Instalace nosné konstrukce solárních panelů na zem, do půdy a uzemnění panelů

Solární systémy se stále více rozšiřují nejen na střechy, ale také na řešení instalovaná na zem. Solární panely instalované na zem představují vynikající alternativu, pokud střešní plocha není ideální nebo je k dispozici větší plocha. Tato řešení jsou univerzální, ale pro zajištění účinnosti a bezpečnosti je nezbytné správné plánování a provedení.

Kromě výběru typu nosné konstrukce a způsobu upevnění pozemních systémů je důležité zohlednit také pokročilé možnosti, jako jsou solární sledovací systémy. Správná instalace solárních panelů je kritická nejen z mechanického, ale i z elektrického hlediska – uzemnění hraje klíčovou roli v ochraně proti úrazu elektrickým proudem a v životnosti systému.

V našem článku se také zabýváme tím, proč se nedoporučuje domácí výroba nosné konstrukce solárních panelů a jaké praktické rady je vhodné dodržovat na základě zkušeností společnosti SOLARKIT. Pokud chcete nainstalovat pozemní solární systém, tento průvodce vás provede všemi kroky – odborně podloženě a srozumitelně.

Výhody a nevýhody pozemních solárních systémů

Solární panely instalované na zemi umožňují optimální nastavení panelů – výše, směrem na jih a v ideálním úhlu – čímž lze dosáhnout až o 20–25 % vyššího výkonu ve srovnání se systémy instalovanými na střechách. Kromě toho pozemní instalace umožňuje větší, dokonce volně rozšiřitelné systémy a lze je kombinovat s bifaciálními panely, které využívají také světlo odražené od země.

Pozemní instalace však nemá pouze výhody. Počáteční investice je nákladnější, protože je nutná nová konstrukce a základy, a navíc může vyžadovat více povolení k užívání. Pro kontrolovanou realizaci konstrukce je třeba zohlednit kvalitu půdy, zatížení větrem, odvod dešťové vody a erozi půdy. Kromě toho může u větších ploch vzniknout větší potřeba údržby, například kvůli čištění a pravidelné kontrole konstrukčních prvků.

I v Maďarsku roste počet pozemních solárních elektráren: na konci roku 2023 bude v zemi v provozu více než 5,8 GW kapacity, z čehož značnou část tvoří pozemní systémy. Tyto projekty provozované v průmyslovém měřítku, jako například solární elektrárny v Pécsi nebo Százhalombattě, jasně ukazují, že pozemní instalace může být při promyšleném environmentálním a nákladovém managementu dlouhodobě rentabilní investicí.

Typy pozemních nosných konstrukcí pro solární panely

V případě solárních systémů si můžete vybrat zněkolika typů pozemních nosných konstrukcí – u všech je důležité přizpůsobit řešení podmínkám půdy a účelu systému. Zde jsou nejběžnější typy, které se osvědčily v praxi:

1. Nosná konstrukce s pevným sklonem (fixed‑tilt)

Jednoduchá, stabilní konstrukce upevněná v pevném úhlu, která udržuje panely v úhlu sklonu odpovídajícím zeměpisné šířce a podmínkám dané lokality, což znamená nižší investiční náklady. Bez mechanizace a elektroniky, s menším počtem pohyblivých součástí a nižšími nároky na údržbu – ideální volba pro malé systémy.

2. Systémy sledování slunce (tracking)

Pohyblivé, s jednoosým nebo dvouosým sledováním: jednoosé provádí denní pohyb, dvouosé sleduje celou oblohu, čímž optimalizuje výkon v rámci dne i sezóny . Zvýšení výroby až o 25 % oproti pevným nosným konstrukcím; obzvláště užitečné u větších instalací nebo systémů IPP. Jednoosé a dvouosé sledování se od sebe velmi liší. Dvouosé je dobrou volbou pro velmi malé instalace, zatímco jednoosé je ideální pro střední a větší instalace.

3. Sloupová (pole‑mount) nosná konstrukce

Jeden nebo více panelů je umístěno na jediném sloupu; někdy s nastavitelným úhlem sklonu a otočným čepem, méně často v kombinaci s mechanismem sledování. Nízké nároky na půdu, jednoduchá konstrukce – vhodné pro domácí nebo menší průmyslové účely, zejména v omezených prostorech.

4. Betonová nosná konstrukce s balastem

Systém zatížený betonovými nebo ocelovými betonovými bloky, který nevyžaduje narušení půdy – ideální pro chráněná nebo dočasná místa, například fóliové povrchy.

5. Speciální adaptivní a alternativní systémy

Systémy přizpůsobené jedinečným podmínkám, jako jsou například větrné kopce, zemědělské oblasti nebo stíněné prostředí – mohou být vyrobeny ve zvýšené provedení, namontovány na zábradlí (např. solární panely s protihlukovou stěnou) nebo v agrivoltaické kombinaci.Pro podmínky v Maďarsku jsou k dispozici modulární,

nerezové nebo hliníkové varianty s adaptivní geometrií – například od společnosti IKARUS.

Shrnutí:

Pevná konstrukceje ideálním, jednoduchým a nákladově efektivním řešením.

Sledovací systémy dosahují vyššího výkonu, ale jsou složitější a dražší a navíc zabírají více místa, protože vyžadují větší rozteče.

Konstrukce se sloupky a závažím jsou pohyblivé, pevně připevněné a snadno se instalují.

Speciální systémy jsou flexibilní, lze je přizpůsobit individuálním požadavkům, zejména v zemědělství, při ochraně proti hluku nebo v náročném terénu.

Solární panely s nosnou konstrukcí pro upevnění na zem

Podstatou solárních panelů je, že se neustále přizpůsobují pohybu Slunce, takže jsou schopny pracovat po delší dobu pod optimálním úhlem dopadu. Velkou výhodou je, že produkují až o 30–50 % více energie než pevné systémy, ale samozřejmě velikost solárního panelu zůstává důležitým faktorem.

Jednoosé vs. dvouosé sledování

Jednoosé systémy – obvykle sledují slunce ve směru východ–západ – poskytují o 20–25 % více energie než pevné konstrukce.

Udvouosých systémů panely sledují jak denní, tak sezónní pohyb, takže roční produkce může vzrůst až o 45–50 %.

Obecné výhody systémů sledujících slunce:

1. Zvýšená produkce elektrické energie po celý den.
2. Efektivnější využití půdy, ve srovnání s pevnými konstrukcemi stačí menší hmotnost panelů.
3. Obzvláště výhodné u větších systémů s vysokou spotřebou elektrické energie.

Obecné nevýhody solárních sledovacích systémů:

1. Dražší realizace a údržba kvůli pohyblivým součástem.
2. Vyžaduje častou kontrolu, aby se omezila poruchovost, každý další pohyblivý prvek představuje riziko.
3. Je nutná správná instalace a konstrukce bez stínů – jinak se mohou panely umístěné blízko sebe navzájem stínit.

Solární systémy instalované na zemi poskytují vynikající výnos, zejména u větších průmyslových nebo agrivoltaických systémů. Jednoosá řešení je nákladově efektivní a spolehlivé, zatímco dvouosá konstrukce maximalizuje výnos – obě však vyžadují více údržby a vyšší investiční náklady než pevné nosné konstrukce.

Různé postupy instalace pozemních solárních panelů

Instalace pozemního nosného systému pro solární panely se skládá z několika kroků, jejichž přesné pořadí a pečlivé provedení zaručují dlouhodobou stabilitu a výkon systému:

1. Příprava půdy a terénní úpravy

Vyrovnání terénu před instalací je základním předpokladem pro přesnou montáž, zejména na svaznatém nebo nerovném povrchu. Analýza pevnosti půdy pomáhá určit, zda je v závislosti na modelu nutné použít zemní šrouby, beton nebo balastovou základnu. V mnoha případech se doporučuje použití štěrkového lože nebo geotextilie pro optimalizaci odvodnění a zabránění zarůstání plevelem.

2. Typ základu

1. Upevnění zemními šrouby: rychlá metoda s nízkým dopadem na životní prostředí, ideální zejména pro půdy s volnou strukturou.
2. Betonový základ: doporučuje se zejména u větších zařízení, jako jsou systémy pro sledování nebo sloupové konstrukce, protože poskytuje jistější a trvalejší oporu.
3. Základ s balastem: systém z prefabrikovaných betonových bloků, který nevyžaduje narušení půdy – ideální pro pronájmy a dočasné instalace.

3. Sestavení a upevnění nosné konstrukce

Prvky konstrukce (např. ocelové sloupy, nosníky) se sestavují podle pokynů výrobce, s přesným nastavením úhlů a sešroubováním. U větších systémů může při přesném umístění prvků pomoci jeřáb nebo mechanické zvedací zařízení.

4. Upevnění a nastavení panelů

Panely se upevňují pomocí speciálních spon nebo svorek – při tom je třeba dodržovat doporučení výrobce nosné konstrukce solárních panelů. Je třeba zajistit správnou mezeru mezi panely, aby stínování nesnižovalo výkon.

5. Elektrické připojení a uzemnění

Uzemněnísolárního systémuinstalovaného na zemi je velmi důležité: bezpečné připojení k zemi chrání systém a uživatele před úrazem elektrickým proudem. Při uzemnění se kovové nosné konstrukce a armatury spojí zelenožlutým vodičem s potenciálem země. Pro zvýšení bezpečnosti se doporučuje použití zařízení na ochranu proti zkratu a přepětí.

6. Kontrola a údržba

Stabilita konstrukce a namontované prvky musí být pravidelně kontrolovány, zejména po větru a při každé změně ročního období. Pro dlouhodobý provoz je nezbytné udržovat panely v čistotě, utahovat šrouby a kontrolovat uzemňovací spoje.

Instalace solárních panelů na zem spočívá na několika základních pilířích: terénní úpravy, výběr vhodného základu, mechanická montáž, elektrická instalace, uzemnění a údržba jsou stejně důležité.Všechny kroky je třeba provést pečlivě, aby systém fungoval správně, bezpečně a měl dlouhou životnost. Je zřejmé, že v tomto případějsou rozhodující jiné aspekty než u upevnění solárních panelů na střechu.

Proč je uzemnění solárního systému nezbytné?

Uzemnění solárního systému není pouze zákonnou povinností, ale také základním bezpečnostním a provozním požadavkem.

Ochrana proti úrazu elektrickým proudem a bezpečnost osob

V případě poruchy nebo problému s izolací mohou kovové nosné konstrukce a rámy panelů být pod napětím. Správné uzemnění odvádí přebytečný proud do země, čímž se lze vyhnout úrazům elektrickým proudem.

Ochrana proti přepětí a blesku

Přímý nebo nepřímý dopad blesku může způsobit vážné poškození střídače nebo panelů. Uzemnění zajišťuje cestu s nízkým odporem pro tyto nadproudy – i při použití speciální ochrany (bleskojistka, SPD) – čímž se prodlužuje životnost systému.

Ochrana zařízení a účinnost systému

Uzemnění není pouze ochranou, ale částečně i optimalizací systému: snižuje elektrický šum, interference a zlepšuje výkon systému. Kromě toho pomáhá zabránit poškození panelů způsobenému PID (Potential Induced Degradation).

Uzemnění nosných konstrukcí a panelůsolárních kolektorů je nezbytné pro ochranu lidského života, zařízení a spolehlivého provozu systému. Součástí uzemňovacího systému je dobře navržená, normám odpovídající ochrana proti úrazu elektrickým proudem a přepětí.

Domácí instalace solárního panelového systému? To se nevyplatí!

Domácí instalace nosné konstrukce solárních panelů se na první pohled může jevit jako levné a atraktivní řešení, ale nese s sebou řadu rizik:

Nesprávné dimenzování a konstrukce

Výběr vhodných nosných prvků je složitý: je třeba vybrat z různých materiálů, nosností a konstrukčních prvků. Nesprávně dimenzovaný systém se může časem deformovat nebo dokonce zřítit.

Bezpečnostní problémy, otázka odpovědnosti

Maďarské normy (např. MSZ HD 60364-7-712) předepisují ochranu proti dotyku a přepětí, což je při domácí výrobě obtížně splnitelné. To může vést k vážným nehodám nebo finanční odpovědnosti.

Ztráta záruky, nesprávná instalace

Někteří výrobci poskytují záruku pouze v případě, že systém byl certifikován odborným technikem. Neoprávněná nebo nesprávná instalace ruší tuto právní ochranu a ztěžuje případné pozdější rozšíření.

Chybějící kontrola kvality

Při domácí instalaci není prováděna pravidelná kontrola – může dojít například k opomenutí upevnění, uzemnění nebo kontroly materiálových vad konstrukčních prvků.

Celkově lze říci, že ačkoli se varianta „udělej si sám“ na první pohled jeví jako výhodná, z dlouhodobého hlediska je mnohem riskantnější z důvodu ztráty spolehlivosti, bezpečnosti a záruky. Zapojení kompetentního dodavatele vám zajistí bezproblémové, právně i technicky odborné řešení.

Praktické tipy SOLARKIT pro dodavatele

Na základě zkušeností SOLARKIT jsou tyto praktické rady nejdůležitější pro ty, kteří chtějí realizovat solární systém instalovaný na zemi:

Dohoda s dodavatelem elektřiny o způsobu vyúčtování

Předtím, než začnete plánovat systém, je vhodné si ujasnit způsob vyúčtování (hrubé nebo čisté měření), protože to může mít vliv na dimenzování a návratnost investice.

Výběr zkušeného a registrovaného dodavatele

Spolehlivý dodavatel je nezbytný pro zajištění kvalitních surovin, montáže a dokumentace. Podle zkušeností SOLARKIT jsou reference, registrace a záruka základními požadavky.

Vypracování podrobné a transparentní nabídky

Vždy si vyžádejte nabídku, která podrobně obsahuje náklady na projektování, povolení, materiál a instalaci – tak se vyhnete „skrytým nákladům“.

Vyhněte se častým chybám při realizaci

Webináře SOLARKIT upozorňují na zanedbané základy nebo nesprávnou montáž kovových součástí, které mohou později vést ke strukturálním nebo elektrickým problémům.

Kontrola po uvedení do provozu a měření spotřeby

Po instalaci je vhodné integrovat inteligentní měřič spotřeby a zkontrolovat, zda střídač skutečně poskytuje optimální výkon („inteligentní měření spotřeby“ – podle videí SOLARKIT).

Sledujte nejnovější tipy na blogu a sociálních sítích

Blog a webináře SOLARKIT pravidelně sdílejí nové tipy, např. jak chytře nabíjet elektromobil z ostrovního solárního systému.

Solární systémy instalované na zemi dnes již nejsou určeny pouze pro zemědělské a průmyslové investice – stále více domácností využívá toto řešení. Výběr a instalace správné nosné konstrukce solárních panelů na zem je z dlouhodobého hlediska nejen ekonomická, ale také zajišťuje stabilní, snadno udržovatelný a rozšiřitelný systém.

Pevné nebo sluneční kolektory s automatickým sledováním slunce mají různou výtěžnost, instalační náklady a nároky na údržbu. Při výběru různých způsobů instalace – šroubové, betonové nebo balastové řešení – je třeba vzít v úvahu strukturu půdy, časovou náročnost instalace a zatížení životního prostředí.

Jedním ze základních pilířů bezpečného provozu systému je správné uzemnění: to nejen chrání před úrazem elektrickým proudem, ale také chrání elektronické součásti a zvyšuje životnost systému. Ačkoli může být domácí výroba lákavá, v praxi skrývá řadu úskalí – nesprávné upevnění, chybějící elektrická ochrana nebo nedostatky v regulaci mohou způsobit vážné problémy.

Praktické rady SOLARKIT vám pomohou vyhnout se nejčastějším chybám a vybrat si nosnou konstrukci, která bude vašemu solárnímu systému sloužit po dlouhá léta – bezpečně, efektivně a v souladu s právními předpisy.