza to, że ich wielkość zależy od zapotrzebowania inwestora na energię, jest więc pewność, że zmieszczą się na nich wszystkie potrzebne ogniwa. Dodatkowo kąt nachylenia wiaty będzie optymalny dla pozyskiwania promieni słonecznych. Dzięki temu ogniwa ułożone na wiatach fotowoltaicznych pracują z pełną wydajnością. Panele słoneczne na garażu niczym nie różnią się od tych montowanych na dachach budynków mieszkalnych. To ten sam typ paneli fotowoltaicznych, w związku z czym może stanowić uzupełnienie domowej instalacji fotowoltaicznej. Jednak nic nie stoi na przeszkodzie, by dach garażu stał się zupełnie osobnym generatorem darmowej energii. Wystarczy postawić na instalację w systemie off-grid, która będzie oddzielną instalacją fotowoltaiczną. Dzięki niej można z powodzeniem ładować akumulatory do swoich urządzeń oraz wykorzystywać nagromadzony prąd przy różnych pracach w garażu.

Prawo a instalacje fotowoltaiczne
Zgodnie z polskim prawem, fotowoltaika w formie mikroinstalacji (do 50 kW mocy przyłączeniowej) nie wymaga zdobycia pozwolenia na budowę, uzyskania decyzji o warunkach zabudowy czy dokonywania zmian w miejscowym planie zagospodarowania przestrzennego – bez względu na to, czy chodzi o panele fotowoltaiczne na ziemi, czyna dachu. Co więcej, po zmianie prawa w 2019 roku, stawka VAT jest jednakowa dla obu metod instalacji.
Przepisy prawa budowlanego wskazują również katalog robót budowlanych, na wykonanie których konieczne jest wcześniejsze dokonanie zgłoszenia do organów administracji architektoniczno-budowlanej. W katalogu tym znajdują się m.in. roboty budowlane polegające na instalowaniu urządzeń o wysokości powyżej 3 metrów na obiektach budowlanych. Zatem, zgodnie z tym zapisem, w przypadku instalacji urządzenia/paneli fotowoltaicznych na obiekcie budowlanym, jeśli ich konstrukcja przekroczy wysokość 3 metrów, konieczne będzie dokonanie zgłoszenia takich robót, aby przeprowadzone one były legalnie.