Inštalácia nosnej konštrukcie solárnych panelov na zem, pôdu
Inštalácia nosnej konštrukcie solárnych panelov na zem, pôdu a uzemnenie panelov
Solárne systémy sa stále viac rozšírujú nielen na strešné konštrukcie, ale aj na riešenia inštalované na zem. Solárne panely inštalované na zem predstavujú vynikajúcu alternatívu, ak strešná plocha nie je ideálna alebo je k dispozícii väčšia plocha. Tieto riešenia sú univerzálne, ale pre efektívnosť a bezpečnosť je nevyhnutné správne projektovanie a realizácia.
Okrem výberu typu nosnej konštrukcie a spôsobu upevnenia pozemných systémov je dôležité zohľadniť aj pokročilé možnosti, ako sú napríklad solárne sledovacie zariadenia. Správna inštalácia solárnych panelov je kritickou otázkou nielen z mechanického, ale aj z elektrického hľadiska – uzemnenie zohráva kľúčovú úlohu v ochrane proti úrazu elektrickým prúdom a v trvácnosti systému.
V našom článku sa venujeme aj tomu, prečo sa neodporúča domáca výroba nosnej konštrukcie solárnych panelov a aké praktické rady je vhodné dodržiavať na základe skúseností spoločnosti SOLARKIT. Ak chcete nainštalovať pozemný solárny systém, tento návod vás prevedie všetkými krokmi – odborným a ľahko zrozumiteľným spôsobom.
Výhody a nevýhody pozemných solárnych systémov
Solárne panely inštalované na zemi umožňujú optimálne nastavenie panelov – vyššie, smerom na juh a v ideálnom uhle – čím je možné dosiahnuť až o 20–25 % vyššiu produkciu v porovnaní so systémami inštalovanými na streche. Okrem toho pozemná inštalácia umožňuje väčšie, dokonca voľne rozširovateľné systémy a kombináciu s bifaciálnymi panelmi, ktoré využívajú aj svetlo odrážajúce sa od zeme.
Pozemná inštalácia však nemá len výhody. Počiatočná investícia je nákladnejšia, pretože si vyžaduje novú konštrukciu a základy, okrem toho môže byť potrebné získať viacero povolení na používanie. Pri kontrolovanej realizácii konštrukcie je potrebné zohľadniť kvalitu pôdy, zaťaženie vetrom, odvod dažďovej vody a eróziu pôdy. Okrem toho, pri väčších plochách môžu vzniknúť náročnejšie požiadavky na údržbu, napríklad kvôli čisteniu a pravidelnej kontrole konštrukčných prvkov.
Aj v Maďarsku rastie počet pozemných solárnych elektrární: na konci roku 2023 bude v krajine v prevádzke viac ako 5,8 GW kapacity, z čoho značná časť bude tvoriť pozemné systémy. Tieto projekty prevádzkových rozmerov, ako napríklad solárne elektrárne v Pécsi alebo Százhalombatta, jasne dokazujú, že pozemná inštalácia môže byť pri premyslenom environmentálnom a nákladovom manažmente dlhodobo rentabilnou investíciou.
Typy nosných konštrukcií pre pozemné solárne panely
V prípade solárnych systémov si môžete vybrať zviacerých typov pozemných nosných konštrukcií – pri každej z nich je dôležité prispôsobiť riešenie podmienkam pôdy a účelu systému. Tu sú najbežnejšie typy, ktoré sa osvedčili v praxi:
1. Podperová konštrukcia s pevným sklonom (fixed‑tilt)
Jednoduchá, stabilná konštrukcia upevnená v regulovanom uhle, ktorá udržuje panely v sklone zodpovedajúcom zemepisnej šírke a podmienkam lokality, čím sa znižujú investičné náklady. Bez mechanizácie a elektroniky, s menším počtom pohyblivých častí a nižšími nárokmi na údržbu – ideálna voľba pre malé systémy.
2. Systémy sledovania slnka (tracking)
Pohyblivé, s jedným alebo dvoma osami sledovania: s jedným osom vykonáva denný pohyb, s dvoma osami sleduje celý obzor, čím optimalizuje výkon v priebehu dňa aj sezónne . Zvýšenie výroby až o 25 % v porovnaní s pevnými konštrukciami; obzvlášť užitočné pri väčších inštaláciách alebo systémoch IPP. Jednoosové a dvojosové sledovanie sa od seba veľmi líšia. Dvojosové je dobrou voľbou pri veľmi malých inštaláciách, zatiaľ čo jednoosové je ideálne pre stredné a väčšie inštalácie.
3. Stožňová (pole‑mount) nosná konštrukcia
Jeden alebo viac panelov je umiestnených na jednom stĺpe; niekedy s nastaviteľným sklonom a otočným čapom, menej často v kombinácii s mechanizmom sledovania. Nízka náročnosť na priestor, jednoduchá konštrukcia – vhodné pre domáce alebo menšie priemyselné účely, najmä v obmedzených priestoroch.
4. Betónová nosná konštrukcia s balastom
Systém zaťažený betónovými alebo oceľovými betónovými blokmi, ktorý nevyžaduje narušenie pôdy – ideálny pre chránené alebo dočasné miesta, napríklad fóliované povrchy.
5. Špeciálne adaptívne a alternatívne systémy
Systémy prispôsobené špecifickým podmienkam, ako sú napríklad veterné duny, poľnohospodárske oblasti alebo tienisté prostredie – môžu byť vyrobené vo zvýšenej konštrukcii, namontované na zábradlia (napr. solárne panely s protihlukovou stenou) alebo v agrivoltaickej kombinácii .Pre podmienky v Maďarsku sú k dispozícii modulárne,
nerozprášiteľné alebo hliníkové verzie s adaptívnou geometriou – ponúka ich napríklad spoločnosť IKARUS.
Zhrnutie:
Fixný tiltje ideálne, jednoduché a nákladovo efektívne riešenie.
Sledovacie systémy dosahujú vyšší výkon, ale sú zložitejšie a drahšie, okrem toho zaberať viac miesta, pretože vyžadujú väčšie rozstupy.
Konštrukcie so stĺpikmi a záťažou sú pohyblivé, pevne pripevnené a ľahko inštalovateľné.
Špeciálne systémy sú flexibilné, prispôsobiteľné individuálnym požiadavkám, najmä v poľnohospodárstve, pri ochrane proti hluku alebo v náročnom teréne.
Solárne panely s nosnou konštrukciou na zem, na pôdu
Podstatou solárnych panelov s sledovaním slnka je, že panely sa neustále prispôsobujú pohybu slnka, čím sú schopné pracovať dlhší čas pod optimálnym uhlom dopadu. Veľkou výhodou je, že produkujú až o 30–50 % viac energie ako pevné systémy, ale samozrejme veľkosť solárneho panelu zostáva dôležitým faktorom.
Jednoosové vs. dvojosové sledovanie
Jednoosové systémy – zvyčajne sledujú Slnko v smere východ-západ – poskytujú v porovnaní s pevnými konštrukciami o 20–25 % viac energie.
V prípadedvojosejných systémov panely sledujú denný aj sezónny pohyb, čím sa ročná produkcia môže zvýšiť až o 45–50 %.
Všeobecné výhody systémov sledujúcich slnko:
- Zvýšená produkcia elektrickej energie počas celého dňa.
- Efektívnejšie využitie pôdy, v porovnaní s pevnými konštrukciami stačí menšia hmotnosť panelov.
- Obzvlášť výhodné pri väčších systémoch s vysokou spotrebou elektrickej energie.
Všeobecné nevýhody solárnych sledovacích systémov:
- Drahšia realizácia a údržba kvôli pohyblivým častiam.
- Na minimalizáciu porúch je potrebná častá kontrola, každý ďalší pohyblivý prvok predstavuje riziko.
- Je potrebná správna inštalácia a konštrukcia bez tienenia – inak sa môžu blízko umiestnené panely navzájom tieniť.
Solárne systémy namontované na zemi poskytujú vynikajúci výkon, najmä pri väčších priemyselných alebo agrivoltaických systémoch. Jednoosové riešenie je nákladovo efektívne a spoľahlivé, zatiaľ čo dvojoseová konštrukcia maximalizuje výnos – obe však vyžadujú viac údržby a vyššie investície v porovnaní s pevnou nosnou konštrukciou.
Rôzne postupy inštalácie pozemných držiakov solárnych panelov
Inštalácia pozemnej konštrukcie na upevnenie solárnych panelov pozostáva z viacerých krokov, ktorých presné poradie a dôkladné vykonanie zaručujú dlhodobú stabilitu a výkonnosť systému:
1. Príprava pôdy a terénne úpravy
Vyrovnanie terénu pred inštaláciou je základnou podmienkou pre presnú montáž, najmä na svahovitých alebo nerovných povrchoch. Analýza pevnosti pôdy pomáha určiť, či je v závislosti od modelu potrebný zemný skrutka, betón alebo balastová základňa. V mnohých prípadoch sa odporúča použitie štrkového lôžka alebo geotextílie na optimalizáciu odvodňovania a zabránenie zarastaniu burinou.
2. Typ základov
- Upevnenie zemnými skrutkami: rýchla metóda s nízkym vplyvom na životné prostredie, ideálna najmä na voľnej pôde.
- Betónové základy: odporúčané najmä v prípade väčších systémov, napríklad sledovacích systémov alebo stĺpových riešení, ktoré poskytujú bezpečnejšiu a trvalejšiu stabilitu.
- Základová doska s balastom: prefabrikovaný systém betónových blokov, ktorý nevyžaduje kopanie do zeme – ideálny pre prenájom a dočasné inštalácie.
3. Montáž a upevnenie nosnej konštrukcie
Prvky konštrukcie (napr. oceľové stĺpy, nosníky) sa musia zmontovať podľa pokynov výrobcu, s presným nastavením uhla a skrutkovaním. Pri väčších systémoch môže pri presnom umiestnení prvkov pomôcť žeriav alebo mechanický zdvihací prostriedok.
4. Upevnenie a nastavenie panelov
Panely sa upevňujú pomocou špeciálnych klipov alebo svoriek – pri montáži na terén je potrebné dodržiavať odporúčania výrobcu nosnej konštrukcie solárnych panelov. Je potrebné zabezpečiť dostatočnú medzeru medzi panelmi, aby tienenie neznížilo výkon.
5. Elektrické pripojenie a uzemnenie
Uzemneniesolárneho systémuinštalovaného na zemi je veľmi dôležité: bez potenciálu voči zemi je systém a používatelia chránení pred úrazom elektrickým prúdom. Pri uzemnení sa kovové nosné konštrukcie a armatúry spájajú so zemným potenciálom pomocou zeleno-žltého vodiča. Na zvýšenie bezpečnosti sa odporúča použitie zariadení na ochranu proti skratu a prepätiu.
6. Kontrolná a údržbový plán
Stabilita konštrukcie a namontované prvky sa musia pravidelne kontrolovať, najmä po vetre a pri každej zmene ročného obdobia. Udržovanie panelov v čistote, dotiahnutie skrutiek a kontrola uzemňovacích pripojení sú nevyhnutné pre dlhodobú prevádzku.
Inštalácia solárnych panelov na zem spočíva na viacerých základných pilieroch: terénne úpravy, výber vhodného základu, mechanická montáž, elektrická montáž, uzemnenie a údržba sú rovnako dôležité.Každý krok je potrebné starostlivo vykonať, aby systém fungoval správne, bezpečne a mal dlhú životnosť. Je zrejmé, že v porovnaní s montážou solárnych panelov na strechu sú dôležité aj iné aspekty.
Prečo je uzemnenie solárneho systému nevyhnutné?
Uzemnenie solárneho systému nie je len zákonnou povinnosťou, ale aj základnou bezpečnostnou a prevádzkovou podmienkou.
Ochrana proti dotyku a bezpečnosť ľudí
V prípade poruchy alebo izolačného problému môžu kovové nosné konštrukcie a rámy panelov dostať pod napätie. Správne uzemnenie odvádza prebytočný prúd do zeme, čím sa môžu predísť úrazom elektrickým prúdom.
Ochrana proti prepätiu a blesku
Priamy alebo nepriamy vplyv blesku môže spôsobiť vážne poškodenie meniča alebo panelov. Uzemnenie zabezpečuje nízkoimpedančnú cestu pre tieto nadmerné prúdy – aj v kombinácii so špeciálnou ochranou (bleskozvod, SPD) – čím sa zvyšuje dlhodobá životnosť systému.
Ochrana zariadení a efektívnosť systému
Uzemnenie nie je len ochrana, ale čiastočne aj optimalizácia systému: znižuje elektrický šum, interferencie a zlepšuje výkon systému. Okrem toho pomáha predchádzať poškodeniu panelov spôsobenému PID (Potential Induced Degradation).
Uzemneniesolárnych panelov a panelových konštrukcií je nevyhnutné pre ochranu ľudského života, zariadení a spoľahlivú prevádzku systému. Súčasťou uzemňovacieho systému je dobre navrhnutá, normám zodpovedajúca ochrana proti dotyku a prepätiu.
Domáce solárne panely? To sa neoplatí!
Domáca inštalácia nosnej konštrukcie solárnych panelov sa na prvý pohľad môže zdať ako lacné a atraktívne riešenie, ale so sebou prináša mnoho rizík:
Nesprávne dimenzovanie a konštrukcia
Výber vhodných nosných prvkov je zložitý: je potrebné vybrať z viacerých druhov materiálov, nosností a konštrukčných prvkov. Nesprávne dimenzovaný systém sa môže časom deformovať alebo dokonca zrútiť.
Bezpečnostné problémy, otázka zodpovednosti
Maďarské normy (napr. MSZ HD 60364-7-712) vyžadujú ochranu proti dotyku a prepätiu, čo je pri domácej výrobe ťažko splniteľné. To môže viesť k vážnym úrazom alebo finančnej zodpovednosti.
Zánka záruky, nesprávna realizácia
Niektorí výrobcovia poskytujú záruku len v prípade systému certifikovaného kvalifikovaným montérom. Neoprávnená alebo nesprávna inštalácia ruší túto právnu ochranu a sťažuje prípadné neskoršie rozšírenie.
Chýbajúca kontrola kvality
Pri domácej inštalácii nie je zabezpečená pravidelná kontrola – môžu chýbať napríklad upevnenia, uzemňovacie pripojenia alebo kontroly materiálových chýb konštrukčných prvkov.
Celkovo: hoci sa „urob si sám“ verzia môže na prvý pohľad javiť ako výhodná, z dlhodobého hľadiska je oveľa rizikovejšia z dôvodu straty spoľahlivosti, bezpečnosti a záruky. Zapojenie kompetentného dodávateľa vám poskytne bezproblémové, právne a technicky odborné riešenie.
Praktické tipy SOLARKIT pre dodávateľov
Na základe skúseností SOLARKIT sú tieto praktické rady najdôležitejšie pre tých, ktorí chcú realizovať solárny systém inštalovaný na zemi:
Dohoda s dodávateľom elektrickej energie o spôsobe zúčtovania
Predtým, než začnete plánovať systém, je vhodné si ujasniť spôsob zúčtovania (hrubé alebo čisté meranie), pretože to môže ovplyvniť dimenzovanie a návratnosť investície.
Výber skúseného a registrovaného dodávateľa
Spoľahlivý dodávateľ je nevyhnutný pre zabezpečenie kvalitných surovín, montáže a dokumentácie. Podľa skúseností spoločnosti SOLARKIT sú referencie, registrácia a záruka základnými požiadavkami.
Vypracovanie podrobnej a prehľadnej ponuky
Vždy požiadajte o ponuku, ktorá obsahuje podrobný rozpis nákladov na projektovanie, povolenia, materiály a montáž – tak sa vyhnete „skrytým nákladom“.
Vyhnite sa častým chybám pri realizácii
Webináre SOLARKIT upozorňujú na zanedbané základy alebo montáž nepresných kovových súčiastok, ktoré môžu neskôr viesť k štrukturálnym alebo elektrickým problémom.
Kontrola po uvedení do prevádzky a meranie spotreby
Po inštalácii je vhodné integrovať inteligentný merač spotreby a skontrolovať, či menič skutočne poskytuje optimálny výkon („inteligentné meranie spotreby“ – na základe videí SOLARKIT).
Sledujte najnovšie tipy na blogu a sociálnych médiách
Blog a webináre SOLARKIT pravidelne prinášajú nové tipy, napríklad ako inteligentne nabíjať elektrické auto z ostrovného solárneho systému.
Solárne systémy inštalované na zemi už dnes nie sú len záležitosťou poľnohospodárskych a priemyselných investícií – stále viac domácností využíva toto riešenie. Výber a inštalácia vhodnej konštrukcie solárnych panelov na zem je nielen ekonomická, ale aj stabilná, ľahko udržiavateľná a rozširovateľná.
Pevné alebo slnečné kolektory na zem majú rôznu úroveň výnosu, náklady na inštaláciu a údržbu. Pri výbere rôznych spôsobov inštalácie – zemné skrutky, betónové alebo záťažové riešenia – je potrebné zohľadniť zloženie pôdy, čas potrebný na inštaláciu a zaťaženie životného prostredia.
Jedným zo základných pilierov bezpečnej prevádzky systému je správne uzemnenie: to nielen chráni pred úrazom elektrickým prúdom, ale aj chráni elektronické komponenty a zvyšuje životnosť systému. Hoci domáca výroba môže byť lákavá, v praxi skrýva mnoho úskalí – nesprávne upevnenie, chýbajúca elektrická ochrana alebo nedostatky v regulácii môžu spôsobiť vážne problémy.
Praktické rady SOLARKIT vám pomôžu vyhnúť sa najčastejším chybám a vybrať si nosnú konštrukciu, ktorá bude slúžiť vášmu solárnemu systému po mnoho rokov – bezpečne, efektívne a v súlade s právnymi predpismi.
