Wprowadzenie produktu

W ramach budynkowej fotowoltaiki zintegrowanej (BIPV), dachowe instalacje solarne są najważniejszą formą zastosowania. Dachy charakteryzują się doskonałymi warunkami nasłonecznienia, nie są uzależnione od orientacji budynku, są mniej narażone na zacienienie i mogą w pełni pochłaniać promieniowanie słoneczne. Te zalety sprawiają, że dach jest najlepszym miejscem do pozyskiwania energii słonecznej. Fotowoltaika dachowa dzieli się ogólnie na dwie główne kategorie: PV na dachu skośnym oraz PV na dachu płaskim.

Parametry Techniczne

PV na dachu skośnym

Montaż bezpośredni na dachach skośnych: Moduły PV są zazwyczaj układane płasko, zgodnie z kierunkiem nachylonej powierzchni dachu. Pomiędzy modułami a dachem pozostawia się szczelinę umożliwiającą prowadzenie kabli oraz wentylację odprowadzającą ciepło, jak pokazano powyżej.

W przypadku nowych betonowych dachów skośnych lub dachów skośnych typu willowego z betonu (pokrytych dachówką), zazwyczaj można wstępnie osadzić śruby na etapie projektowania, a hydroizolację dachu wykonać standardowymi metodami. Podczas montażu podstawy modułu, warstwę hydroizolacyjną należy przedłużyć na podstawę i metalowe elementy osadzone, z uszczelnieniem wokół śrub kotwiących. W miejscach przebicia warstwy hydroizolacyjnej należy zastosować uszczelniacz, aby wypełnić szczelinę i zablokować wszelkie drogi przenikania wody deszczowej. Pod podstawą należy również dodać dodatkową warstwę hydroizolacyjną, tak aby nawet w przypadku przecieku na górze podstawy, woda deszczowa nie dotarła do warstwy konstrukcyjnej.

W przypadku large-area color steel roofs of factories and warehouses, nachylenie wynosi zazwyczaj od 5% do 10%. Moduły można układać równolegle do nachylenia dachu lub ustawić pod pewnym kątem nachylenia. Górne wsporniki łączą się z konstrukcją nośną dachu za pomocą różnych złączy i elementów mocujących. Różne konstrukcje paneli stalowych wymagają różnych zacisków wsporników – im lepiej zacisk pasuje do dachówki stalowej, tym wyższa niezawodność systemu montażowego.

W przypadku projekty modernizacyjne dodające PV do istniejących dachów z blachy stalowej, metoda mocowania musi być dobrana w zależności od konstrukcji panelu dachowego – stosuje się odpowiednie połączenia zaciskowe, połączenia śrubowe wiercone lub chemiczne klejenie, aby zamontować wsporniki PV na panelu dachowym. Należy zwrócić szczególną uwagę na wzmocnienie hydroizolacji dachu po dodaniu urządzeń PV, zwłaszcza w przypadku złączy penetrujących panel dachowy. Można zastosować uszczelki wodoodporne lub inne strukturalne kleje uszczelniające, aby zagwarantować wydajność hydroizolacji. Ponadto należy ponownie sprawdzić obciążenie konstrukcyjne oryginalnej stalowej ramy dachu, kratownic, płatwi i paneli dachowych poprzez analizę naprężeń na elementach nośnych, aby zapewnić bezpieczeństwo konstrukcji.

Budowa i instalacja dachówek słonecznych: W przypadku nowych betonowych dachów skośnych lub willowych betonowych dachów skośnych (pokrytych dachówkami), oprócz popularnego typu montowanego bezpośrednio, wiele projektów przyjmuje formę dachówek słonecznych. Dachówkowy dach to rodzaj dachu skośnego, którego charakterystyczny kształt wymaga wysokiego standardu wyglądu modułów. Dlatego często stosuje się dachówki słoneczne, aby zharmonizować z dachem budynku, jak pokazano powyżej.

Dachówki słoneczne zachowują ogólny styl architektoniczny, dostarczają energię budynkowi i jednocześnie obniżają temperaturę wewnątrz. Dachówki słoneczne powinny pasować do wymiarów modułowych zwykłych dachówek i nie mogą zakłócać normalnej funkcji odprowadzania wody z dachu. Budowa dachówek słonecznych jest pokazana powyżej.

Fotowoltaika na płaskim dachu

Bezpośrednie umieszczenie: W przypadku najczęściej spotykanych betonowych płaskich dachów budynków stosuje się stały układ PV o stałym nachyleniu, wykorzystując stalowe wsporniki zamocowane na betonowych słupkach na dachu. Wsporniki modułów są rozmieszczone z poprzecznymi podporami wzdłuż kierunku długości jednostki konstrukcyjnej. Połączenia śrubowe są stosowane między wspornikami a fundamentami, między elementami wsporników oraz między wspornikami a płatwiami.

Ta metoda montażu przenosi stosunkowo niewielkie obciążenie konstrukcyjne, jest łatwa w instalacji, generalnie nie wpływa na bezpieczeństwo konstrukcji dachu budynku, nie uszkadza oryginalnego systemu hydroizolacji dachu i ma stosunkowo niski koszt ekonomiczny. W przypadku nowych budynków, na etapie projektowania można zarezerwować betonowe cokoły zgodnie z konkretnymi wymiarami montażu wsporników, co ułatwia instalację. Kąt nachylenia wsporników modułów można obliczyć za pomocą odpowiedniego oprogramowania fotowoltaicznego, uwzględniając lokalną szerokość geograficzną i układ dachu, wybierając optymalny kąt skierowania na słońce i nachylenia.

Gdy moduły są ustawione pod kątem, należy uwzględnić odstępy między rzędami paneli PV, aby uniknąć zacieniania tylnych rzędów przez przednie. Wybór kąta nachylenia i odstępów między rzędami powinien być skoordynowany z konkretnymi wymiarami dostępnej powierzchni dachu. Przy zachowaniu odpowiednich warunków nasłonecznienia, należy wybrać optymalne nachylenie i konfigurację, ważąc wszystkie czynniki, aby zwiększyć moc zainstalowaną na jednostkę powierzchni dachu i poprawić wydajność wytwarzania energii. Na podstawie wcześniejszych doświadczeń projektowych, systemy PV zainstalowane w ten sposób mają moc zainstalowaną około 120–160 Wp/m² na jednostkę powierzchni, a podczas projektowania wstępnego zaleca się przyjęcie 150 Wp/m².

Dachy budynków mieszczą wiele urządzeń elektromechanicznych, takich jak wieże chłodnicze, wentylatory wentylacyjne i przeciwpożarowe, urządzenia wodno-kanalizacyjne i rurociągi, a także klatki schodowe, maszynownie wind i zbiorniki przeciwpożarowe na dachu. Wszystkie one znacząco wpływają na rozmieszczenie paneli PV. Dostępna i ciągła powierzchnia dachu dla modułów może być mała lub rozproszona, co jest niekorzystne dla układu systemu i łączenia kabli. Na wczesnym etapie projektowania należy przeprowadzić komunikację i koordynację z architekturą oraz różnymi branżami elektromechanicznymi, aby zapewnić lepszą powierzchnię i warunki instalacji.

Instalacja podwyższona: Aby efektywnie wykorzystać przestrzeń i przezwyciężyć wady bezpośredniego montażu na dachu, można zastosować układ podwyższony. Na dachu dodaje się stalową ramę w kształcie wiaty na podwyższeniu, która podtrzymuje moduły PV, nie wpływając na układ i użytkowanie urządzeń dachowych. Wsporniki modułów są przykręcane do płatwi stalowej konstrukcji wiaty, przyjmując ogólne poziome nachylenie, w którym moduły są układane płasko na stalowej konstrukcji wiaty, jak pokazano powyżej.

Ta metoda maksymalizuje wykorzystanie powierzchni dachu i unika zakłóceń z układem urządzeń dachowych, ale należy rozważyć kilka kwestii. Po pierwsze, bezpieczeństwo. Ponieważ stalowa wiata przekracza wysokość attyki, ekstremalne warunki pogodowe (takie jak silne tajfuny) mogą unieść moduły i spowodować ich upadek, stwarzając zagrożenie poniżej. Kąt nachylenia instalacji nie powinien być zatem zbyt duży, a wytrzymałość połączeń montażowych musi zostać ponownie sprawdzona. Po drugie, wpływ stalowej wiaty na wysokość budynku i wskaźnik powierzchni zabudowy. Chociaż wiata jest otwarta ze wszystkich stron, właściciele mogą później ją zabudować do użytku, dlatego należy potwierdzić z lokalnymi organami budowlanymi i planistycznymi, czy konstrukcja może być zwolniona z obliczeń wysokości i wskaźnika powierzchni zabudowy. Po trzecie, czy urządzenia elektromechaniczne na dachu takie jak wieże chłodnicze, wentylatory wyciągowe i rury wentylacyjne, mogą być przykryte od góry, należy uzgodnić i potwierdzić z odpowiednimi branżami.

W przypadku nowo budowanych budynków z dachem z blachy trapezowej można wybrać zintegrowany panel dachowy PV, aby pokryć modułami cały dach – bez wsporników, szybki montaż, możliwość chodzenia, bez konieczności rezerwowania kanałów konserwacyjnych lub czyszczących. W porównaniu z dodawaniem zwykłych modułów do tradycyjnych paneli dachowych z blachy, to zintegrowane rozwiązanie zapewnia lepszą odporność na wiatr, wodoodporność, ochronę przeciwpożarową i pełne wykorzystanie dostępnej powierzchni dachu, jak pokazano powyżej.

Zalety techniczne

• Dachy oferują doskonałe nasłonecznienie, brak ograniczeń orientacji i minimalne zacienienie

• Wiele strategii montażu dostosowuje się do dachów betonowych, z blachy, dachówkowych i zintegrowanych

• Dachówki słoneczne zachowują estetykę architektoniczną, jednocześnie obniżając temperaturę wewnątrz

• Wzmocniona hydroizolacja i ponowne sprawdzenie konstrukcji zapewniają długoterminowe bezpieczeństwo dachu

• Zoptymalizowany kąt nachylenia i odstępy między rzędami maksymalizują zainstalowaną moc i wydajność generacji

• Zintegrowane panele dachowe PV zapewniają dachy bez wsporników, z możliwością chodzenia i odporne na warunki atmosferyczne

Zastosowanie produktu

Rozwiązania fotowoltaiczne na dachach znajdują zastosowanie w szerokim spektrum typów budynków: wille mieszkalne z betonowymi dachami skośnymi lub pokrytymi dachówką, hale przemysłowe i magazyny z dużymi stalowymi dachami kolorowymi, istniejące konstrukcje poddawane modernizacji fotowoltaicznej oraz budynki komercyjne z płaskimi betonowymi dachami wypełnionymi urządzeniami elektromechanicznymi. Niezależnie od tego, czy poprzez bezpośredni montaż, dachówki słoneczne, stałe konstrukcje nachylone, podwyższone konstrukcje zadaszeń, czy w pełni zintegrowane panele dachowe, każde podejście można dostosować do warunków na miejscu, aby zrównoważyć wydajność energetyczną, wodoodporność, bezpieczeństwo konstrukcyjne i wygląd architektoniczny.

Opinia Ooitech

Jako globalny dostawca linii produkcyjnych paneli słonecznych, Ooitech uważa, że różnorodność scenariuszy dachowych opisanych tutaj – od willi z dachówką po podwyższone zadaszenia fabryczne – jest właśnie powodem, dla którego jakość modułów i spójność wymiarów mają tak duże znaczenie u źródła. Dachówki słoneczne muszą pasować do modułowości dachówek, a podwyższone konstrukcje muszą wytrzymać obciążenia huraganowe, dlatego etapy produkcji modułów, takie jak ramowanie, laminowanie i testowanie EL, bezpośrednio decydują o tym, czy te dachy pozostaną wodoodporne i bezpieczne przez dziesięciolecia. Dla inżynierów, którzy chcą zobaczyć, jak faktycznie buduje się niezawodne moduły, śledzenie kanału Ooitech na YouTube pod adresem www.youtube.com/ooitech oferuje bliższe spojrzenie na linię produkcyjną stojącą za każdą niezawodną instalacją dachową.