Dachy słoneczne, których nie możesz zignorować:

Krótka odpowiedź: Fotowoltaika dachowa to najważniejszy segment w ramach fotowoltaiki zintegrowanej z budynkiem i ten, którego producent modułów nie może ignorować. Powód to wolumen: instalacje dachowe zużywają moduły w małych partiach na wielu lokalizacjach, co stanowi inny wzorzec popytu niż projekty na skalę przemysłową, które zamawiają w gigawatach. Ta różnica zmienia to, co musi oferować linia do produkcji modułów. Prace dachowe sprzyjają lżejszym modułom, mniejszym formatom, które dwóch instalatorów może przenieść, oraz ramom montowanym do szerokiej gamy konstrukcji dachowych. Kładzie też nacisk na spójny wygląd, ponieważ systemy dachowe są widoczne. Dla producenta planującego moce produkcyjne segment dachowy to ten, w którym różnorodność produktów ma większe znaczenie niż przepustowość jednostkowa, co ma implikacje dla tego, jak elastyczna musi być zmiana formatu na linii.

Produkcja modułów PV · autor: Jerry, Ooitech

Wprowadzenie produktu

W ramach fotowoltaiki zintegrowanej z budynkiem (BIPV) fotowoltaika dachowa wyróżnia się jako najważniejsza forma zastosowania. Dachy mają doskonałe warunki nasłonecznienia, pozostają niezależne od orientacji budynku, są mniej narażone na zacienienie i mogą w pełni pochłaniać promieniowanie słoneczne. Te zalety czynią dach najlepszą przestrzenią do pozyskiwania energii słonecznej. Fotowoltaika dachowa zasadniczo dzieli się 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 połaci dachu skośnego. Między modułami a dachem pozostawia się szczelinę umożliwiającą prowadzenie kabli oraz wentylację do odprowadzania ciepła, jak pokazano powyżej.

W przypadku nowych betonowych dachów skośnych lub betonowych dachów skośnych typu willowego (pokrytych dachówkami) śruby można zazwyczaj zatopić już na etapie projektowania, a hydroizolację dachu wykonać zgodnie z konwencjonalną praktyką. Podczas montażu podstawy modułu warstwę hydroizolacyjną należy wyprowadzić nad podstawę i metalowe elementy zatopione, z uszczelnieniem wokół śrub kotwiących. W miejscach, gdzie warstwa hydroizolacyjna jest przebita, należy użyć uszczelniacza wodoodpornego do wypełnienia szczeliny i zablokowania drogi przenikania wody deszczowej. Dodatkową warstwę hydroizolacyjną należy również dodać pod podstawą, aby nawet w przypadku przecieku w górnej części podstawy woda deszczowa nie dotarła do warstwy konstrukcyjnej.

W przypadku dużych dachów z blachy kolorowej w fabrykach i magazynach, nachylenie wynosi zazwyczaj od 5% do 10%. Moduły można układać równolegle do połaci dachu lub rozmieszczać pod określonym kątem nachylenia. Górne wsporniki mocujące łączą się z konstrukcją nośną dachu za pomocą różnych złączy i elementów mocujących. Różne konstrukcje paneli z blachy kolorowej wymagają różnych zacisków wspornikowych — im lepiej zacisk pasuje do dachówki z blachy kolorowej, tym wyższa niezawodność systemu montażowego.

W przypadku projekty modernizacyjne polegające na dodaniu PV do istniejących dachów z blachy kolorowej, metodę mocowania należy dobrać zgodnie ze strukturą panelu dachowego — stosuje się odpowiednie połączenia zaciskowe, połączenia śrubowe wiercone lub klejenie chemicznym klejem konstrukcyjnym, aby zamontować wsporniki PV na panelu dachowym. Szczególną uwagę należy zwrócić na wzmocnienie hydroizolacji dachu po dodaniu urządzeń PV, zwłaszcza w przypadku łączników przechodzących przez panel dachowy. Można zastosować uszczelki wodoodporne lub inne uszczelniające kleje konstrukcyjne, aby zapewnić właściwości hydroizolacyjne. Ponadto należy ponownie sprawdzić obciążenie konstrukcyjne oryginalnej stalowej ramy dachowej, wiązarów, płatwi i paneli dachowych poprzez analizę naprężeń elementów nośnych, aby zapewnić bezpieczeństwo konstrukcji.

Budowa i montaż dachówek solarnych: W przypadku nowych betonowych dachów spadzistych lub betonowych dachów spadzistych typu willowego (pokrytych dachówkami), oprócz powszechnego typu montowanego bezpośrednio, wiele projektów przyjmuje formę dachówek solarnych. Dachówkowy dach to rodzaj dachu spadzistego, którego charakterystyczny kształt wymaga wysokiego standardu wyglądu modułów. Dlatego często stosuje się dachówki solarne, aby wtapiały się w dach budynku, jak pokazano powyżej.

Dachówki solarne zachowują ogólny styl architektoniczny, dostarczają energię do budynku i jednocześnie obniżają temperaturę wewnątrz. Dachówki solarne powinny odpowiadać wymiarom modułowym zwykłych dachówek i nie mogą zakłócać normalnego funkcjonowania odwodnienia dachu. Budowa dachówek solarnych jest pokazana powyżej.

PV na dachu płaskim

Umieszczenie bezpośrednie: W przypadku najczęstszych betonowych dachów płaskich budynków stosuje się macierz PV o stałym nachyleniu, wykorzystując stalowe wsporniki mocowane do betonowych słupków na dachu. Wsporniki modułów są rozmieszczone z poprzecznymi podporami wzdłuż kierunku długości jednostki konstrukcyjnej. Połączenia śrubowe stosuje się między wspornikami a fundamentami, między elementami wsporników oraz między wspornikami a płatwiami.

Ta metoda montażu charakteryzuje się stosunkowo niewielkim obciążeniem konstrukcyjnym, 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 betonowe słupki można zarezerwować na etapie projektowania zgodnie z konkretnymi wymiarami montażowymi wsporników, co ułatwia instalację. Kąt nachylenia wsporników modułów można obliczyć za pomocą odpowiedniego oprogramowania PV na podstawie lokalnej szerokości geograficznej i układu dachu, wybierając optymalny kąt skierowania na słońce i nachylenia.

Gdy moduły są ustawione pod kątem, należy uwzględnić odstęp między rzędami tablicy PV, aby uniknąć zacieniania tylnego rzędu przez przedni. Wybór kąta nachylenia i odstępu między rzędami powinien być dostosowany do konkretnych wymiarów dostępnej powierzchni dachu. Przy założeniu spełnienia warunków nasłonecznienia należy wybrać optymalne nachylenie i konfigurację, ważąc wszystkie czynniki, aby zwiększyć moc zainstalowaną na jednostkę powierzchni dachu i poprawić efektywność wytwarzania energii. Na podstawie dotychczasowych doświadczeń projektowych systemy PV instalowane w ten sposób mają moc zainstalowaną około 120–160 Wp/m² na jednostkę powierzchni, a podczas projektowania schematu zaleca się przyjmowanie wartości 150 Wp/m².

Dachy budynków mieszczą wiele urządzeń elektromechanicznych, takich jak wieże chłodnicze, wentylatory wentylacyjne i przeciwpożarowe, urządzenia do zaopatrzenia w wodę i odprowadzania ścieków oraz rurociągi, a także klatki schodowe, maszynownie wind i dachowe zbiorniki wody przeciwpożarowej wystające ponad dach. Wszystko to znacząco wpływa na rozmieszczenie tablic PV. Dostępna i ciągła powierzchnia dachu dla modułów może być niewielka lub rozproszona, co jest niekorzystne dla układu systemu i łączenia kabli. Komunikacja i koordynacja z architekturą oraz różnymi dyscyplinami elektromechanicznymi muszą być prowadzone na wczesnym etapie projektowania, 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, w wysokim położeniu, dodaje się stalową ramę zadaszenia do podparcia modułów PV, nie wpływając na układ i użytkowanie urządzeń dachowych. Wsporniki modułów są przykręcone śrubami do płatwi konstrukcji stalowego zadaszenia, przyjmując ogólne nachylenie poziome, w którym moduły są ułożone płasko na stalowej konstrukcji zadaszenia, jak pokazano powyżej.

Ta metoda maksymalizuje wykorzystanie powierzchni dachu i pozwala uniknąć zakłóceń związanych z rozmieszczeniem urządzeń dachowych, ale należy rozważyć kilka kwestii. Po pierwsze, bezpieczeństwo. Ponieważ stalowe zadaszenie 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 więc być zbyt duży, a wytrzymałość połączeń elementów mocujących musi zostać ponownie sprawdzona. Po drugie, wpływ zadaszenia stalowego na wysokość budynku i wskaźnik intensywności zabudowy. Chociaż zadaszenie jest otwarte ze wszystkich stron, właściciele mogą je później zabudować w celu użytkowania, dlatego należy potwierdzić z lokalnymi organami budowlanymi i planistycznymi, czy konstrukcja może być wyłączona z obliczeń wysokości i wskaźnika intensywności zabudowy. Po trzecie, czy dachowe urządzenia elektromechaniczne takie jak chłodnie kominowe, wentylatory wywiewne i rury odpowietrzające mogą być przykryte od góry, musi zostać uzgodnione i potwierdzone z odpowiednimi branżami.

W przypadku nowo budowanych budynków z dachem z blachy stalowej powlekanej można wybrać zintegrowany panel dachowy PV, aby ułożyć moduły na całym dachu — bez wsporników, szybki montaż, możliwość chodzenia i bez konieczności rezerwowania kanałów konserwacyjnych lub czyszczących. W porównaniu z dodawaniem zwykłych modułów na tradycyjne blaszane panele dachowe, to zintegrowane rozwiązanie wypada lepiej pod względem odporności na wiatr, wodoodporności, ochrony przeciwpożarowej i pełnego wykorzystania dostępnej powierzchni dachu, jak pokazano powyżej.

Zalety techniczne

• Dachy oferują doskonałe nasłonecznienie, swobodę orientacji i minimalne zacienienie

• Wiele strategii montażowych dostosowanych do betonowych, blaszanych, dachówkowych i zintegrowanych typów dachów

• Dachówki solarne zachowują estetykę architektoniczną, jednocześnie obniżając temperaturę wewnątrz

• Wzmocniona hydroizolacja i ponowna weryfikacja konstrukcyjna zapewniają długoterminowe bezpieczeństwo dachu

• Zoptymalizowany kąt nachylenia i rozstaw rzędów maksymalizują zainstalowaną moc i wydajność generacji

• Zintegrowane panele dachowe PV zapewniają dachy bez wsporników, umożliwiające chodzenie i odporne na warunki atmosferyczne

Zastosowanie produktu

Rozwiązania PV na dachach mają zastosowanie w szerokim spektrum typów budynków: wille mieszkalne z betonowymi dachami spadzistymi lub dachówkowymi, fabryki przemysłowe i magazyny z dużymi dachami z blachy stalowej powlekanej, istniejące konstrukcje poddawane modernizacji PV oraz budynki komercyjne z płaskimi betonowymi dachami zatłoczonymi urządzeniami elektromechanicznymi. Niezależnie od tego, czy poprzez montaż bezpośredni, dachówki solarne, stałe nachylone zestawy, podniesione konstrukcje zadaszenia czy w pełni zintegrowane panele dachowe PV, każde podejście można dostosować do warunków terenowych, aby zrównoważyć uzysk energii, wodoodporność, bezpieczeństwo konstrukcyjne i wygląd architektoniczny.

Opinia Ooitech

Jako globalny dostawca linii produkcyjnych do paneli słonecznych, Ooitech uważa, że różnorodność opisanych tu scenariuszy dachowych — od dachówek willowych po podwyższone zadaszenia fabryczne — jest dokładnie tym, dlaczego jakość modułów i spójność wymiarowa mają tak duże znaczenie u źródła. Dachówki solarne muszą pasować do modularności dachówek, a podwyższone instalacje muszą przetrwać obciążenia tajfunowe, dlatego etapy ramowania, laminowania i testowania EL w produkcji modułów bezpośrednio decydują o tym, czy te dachy pozostaną szczelne i bezpieczne przez dziesięciolecia. Inżynierowie, którzy chcą zobaczyć, jak faktycznie buduje się niezawodne moduły, mogą śledzić kanał Ooitech na YouTube pod adresem www.youtube.com/ooitech oferuje bliższe spojrzenie na linię produkcyjną stojącą za każdą niezawodną instalacją dachową.