Крепежни елементи за фотоволтаични системи

За инсталацията на соларни панели има различни методи, като най-разпространените са върху издигната наземна и върху покривна конструкция

Конструкцията трябва да бъде максимално лека, за да не натоварва излишно основата

Стойките, скобите, винтовете и други крепежни елементи трябва да са с добро търговско качество, да са защитени срещу корозия и да отговарят на изискванията на DIN 1055

Фотоволтаичните панели са практична алтернатива за производство на енергия, която не зависи от изчерпаеми енергийни ресурси като изкопаемите горива. Нещо повече, на пазара се появяват нови и нови инсталатори и продукти, което, от една страна, допринася за повишаване на качеството на услугите и материалите и, от друга, голямото предлагане стабилизира цените и прави инвестицията допустима дори за малки и средни предприятия с по-ограничен бюджет. Тази тенденция от своя страна означава, че все повече потребители се нуждаят от съдействие за избор на инсталационно решение и подходящи материали за изпълнението му.

Добре проектираната система и детайлното планиране на монтажните дейности са от решаващо значение, за да се гарантира, че те работят оптимално и остават безопасно монтирани с течение на времето. Тези панели обикновено се монтират на земята с помощта на стойки или наземни колонни конструкции, или върху покриви, където имат невъзпрепятстван достъп до пряка слънчева светлина. Какъвто и да е случаят, надеждността на монтаж разчита на висококачествени, издръжливи крепежни материали за слънчеви панели.
Най-често носещата конструкция е изработена от алуминиеви профили, като в зависимост от разполагането на инсталацията се предлагат различни опции – конструкции за монтаж върху керемиди или термопанели, следващи наклона на покрива, конструкции за монтаж върху равен покрив с тежести без пробиване на повърхността, конструкции за наземен монтаж с наклон 30 градуса и др. Фотоволтаичните панели се фиксират върху алуминиевите профили с помощта на крайни и междинни скоби, най-често изработени от алуминий.

Устойчивост и гъвкавост на инсталацията

За инсталацията на соларни панели има различни методи, като най-разпространените са върху издигната наземна метална конструкция и върху покривна конструкция. Тъй като всеки проект има своите особености, технологията на монтаж и използваните материали се различават според ситуацията. Крепежните елементи за фотоволтаични панели се предлагат в няколко варианта – неръждаема стомана, поцинковани крепежи и смесен тип. Всеки метод на инсталация има своите плюсове и минуси. Наличното пространство и бюджетът могат да окажат пряк ефект върху избора на система. Освен работата по монтажа надеждността на конструкцията, репутацията на компанията инсталатор, качеството на материалите са от решаващо значение.

Конструкцията може да представлява покривна рамка за соларна инсталация, наземно съоръжение от колонен тип или по-масивен вид структура. Повечето от елементите, използвани за монтаж на соларни панели, са изработени от анодиран алуминий. Той е лек и силно устойчив на корозия, което го прави идеален за работа материал. Профили от неръждаема стомана (316), както и месингови гайки и болтове също се използват като надеждни компоненти, осигуряващи стабилност при монтажа. Важно е инсталаторът да избере правилния материал за всяка инсталация, за да предотврати появата на галванична корозия.
Покривните инсталации са най-често срещаните. Те са сравнително достъпни, при тях се пести пространство и се предоставя добра експозиция, тъй като покривът обикновено осигурява оптималния ъгъл и позиция спрямо слънчевите лъчи. Покривните панели са постоянно изложени на атмосферното въздействие, така че е важно крепежните елементи да са изработени от висококачествена неръждаема стомана, за да се избегне корозия.

Слънчевите инсталации от колонен тип се монтират с помощта на здрава стойка или рамка, издигната върху единичен стълб. Стабилност се осигурява чрез набиване на пилони в земята. Стойката се проектира с регулируеми скоби или подпори, за да може да се променя ъгълът на панела спрямо ъгъла на падане на лъчите. Тъй като и този тип инсталация също е постоянно изложена на условията на външната среда, се препоръчва използването на болтове от неръждаема стомана за монтажните стълбове и алуминиеви скоби за панелите.

От основно значение при инсталирането на фотоволтаични панели е тяхното здраво и надеждно фиксиране върху рамката. Задължително правило е да се остави въздушна междина между покрива и акумулатора за вентилация. Конструкцията трябва да бъде максимално лека, за да не натоварва излишно основата, но и достатъчно стабилна, за да издържа на натоварването, на което ще бъде подложена по време на експлоатацията й. Алуминият е широко разпространен материал в конструкциите за фотоволтаични панели именно заради устойчивостта и лекотата, които притежава. Алуминиевите скоби не оставят ръжда по панелите. Те са ефективно, но и естетическо решение. Алуминиевите крепежни системи правят монтажа на панелите много лесен и бърз.

Методите за закрепване върху масивни покривни конструкции включват монтаж чрез подложни куки за битумни и керемидени покриви, но също се предлагат възможности за монтаж с крайни и средни скоби, подложни и напречни съединителни планки. Добра практика е да се проверява произхода на продуктите и да се използват единствено доказани производители, за да се гарантира здравината и надеждността на конструкциите за соларни системи.

Монтажният комплект за една покривна конструкция зависи от размера на инсталацията. Инсталаторите предлагат гъвкави решения, които спестяват много време, като в зависимост от вида на покривното покритие се прилагат различни методи. Монтажът на панелите спрямо вида на покрива се различава в използването на скоби, към които впоследствие се прикрепят носещите профили. Крепежните елементи може да са конфигурирани за монтиране чрез пробиване или без пробиване на покривната конструкция. Монтажните релси, поддържащи панелите върху покрива, обикновено не изискват пробиване на покривната конструкция, когато използват самозатягащи се винтове.

При монтаж върху наклонен покрив обикновено конструкцията се състои от два носещи напречни профила, които се свързват към покрива чрез специални крепежни елементи, като шини и покривни анкери например. Използват се средни и крайни скоби за закрепване на модулите към профилите. Предлагат се варианти за всякакъв тип покривни покрития – керемидени, ламаринени, етернитови, битумни и други покриви. За да може да се осъществява свободен въздухообмен, фотоволтаичните модули трябва да се разполагат плътно един до друг върху собствена монтажна конструкция на определено в проекта отстояние от повърхността на покрива.

Необходимата площ на покрива е около 8 кв. м/kWp при моно- и поликристални модули и приблизително 18 кв. м/kWp при тънкослойни модули.
За по-малки и опростени проекти доставчиците предлагат готови монтажни комплекти, които включват всички необходими материали и крепежни елементи според необходимия размер на инсталацията, като по този начин по-малките потребители могат сами да извършат монтажа, което би им спестило значителни за техния бюджет средства.

Монтажът върху метален покрив е относително по-лесен, отколкото върху керемиден, защото обикновено наклонът им е по-малък. Системите за монтиране на фотоволтаични панели на метален покрив използват специални скоби, които трябва да съответстват на профила на покрива. Най-удобният вариант е да се използват регулируеми скоби за покривен монтаж на панели, които могат да променят ъгъла на наклона. След приключване на работа е необходимо да се провери дали крепежните винтове и скоби са добре фискирани.

При наземните конструкции, за да се гарантира необходимата устойчивост, носещите елементи се монтират върху предварително отлят фундамент, вкопан в изкоп, и се фиксират с анкерни болтове. Необходимата площ при монтаж на модули на статични наземни конструкции е около 20 кв. м/kWp при моно- и поликристални модули и приблизително 50 кв. м/kWp при тънкослойни модули. Недостатък на статичните наземни инсталации е, че максимално усвояване на слънчевата енергия се реализира само в определени сезони от годината, за които е изчислен оптималният наклон на модулите, т.е. сезоните, през които слънчевите лъчи падат върху повърхността на соларните панели перпендикулярно през по-голямата част на деня. Въпреки че тези конструкции имат по-нисък добив на енергия от останалите, те са препоръчителният избор за силно ветровити региони.

Съвети за гарантиране на надежден монтаж

Ефективността на автономните фотоволтаични системи зависи не само от функционирането на електронните компоненти, но и от надеждността и добре проектираното разполагане на носещата конструкция. Тъй като тя осигурява оптимален ъгъл на панелите, тя трябва да се изгради така, че да гарантира максимална производителност. Предлагат се различни възможности за интеграция на фотоволтаични панели във фасади на сгради, както и поставянето им върху плоски, наклонени покриви и земни терени.

Важни препоръки на специалистите са да се внимава при монтажа да не се повредят или надраскат стъклените повърхности. Особено важно е задната страна на панелите да не се натоварва чрез механични удари с остри или твърди предмети. Соларните панели не бива да се монтират под огъващо напрежение и частите на рамката не бива да се усукват при монтажа.

Поддържащите конструкции за монтаж на фотоволтаични панели върху хоризонтални покриви най-често се изработват от алуминий или неръждаема стомана. Монтират се успоредно на покрива или под ъгъл спрямо неговата равнина, като носещите профили се разполагат хоризонтално или вертикално. Обикновено системата се състои от един базисен профил, перпендикулярен на носещия. Базисният профил може да бъде закрепен по различни начини към покрива – чрез винтови адаптери, поставяне на тежести и др.

Когато покривните монтажни конструкции са изложени на опасност от корозия, специалистите препоръчват да се използват крепежни елементи от неръждаема стомана или друг вид метал с антикорозионна защита.

Стойките, скобите за монтаж, винтовете и други крепежни елементи трябва да са с добро търговско качество и да са защитени срещу корозия, както и да отговарят на изискванията на DIN 1055. По-специално, крепежните елементи трябва да са проектирани в съответствие с местните натоварвания от вятър и сняг съгласно DIN 1055-4 и 1055-5. Панелите трябва да се закрепят така, че водата от топене и дъждовната вода да могат да се оттичат свободно и да не се стига до трайно мокрене на панела.

При използването на монтажни скоби соларните панели трябва да бъдат закрепени в най-малко четири точки от срещуположни страни върху стойките. Позицията на скобите трябва да е в рамките на зоната за монтаж. Монтажните скоби трябва да обхващат цялата рамка на панела и чрез затягане да фиксират соларния панел върху стойките. Те трябва да бъдат монтирани без усуквания. Използваните скоби за панели не бива да докосват предното стъкло и не бива да деформират рамката. Вместо с монтажни скоби, панелите могат да бъдат закрепени към опорната конструкция също и чрез намиращите се в рамката (дълга страна на панела) отвори за закрепване. Монтажните винтове трябва да бъдат закрепени в най-малко четири точки от срещуположните страни върху стойките. Панелите трябва да бъдат монтирани с минимално разстояние от 5 мм до следващия панел. Всички монтажни материали трябва да са устойчиви на корозия.

Винаги трябва да се спазват точните стойности на момента на затягане за монтажните скоби/винтове спрямо указанията на производителя на скобите. При инсталирането върху покрив панелът може да бъде монтиран само върху огнеупорно покривно покритие, одобрено за такова приложение. За да се повиши производителността на задната страна на двустранните модули, трябва да се избягва, доколкото е възможно, засенчването от подконструкцията. Подложката с високо албедо и увеличеното разстояние между модула и основата също имат положителен ефект върху енергийния добив на двулицевите модули.