Встановлення опорної конструкції для сонячних панелей на землю, ґрунт та заземлення панелей

 

Сонячні системи все частіше використовуються не тільки на дахах, але й на землі. Сонячні панелі, встановлені на землі, є чудовою альтернативою, якщо дах не ідеальний або є велика вільна площа. Ці рішення є універсальними, але для забезпечення ефективності та безпеки необхідне правильне проектування та монтаж.

 

Окрім вибору типу опорної конструкції та способу кріплення наземних систем, важливо враховувати такі сучасні опції, як сонцевідстежувальні конструкції. Правильне встановлення сонячної батареї є критично важливим не тільки з механічної, але й з електричної точки зору – заземлення відіграє важливу роль у захисті від ураження електричним струмом та довговічності системи.

 

У нашій статті ми також розповімо, чому не рекомендується самостійно виготовляти кріплення для сонячних батарей, і які практичні поради варто взяти до уваги, виходячи з досвіду SOLARKIT. Якщо ви хочете встановити наземну сонячну систему, цей посібник проведе вас крок за кроком – професійно та легко для розуміння.

 

Переваги та недоліки наземних сонячних систем

 

Наземні конструкції для сонячних панелей дозволяють оптимально встановити панелі — вище, на південь і під ідеальним кутом — завдяки чому можна досягти на 20–25 % вищої продуктивності порівняно з системами, встановленими на даху. Крім того, наземне розміщення дає можливість створювати більші, навіть вільно розширювані системи, а також комбінувати їх з біфаціальними панелями, які використовують світло, що відбивається від землі.

 

Однак наземна установка має не тільки переваги. Початкові інвестиції є більш витратними, оскільки потрібні нова конструкція та фундамент, а також може знадобитися кілька дозволів на використання. Для контрольованого виконання конструкції необхідно враховувати якість ґрунту, вітрове навантаження, а також відведення дощової води та ерозію ґрунту. Крім того, у разі великих площ можуть виникнути серйозніші потреби в технічному обслуговуванні, наприклад, через необхідність регулярного очищення та перевірки конструктивних елементів.

 

Угорщина також демонструє зростання кількості наземних сонячних електростанцій: на кінець 2023 року в країні буде експлуатуватися понад 5,8 ГВт потужності, значна частина якої припадатиме на наземні системи. Ці промислові проекти, такі як сонячні електростанції в Печі та Сазонь, добре показують, що наземні установки можуть бути вигідною інвестицією в довгостроковій перспективі за умови продуманого управління навколишнім середовищем та витратами.

 

Типи опорних конструкцій для наземних сонячних батарей

 

Для сонячних систем можна вибрати здекількох типів наземних опорних конструкцій – у кожному випадку важливо підібрати рішення, яке відповідає особливостям ґрунту та призначенню системи. Ось найпоширеніші типи, які добре зарекомендували себе на практиці:

 

1. Опорна конструкція з фіксованим кутом нахилу (fixed‑tilt)

 

Проста, стабільна конструкція, закріплена під регульованим кутом, яка утримує панелі під кутом нахилу, що відповідає географічній широті та місцевим умовам, що забезпечує нижчі інвестиційні витрати. Без механізації та електроніки, з меншою кількістю рухомих деталей, з меншими вимогами до технічного обслуговування – ідеальний вибір для невеликих систем.

 

2. Системи стеження за сонцем (трекінг)

 

Пересувні, з одно- або двовісним стеженням: одновісні виконують щоденне переміщення, двовісні – стеження за всім небом, таким чином оптимізуючи продуктивність протягом дня та сезону . Збільшення виробництва на понад 25 % порівняно з фіксованими кріпленнями; особливо корисно для великих установок або систем IPP. Одноосьове та двоосьове стеження дуже відрізняються одне від одного. Двоосьове стеження є хорошим вибором для дуже малих установок, тоді як одноосьове стеження ідеально підходить для середніх і великих установок.

 

3. Опорна конструкція на стовпах (pole‑mount)

 

Один або кілька панелей встановлюються на один стовп; іноді з регульованим нахилом і віссю обертання, рідше в поєднанні з механізмом стеження. Невибагливі до ґрунту, проста конструкція – підходять для домашнього або невеликого промислового використання, особливо на обмежених площах.

 

4. Бетонована опорна конструкція з баластом

 

Система, обтяжена бетонними або сталевими бетонними блоками, яка не вимагає прориву ґрунту – ідеальна для захищених або тимчасових місць, наприклад, для покритих плівкою поверхонь.

 

5. Спеціальні адаптивні та альтернативні системи

 

Системи, пристосовані до особливих умов, таких як вітряні пагорби, сільськогосподарські угіддя або затінені ділянки – можуть бути побудовані у підвищеній конструкції, встановлені на огорожі (наприклад, сонячні панелі з шумозахисними екранами) або в агрівольтачній комбінації .Для умов Угорщини доступні модульні,

нержавіючі або алюмінієві варіанти з адаптивною геометрією, наприклад, від компанії IKARUS.

 

Підсумок:

Фіксований нахилє ідеальним, простим і економічним рішенням.

Системи стеження досягають вищої продуктивності, але вони складніші та дорожчі, а також займають більше місця, оскільки потребують більших міжрядкових відстаней.

Конструкції з колонами та баластом є рухомими, стаціонарними та простими в установці.

Спеціальні системи є гнучкими, можуть бути адаптовані до індивідуальних потреб, особливо в сільському господарстві, для захисту від шуму або на важкому рельєфі.

 

Сонячна батарея на землі, ґрунті

 

Суть сонячних батарей, що стежать за сонцем, полягає в тому, що панелі постійно пристосовуються до руху Сонця, завдяки чому можуть довше працювати під оптимальним кутом падіння. Великою перевагою є те, що вони виробляютьна 30-50% більше енергії, ніж фіксовані системи, але, звичайно, розмір сонячної панелі залишається важливим фактором.

 

Одноосьові та двоосьові системи стеження

 

Одноосьові системи – зазвичай слідують за Сонцем у напрямку схід-захід – забезпечують на 20-25 % більше енергії на рік у порівнянні з фіксованими конструкціями.

 

Удвоосьових системах панелі слідують як за добовим, так і за сезонним рухом, завдяки чому річний обсяг виробництва може зрости на 45–50 %.

 

Загальні переваги систем стеження за Сонцем:

1. Збільшена вироблення електроенергії протягом усього дня.
2. Більш ефективне використання землі, менша маса панелей порівняно з фіксованими конструкціями.
3. Особливо вигідні для великих систем з високим споживанням електроенергії.

 

Загальні недоліки систем сонячного стеження:

1. Більш дороге виготовлення та обслуговування через рухомі деталі.
2. Потребує частого контролю для зменшення кількості несправностей, кожен додатковий рухомий елемент несе ризик.
3. Необхідний правильний монтаж і відсутність затінення – інакше панелі, розташовані близько одна до одної, можуть затінювати одна одну.

 

Наземні сонячні системи забезпечують високу продуктивність, особливо у великих промислових або агровольтаїчних системах. Одноосьове рішення є економічно ефективним і надійним, тоді як двоосьова конструкція максимізує вихід енергії, але обидва варіанти вимагають більше технічного обслуговування і мають вищі інвестиційні витрати в порівнянні з фіксованою опорною конструкцією.

 

Різні методи встановлення наземних сонячних панелей

 

Процес встановлення наземної конструкції для сонячних панелей складається з декількох етапів, точний порядок і ретельне виконання яких гарантують довгострокову стабільність і продуктивність системи:

1. Підготовка ґрунту та благоустрій території

 

Вирівнювання ділянки перед установкою є основною умовою для точного монтажу, особливо на похилій або нерівній поверхні. Аналіз щільності ґрунту допомагає визначити, чи потрібно, залежно від моделі, використовувати ґрунтові гвинти, бетон або баластну основу. У багатьох випадках рекомендується використовувати гравійну подушку або геотекстиль для оптимізації дренажу та запобігання заростанню бур'янами.

 

2. Тип фундаменту

 

1. Кріплення за допомогою ґрунтових гвинтів: швидкий метод з низьким впливом на навколишнє середовище, ідеальний для ґрунтів з пухкою структурою.
2. Бетонне фундамент: особливо рекомендується для великих конструкцій, таких як системи трекінгу або стовпчасті конструкції, забезпечує більш надійну і довговічну опору.
3. Баластне фундамент: система з готових бетонних блоків, яка не вимагає розриву ґрунту – ідеальна для орендованих ділянок і тимчасових установок.

3. Збірка та кріплення опорної конструкції

Елементи конструкції (наприклад, сталеві стовпи, рейки) слід з'єднати відповідно до інструкцій виробника, точно вирівнявши кути та закрутивши гвинти. У разі великих систем для точного розміщення елементів може знадобитися кран або механічний підйомник.

4. Кріплення та регулювання панелей

 

Кріплення панелей здійснюється за допомогою спеціальних затискачів або скоб – для цього необхідно дотримуватися рекомендацій виробників сонячних панелей. Необхідно забезпечити відповідний зазор між панелями, щоб затінення не знижувало продуктивність.

 

5. Електричне підключення та заземлення

 

Заземленнясонячної системи, встановленої на землі , є життєво важливим: безпотенціальний зв'язок із землею захищає систему та користувачів від ураження електричним струмом. Під час заземлення металеві опорні конструкції та кріплення з'єднують із потенціалом землі за допомогою зелено-жовтого провідника. Для підвищення безпеки рекомендується використовувати засоби захисту від замикання та перенапруги.

 

6. Постмоніторинг та план технічного обслуговування

Стійкість конструкції та її монтажні елементи необхідно регулярно перевіряти, особливо після вітру та при зміні сезонів. Для тривалої експлуатації необхідно підтримувати панелі в чистоті, затягувати гвинти та перевіряти заземлення.

Встановлення сонячних панелей на землю базується на декількох основних принципах: ландшафтний дизайн, вибір відповідного фундаменту, механічний монтаж, електричний монтаж, заземлення та технічне обслуговування мають ключове значення.Кожен крок повинен бути ретельно виконаний, щоб система працювала належним чином, безпечно і мала тривалий термін експлуатації. Очевидно, що тут важливі інші аспекти, ніж при кріпленні сонячних панелей на даху.

 

Чому заземлення сонячної системи є обов'язковим?

 

Заземлення сонячної системи є не тільки законодавчою вимогою, але й основною умовою безпеки та функціонування.

 

Захист від ураження електричним струмом та безпека людей

 

Металеві опорні конструкції та рами панелей можуть потрапити під напругу в разі несправності або проблеми з ізоляцією. Належне заземлення відводить надлишковий струм у землю, що запобігає нещасним випадкам ураження електричним струмом.

 

Захист від перенапруги та блискавки

 

Прямий або непрямий вплив ударів блискавки може спричинити серйозні пошкодження інвертора або панелей. Заземлення забезпечує шлях з низьким опором для цих надлишкових струмів, навіть при наявності спеціального захисту (блискавковідвід, SPD), що збільшує термін експлуатації системи.

 

Захист обладнання та ефективність системи

 

Заземлення – це не тільки захист, але й часткова оптимізація системи: воно зменшує електричні перешкоди, інтерференцію та покращує продуктивність системи. Крім того, воно допомагає уникнути пошкодження панелей, спричиненого PID (Potential Induced Degradation).

 

Заземленнясонячних батарей та панелей є необхідним для захисту життя людей, обладнання та надійної роботи системи. Частиною системи заземлення є добре спроектований, відповідний стандартам захист від дотику та перенапруги.

 

Сонячна батарея самостійно? Це не варто того!

 

Самостійний монтаж сонячної батареї може здатися дешевим і привабливим рішенням, але він пов'язаний з низкою ризиків:

 

Непрофесійне проектування та конструкція

 

Вибір відповідних опорних елементів є складним: потрібно вибрати з різних матеріалів, навантажень і конструктивних елементів. Неправильно розрахована система з часом може деформуватися або навіть зруйнуватися.

 

Проблеми безпеки, питання відповідальності

 

Угорські стандарти (наприклад, MSZ HD 60364-7-712) передбачають захист від дотику та перенапруги, що важко забезпечити при самостійному виготовленні. Це може призвести до серйозних нещасних випадків або матеріальної відповідальності.

 

Втрата гарантії, неправильне виконання

 

Деякі виробники надають гарантію лише у випадку, якщо система сертифікована кваліфікованим монтажником. Несанкціоноване або неправильне виконання робіт позбавляє цього правового захисту та ускладнює можливе розширення в майбутньому.

 

Відсутність контролю якості

 

При самостійній установці немає регулярного контролю – можуть бути пропущені, наприклад, перевірка кріплень, заземлення або перевірка конструкційних елементів на наявність дефектів матеріалу.

 

Підсумок: хоча на перший погляд варіант «зроби сам» може здатися вигідним, у довгостроковій перспективі він є набагато ризикованішим через втрату надійності, безпеки та гарантії. Залучення кваліфікованого виконавця забезпечить вам безстресове, юридично та технічно професійне рішення.

 

Практичні поради SOLARKIT для виконавців

 

На основі досвіду SOLARKIT, ось найважливіші практичні поради для тих, хто хоче встановити наземну сонячну електростанцію:

 

Узгодження з енергопостачальною компанією щодо способів розрахунків

Перед тим, як проектувати систему, варто з'ясувати схему розрахунків (брутто або нетто метринг), оскільки це може вплинути на розміри та окупність.

 

Вибір досвідченого, зареєстрованого підрядника

Надійний підрядник є необхідною умовою для забезпечення відповідної якості матеріалів, монтажу та документації. Згідно з досвідом SOLARKIT, наявність рекомендацій, реєстрації та гарантії є основною вимогою.

 

Підготовка детальної, прозорої пропозиції

Завжди вимагайте пропозицію, яка детально містить витрати на проектування, отримання дозволів, матеріали та монтаж – так можна уникнути «прихованих витрат».

 

Уникайте типових помилок при виконанні робіт

У вебінарах SOLARKIT звертають увагу на недбале виконання фундаменту або неточний монтаж металевих деталей, що може призвести до структурних або електричних проблем у майбутньому.

 

Перевірка після введення в експлуатацію та вимірювання споживання

Після встановлення варто інтегрувати розумний лічильник споживання та перевірити, чи інвертор дійсно забезпечує оптимальну потужність («розумне вимірювання споживання» – на основі відео SOLARKIT).

 

Слідкуйте за свіжими порадами в блозі та соціальних мережах

Блог та вебінари SOLARKIT регулярно діляться новими порадами, наприклад, про те, як розумно заряджати електромобіль від автономної сонячної батареї.

 

Наземні сонячні системи сьогодні використовуються не тільки в сільському господарстві та промисловості, але й у все більшій кількості домогосподарств. Правильний вибір і встановлення наземної конструкції для сонячних панелей не тільки економічно вигідне в довгостроковій перспективі, але й забезпечує стабільність, простоту обслуговування та можливість розширення системи.

 

Фіксовані або сонцевідстежувальні сонячні батареї на землі мають різний рівень продуктивності, вартості встановлення та потреб в обслуговуванні. При виборі різних методів встановлення – за допомогою гвинтів, бетону або баласту – необхідно враховувати структуру ґрунту, час, необхідний для встановлення, та навантаження на навколишнє середовище.

 

Одним з основних елементів безпечної роботи системи є правильне заземлення: воно не тільки забезпечує захист від ураження електричним струмом, але й захищає електронні компоненти та збільшує термін служби системи. Хоча самостійне виготовлення може здаватися привабливим, на практиці воно приховує чимало підводних каменів – неправильне кріплення, відсутність електрозахисту або недоліки в регулюванні можуть призвести до серйозних проблем.

 

Практичні поради SOLARKIT допоможуть вам уникнути найпоширеніших помилок і вибрати кріплення, яке прослужить вашій сонячній системі довгі роки – безпечно, ефективно та відповідно до законодавчих вимог.