Πλήρης οδηγός: Επιλογή επίγειων κατασκευών για φωτοβολταϊκά πάνελ - όλα όσα πρέπει να γνωρίζετε

Πώς επιλέγετε κατασκευή για φωτοβολταϊκά πάνελ; Μια σωστά επιλεγμένη κατασκευή εξισορροπεί κόστος, απόδοση και αντοχή.

Σε αυτόν τον οδηγό θα δείτε:

• Την επιλογή της ισχύος της φωτοβολταϊκής εγκατάστασης,
• Τη βέλτιστη κλίση της κατασκευής,
• Τις διαφορετικές διατάξεις των κατασκευών,
• Την επιλογή του τρόπου θεμελίωσης της κατασκευής στο έδαφος,
• Την επιλογή του υλικού της κατασκευής,
• Την αξιολόγηση της ποιότητας της κατασκευής.

Δείτε: διαθέσιμες επίγειες φωτοβολταϊκές κατασκευές

Το άρθρο δεν καλύπτει συστήματα παρακολούθησης ηλίου (trackers), διατάξεις ανατολής-δύσης ή κάθετα πάνελ για αγροφωτοβολταϊκά.

Ας ξεκινήσουμε από τις ανάγκες σας.

Επιλογή της ισχύος της φωτοβολταϊκής εγκατάστασης

Η σωστή επιλογή ισχύος ανοίγει σημαντικές δυνατότητες. Πολλοί κάνουν το λάθος να επιλέγουν την ισχύ με αυθαίρετους κανόνες, όπως 1 kWp ανά 1000 kWh ετήσιας κατανάλωσης. Μην ανησυχείτε υπερβολικά για πιθανές απώλειες από «υπερδιαστασιολόγηση» της εγκατάστασης.

Στις περισσότερες ευρωπαϊκές χώρες και σε όλα τα συστήματα συμψηφισμού (εκτός από τον ενεργειακό συμψηφισμό – net metering), όσο μεγαλύτερη η ισχύς, τόσο καλύτερα. Για ετήσια κατανάλωση 40.000 kWh, μια εγκατάσταση 30, 40, 50, 60 ή ακόμη και 70 kWp είναι λογική. Γιατί;

• Μια μεγαλύτερη εγκατάσταση μειώνει το κόστος ανά kWp.
• Τα πάνελ χάνουν περίπου 10% της ισχύος τους σε 25 χρόνια.
• Η επέκταση μιας υπάρχουσας εγκατάστασης είναι δαπανηρή.
• Σε όλα τα μοντέλα συμψηφισμού (εκτός από το net metering), το ετήσιο πλεόνασμα ενέργειας φέρνει οικονομικό όφελος.
• Τα πάνελ λερώνονται και η απόδοσή τους μειώνεται. Είναι πιο συμφέρον να προσθέσετε πάνελ παρά να καθαρίζετε συχνά. Καθαρισμός κάθε πέντε χρόνια συνήθως αρκεί.
• Λίγοι λένε «έχω πάρα πολλά φωτοβολταϊκά»· πολλοί λένε «έπρεπε να είχα βάλει περισσότερα».
• Η κατανάλωση ενέργειας αυξάνεται. Μια ελαφρώς «μεγαλύτερη» εγκατάσταση σας προετοιμάζει για τις μελλοντικές ανάγκες.

Επιλέξτε όσο το δυνατόν μεγαλύτερη ισχύ, λαμβάνοντας υπόψη:

• τον προϋπολογισμό
• τον διαθέσιμο χώρο
• την ισχύ σύνδεσης

Η μαθηματικά ακριβής βελτιστοποίηση ξεπερνά τα όρια αυτού του άρθρου, αλλά είναι σημαντικό να ξεπεράσουμε τον μύθο της «υπερβολικής» εγκατάστασης. Τα κενά σημεία σε μια κατασκευή δεν συμφέρουν.

Κλίση των πάνελ σε μικρότερες εγκαταστάσεις

Σε εγκαταστάσεις κάτω από 50 kWp είναι δυνατή η διάταξη σε μία σειρά, χωρίς σκίαση της μίας σειράς από την άλλη. Έτσι η επιλογή της βέλτιστης κλίσης είναι απλή.

Η βέλτιστη κλίση εξαρτάται από το γεωγραφικό πλάτος και τις τοπικές καιρικές συνθήκες. Στην Ευρώπη, μελέτες με δορυφορικά δεδομένα δείχνουν τιμές 20°–50°:

Βέλτιστες γωνίες κλίσης φωτοβολταϊκών πάνελ με βάση δύο σύνολα δεδομένων. Αριστερά: PV-GIS, δεξιά: ECEM. Πηγή: Yves-Marie Saint-Drenan, An approach for the estimation of the aggregated photovoltaic power generated in several European countries from meteorological data, ResearchGate.

Παραδείγματα βέλτιστων γωνιών κλίσης:

• Γκντανσκ – 36°
• Σικελία – 33°
• Εδιμβούργο – 40°

Για την ακριβή τιμή στο δικό σας οικόπεδο στην Ελλάδα, χρησιμοποιήστε τον δωρεάν υπολογιστή PVGIS της Ευρωπαϊκής Επιτροπής.

Κλίση των πάνελ και αποστάσεις σε μεγαλύτερες εγκαταστάσεις

Οι μεγαλύτερες εγκαταστάσεις (συνήθως >50 kWp) απαιτούν πολλές σειρές. Οι σειρές ρίχνουν σκιά και πρέπει να έχουν την κατάλληλη απόσταση. Μεγαλύτερη κλίση σημαίνει μεγαλύτερη απόσταση και περισσότερη γη. Η βελτιστοποίηση εξισορροπεί αυτούς τους παράγοντες.

Για καλύτερη αξιοποίηση της γης και ελάχιστες απώλειες από σκίαση:

• Μειώστε ελαφρώς την κλίση των πάνελ. Η ετήσια παραγωγή επηρεάζεται ελάχιστα, ενώ η απόσταση μεταξύ των σειρών μειώνεται.

Πηγή: Bogusław Szymański, «Φωτοβολταϊκές εγκαταστάσεις»

Στο παράδειγμα αυτό, γωνίες άνω των 25° μειώνουν την αξιοποίηση του χώρου χωρίς σημαντικό κέρδος στην παραγωγή. Για τη Γαλλία, τη Γερμανία και την Πολωνία συνιστώνται γωνίες <25°. Σε νοτιότερα γεωγραφικά πλάτη, όπως στην Ελλάδα, ο ήλιος βρίσκεται ψηλότερα, οπότε οι σειρές μπορούν να τοποθετηθούν πιο κοντά για την ίδια κλίση – υπολογίστε την απόσταση με τους παρακάτω τύπους.

Παράδειγμα: ένα φωτοβολταϊκό πάρκο 10,4 MW στην Εσθονία με μικρές κλίσεις και μεγάλες αποστάσεις μεταξύ των σειρών:

Υπολογισμός της απόστασης μεταξύ των σειρών

Οι υπολογισμοί αποσκοπούν στην αποφυγή σκίασης το μεσημέρι της 22ας Δεκεμβρίου (χειμερινό ηλιοστάσιο):

β – γωνία κλίσης πάνελ

α – γωνία πρόσπτωσης τις λιγότερο ηλιόλουστες ημέρες

• α = 90° − γεωγραφικό πλάτος − 23,45°

d – ύψος της στήλης πάνελ

x – απόσταση από το τέλος μιας σειράς έως την αρχή της επόμενης

• x = sin(β) × d / tg(α)

y – απόσταση μεταξύ των σειρών

• y = d × sin(180° − β − α) / sin(α)

Μικρότερη απόσταση μεταξύ των σειρών βελτιώνει την αξιοποίηση της γης, με αποδοχή μικρών απωλειών παραγωγής. Υπάρχουν τεχνολογίες που μειώνουν αυτές τις απώλειες.

Προσανατολισμός και τύπος πάνελ

Τα φωτοβολταϊκά πάνελ χωρίζονται σε τμήματα με διόδους παράκαμψης (bypass). Η έντονη σκίαση απενεργοποιεί το επηρεαζόμενο τμήμα για την προστασία των κυψελών. Τα πάνελ half-cut μειώνουν τις απώλειες από σκίαση και λειτουργούν τόσο σε κάθετη όσο και σε οριζόντια τοποθέτηση.

Διαστάσεις πάνελ

Τα μεγαλύτερα πάνελ συνήθως μειώνουν το κόστος εγκατάστασης ανά kWp. Επιλέξτε αξιόπιστους κατασκευαστές για αντοχή και συμβατότητα με τα χαρακτηριστικά του inverter.

Υλικό κατασκευής

Το αλουμίνιο χρησιμοποιείται συχνά σε επίγειες κατασκευές. Πλεονεκτήματα:

• Ελαφρύ, χαμηλής συντήρησης, ανθεκτικό στη διάβρωση.
• Ανθεκτικό με μεγάλη διάρκεια ζωής.
• Μπορεί να ανοδιωθεί ή να βαφτεί για καλύτερη εμφάνιση.

Ο χάλυβας χρησιμοποιείται σε μεγαλύτερες και πιο φορτισμένες κατασκευές. Τα τυποποιημένα μας κιτ Solar KIT T1V και N2V είναι από χάλυβα με επίστρωση Magnelis® (ψευδάργυρος-αλουμίνιο-μαγνήσιο) και στερεωτικά από ανοξείδωτο χάλυβα, με εγγύηση επίστρωσης έως 25 ετών ανάλογα με το περιβάλλον.

Στερέωση και θεμελίωση

Μέθοδοι:

• Πυλώνες από σκυρόδεμα
• Εμπηγνυόμενοι πάσσαλοι
• Βιδωτοί πάσσαλοι εδάφους
• Υβριδικές λύσεις

Η επιλογή εξαρτάται από τον τύπο του εδάφους, τα περιβαλλοντικά φορτία (χιόνι, άνεμος) και το μέγεθος της εγκατάστασης. Οι ορθοστάτες των τυποποιημένων μας κιτ τσιμεντώνονται: σύμφωνα με τις οδηγίες του μελετητή, τα πόδια τοποθετούνται 1,40 m κάτω από το επίπεδο του εδάφους και τσιμεντώνονται στο πάνω μέρος, σε βάθος περίπου 0,80 m. Οι βιδωτοί πάσσαλοι δεν προβλέπονται για τα τυποποιημένα κιτ. Οι κατασκευές κατά παραγγελία είναι συνήθως με εμπηγνυόμενους πασσάλους, αλλά μπορούν επίσης να τσιμεντωθούν ή να τοποθετηθούν σε πέδιλα από σκυρόδεμα.

Αξιολόγηση ποιότητας

Επιλέξτε προμηθευτές με πιστοποιημένα προϊόντα. Ελέγξτε:

• Πιστοποιήσεις (π.χ. EN 1090, TÜV, ISO)
• Εγγύηση
• Οδηγίες εγκατάστασης και τεχνική υποστήριξη

Για τα τυποποιημένα μας κιτ, τα τεχνικά σχέδια για 25°, 30° και 35°, οι οδηγίες συναρμολόγησης, τα πιστοποιητικά, η δήλωση επιδόσεων, οι όροι εγγύησης και οι οδηγίες θεμελίωσης είναι διαθέσιμα στην ενότητα αρχείων για λήψη στη σελίδα κάθε προϊόντος – μπορείτε να τα δείτε πριν από την αγορά.

Τυποποιημένα κιτ ή κατασκευή κατά παραγγελία;

Τα τυποποιημένα κιτ Solar KIT T1V και N2V καλύπτουν εγκαταστάσεις 2 έως 16 πάνελ σε κάθετη διάταξη, έως 2280 × 1140 mm (πλαίσιο 30–40 mm), με κλίση 25°, 30° ή 35° και τρεις κατηγορίες αντοχής: Light (άνεμος έως 22 m/s, χιόνι 1,2 kN/m²), Strong (26 m/s, 1,6 kN/m²) και Ultra Strong (28 m/s, 1,6 kN/m²). Μεγαλύτερα πάνελ, οριζόντια διάταξη, άλλες γωνίες κλίσης, υπερυψωμένες κατασκευές, υψηλότερα φορτία και φωτοβολταϊκά πάρκα απαιτούν κατασκευή κατά παραγγελία για τη συγκεκριμένη τοποθεσία.

Μια σωστά επιλεγμένη κατασκευή εξασφαλίζει οικονομική αποδοτικότητα, ασφάλεια και μέγιστη παραγωγή ενέργειας. Διαβάστε επίσης: Φωτοβολταϊκά στο έδαφος: πώς επιλέγετε τη σωστή κατασκευή.