Системи кріплення для сонячних панелей

Яка конструкція краще – алюмінієва або сталева, статична або динамічна? Відповідь на це та багато інших питань ви знайдете нижче.

Функції та матеріали виготовлення кріпильних систем

Використовувані при будівництві сонячних електростанцій кріпильні системи являють собою опорні конструкції для монтажу фотоелектричних модулів. За допомогою труб, рейок, притисків, метизів сонячні панелі надійно фіксують в необхідному положенні. Правильна установка попереджає знесення модулів вітром, сповзання під дією сили тяжіння, що скупчився снігу. Деякі кріпильні системи формують оптимальний кут нахилу сонячних батарей, підвищуючи продуктивність електрогенеруючих пристроїв.

За матеріалом виготовлення конструкції бувають дерев'яними, сталевими, алюмінієвими, комбінованими. Системи з дерева легко збираються без використання спеціального обладнання, схожі для саморобних сонячних електростанцій. У той же час у дерев'яних конструкцій багато мінусів. Вони деформуються внаслідок температурних коливань, розтріскуються, розбухають. Для продовження терміну служби дерев'яні опори потрібно регулярно покривати вологостійкими і вогнезахисними складами.

Металеві кріпильні системи роблять переважно на заводах. Такі конструкції відрізняються довговічністю, не вимагають обслуговування. Готові комплекти є збірно-розбірними, мають надійні кріплення. При їх виготовленні використовують анодований алюміній – недорогий, і одночасно стійкий до окислення матеріал. До плюсів металу можна віднести легкість і ковкість, до мінусів – високу теплопровідність, надмірну м'якість і, як наслідок, схильність до деформації.

Термін служби – понад 80 років.

Заводський кріплення з нержавіючої сталі служить 45-50 років. Сталева конструкція важче алюмінієвої, але краще справляється з стиранням, високим тиском, ударним впливом. У нержавійки гірше теплопередача, тому конденсату на металі проступає менше. Завдяки хрому сталевий сплав відрізняється коррозиестокостью. При виготовленні кріпильних систем використовується оцинкована сталь. Вона дешевше і пластичніше нержавійки, але служить менше – 25-35 років. Коррозиестойкими сталеві листи робить тонкий шар цинку, нанесений на поверхню при високій температурі.

Підвищити зносостійкість і надійність опорних конструкцій дозволяє комбінування матеріалів. Так, при виготовленні саморобних систем дерев'яні бруси доповнюють сталевими скобами, алюмінієвими планками і стелажами. Для розміщення сонячних панелей на даху використовують опори з оцинкованої або нержавіючої сталі, несучі елементи з алюмінію. Наземні конструкції роблять з нержавіючої сталі і алюмінієвих профілів.

Основні види систем кріплення для сонячних панелей

Найбільшим попитом користуються конструкції для полікристалічних і монокристалічних сонячних панелей, але є й спеціальні системи для тонкоплівкових батарей. Кріплення для аморфних панелей практично не помітний. Розташовані на конструкції модулі йдуть стик в стик. Така система кріплень підходить для криволінійних поверхонь, наприклад, кутових. Так як вона надлегка, її можна встановлювати на фасадах з декоративними панелями, дахах з ПВХ мембраною, іншими конструкціями з низькою несучою здатністю.

За розміщення зустрічаються такі види кріпильних систем для сонячних панелей:

• Дахові системи призначені для монтажу на покрівлі приватних, комерційних, промислових будівель, бувають для плоских і скатних дахів.
• Наземні системи найчастіше використовують при зведенні промислових сонячних електростанцій; кріплення монтують на опорах, стовпах.
• Фасадні системи застосовують для розміщення фотоелектричних модулів на стінах будівель в якості енергоефективної облицювання.

Існує і інша класифікація кріплення – за властивостями.

Статичні системи кріплення – нерухомі конструкції, на яких фотомодулі встановлюють в оптимальному положенні по відношенню до сонця. При цьому ні орієнтацію панелей, ні кут нахилу міняти не можна. Сонячні батареї можна розташовувати як вертикально, так і горизонтально, в один або декілька (2-5) рядів. Статичні конструкції бувають одноопорными і двухопорными. Для зменшення навантаження від фотомодулів використовують підкоси.

Динамічні системи кріплень, як і статичні, мають опорні елементи і стіл, на який кріпляться панелі. В той же час вони оснащені блоком орієнтації, що складається з актуаторов і пристрої керування, і спеціальними датчиками, які уловлюють сонячне світло. Завдяки додатковим елементам система здатна відстежувати яскраву точку на небі і, орієнтуючись на неї, змінювати положення сонячних панелей. У рух стіл призводять актуатори. По-іншому динамічні системи кріплень називають стежать пристроями, трекерами.

За типом управління вони бувають автоматизованими (активними), з ручною зміною положення (пасивними), комбінованими. По маневреності розрізняють одноосьові і двовісні трекери. Перші рухаються відносно однієї осі, тому можуть змінювати кут відносно сонця від 2 до 20 разів на рік. Другі орієнтуються в двох площинах, що дозволяє їм обертатися на 180° і слідувати за сонцем весь день – від світанку до заходу.

Яку систему кріплень вибрати для електростанції

Монтажу панелей передує оцінка місця розташування сонячної електростанції. Якщо майбутня фотоелектрична система буде перебувати на даху, враховується ступінь освітленості і міцності покрівельної конструкції, її складність, тип, покриття. При проектуванні наземної сонячної електростанції увагу приділяють геології грунту, даними геодезичної зйомки, характеристиками будмайданчика. Значення мають і особливості місцевості: рівень інсоляції, вітрові і снігові навантаження, сейсмоактивність.

Вимоги, що пред'являються до хорошої кріпильної системою:

• Підвищена зносостійкість завдяки міцним, стійким до вологи матеріалів.
• Довговічність. Якісна система кріплень служить не менше 25 років.
• Надійність, відповідність прийнятим стандартам.
• Продуманість конструкції і, як наслідок, простий монтаж, догляд, економія місця.
• Мала вага, що особливо актуально при розміщенні на даху.

Крім того, система кріплень повинна сприяти підвищенню продуктивності сонячних панелей.

Для статичних конструкцій оптимальною є орієнтація на південь, південний захід або південний схід. Бажано, щоб поблизу установки не було ліній електропередач, дерев, високих будівель, телевізійних антен, так як будь затемнення знижує продуктивність станції. Кут нахилу панелей розраховується індивідуально, виходячи із широти місця установки, часового кута, кутів сонячного відмінювання і нахилу до горизонту, азимута. У різних регіонах України оптимальний рівень нахилу фотомодулів варіює в межах 32-35°.

Динамические конструкции стоят дороже, занимают больше места, чаще используются для наземного размещения солнечных панелей. В то же время солнечные электростанции на трекерах производительнее: одноосные конструкции повышают КПД фотомодулей на 15–25%, двухосные – на 30–50%. Кроме того, они имеют безопасный режим, позволяющий флюгировать при сильном ветре. Подвижные системы проще очищать от снега и пыли.

Отже, різноманіття конструкцій, використовуваних при встановленні сонячних панелей, що дозволяє знайти той варіант, при якому генерація електростанції буде максимальною. Якісний кріплення продовжує термін служби фотомодулів, підвищує їх ефективність.

ECOTECH UKRAINE