Jak podejść do wielkoskalowej instalacji dachowej? – balast, optymalizatory mocy i inne usprawnienia

Instalacje fotowoltaiczne o mocach rzędu 1 MW na dachach to w Polsce jeszcze raczej rzadki widok. Dlatego na podstawie istniejącej instalacji i wskazówek eksperta postaramy się dostarczyć jak najwięcej informacji dot. takiego przedsięwzięcia. W tym artykule pod lupę bierzemy kwestie projektowe takich instalacji. O dobór odpowiedniego balastu, czy optymalizatora mocy pytamy Krzysztofa Grobla - eksperta z firmy Solgen.

Kilka informacji o instalacji
Ta konkretna instalacja fotowoltaiczna o mocy 1,24 MWp, którą w tym materiale przybliżymy znajduje się na płaskim dachu nad halą produkcyjną. Użyte moduły to monokrystaliczne half-cut’y 460 Wp od Phono Solar. Instalacja, poza modułami i falownikami jest wzbogacona w optymalizatory mocy. By nie naruszać konstrukcji dachu zastosowano tzw. instalację dociążną (balastową). Tym samym do jej montażu nie użyto śrub ani wkrętów ani nie trzeba było przewiercać połaci dachu.
-Konstrukcja wsporcza, którą tutaj zastosowaliśmy to konstrukcja balastowa, nie ingerująca w poszycie dachu. Tym samym inwestor został zabezpieczony przed potencjalnymi nieszczelnościami - wyjaśnia Krzysztof Grobel

Moduły są więc ułożone na konstrukcji wsporczej na powierzchni dachu i obciążone wyliczonym szczegółowo balastem by zabezpieczyć je przed siłą wiatru. Oprócz tego usprawnienia montażowego w instalacji są też inne ciekawe rozwiązania.
-Instalacja została wyposażona w optymalizatory mocy w stosunku 2:1, czyli jeden optymalizator mocy łączy ze sobą dwa moduły. Dzięki zastosowaniu tych urządzeń przede wszystkim podnosimy poziom bezpieczeństwa instalacji. Optymalizator mocy obniża poziom napięcia do napięcia bezpiecznego na każdym z tych dwóch modułów - informuje ekspert.
Optymalizatory mocy nie są oczywiście obowiązkowymi elementami instalacji fotowoltaicznej. Decyzja o zastosowaniu optymalizacji leży w gestii inwestora. Jednak ze względu na zalety tych urządzeń można je często spotkać w różnego rodzaju instalacjach fotowoltaicznych.
Dzięki optymalizatorom na końcu łańcucha modułów nie mamy napięcia kilkuset volt, tylko napięcie sprowadzone do poziomu bezpiecznego (<40V). Jest to szczególnie ważne w obliczu możliwych niebezpieczeństw. Jeżeli któryś z kabli zostanie przez przypadek przecięty, bądź pojawi się inne zagrożenie, np. pożarowe to wtedy instalacja automatycznie się rozłącza i jest bezpieczna zarówno dla użytkowników, jak i dla osób prowadzących akcję ratowniczą.
Optymalizator mocy - jedno urządzenie, wiele zalet
Optymalizatory mocy można spotkać w standardowych prosumenckich instalacjach fotowoltaicznych. Zwłaszcza w tych podatnych na zacienienie.
-Cień na płaskim dachu również może dosięgnąć moduły. Dzięki zastosowaniu optymalizatorów mocy nie wyłączamy z produkcji bądź nie obniżamy produkcji całego łańcucha modułów. W tym momencie tylko jeden bądź dwa moduły obniżają swoją moc ze względu na zacienienia nie wpływając na pracę innych urządzeń- wyjaśnia Krzysztof Grobel.
Warto jednak wiedzieć, że te urządzenia do zaoferowania mają coś więcej niż optymalizacje generacji. Dają wykonawcy pełny monitoring instalacji. W przypadku mikroinstalacji podgląd może się odbywać z dokładnością nawet do jednego modułu.
-To bardzo duże usprawnienie z punktu widzenia wykonawcy instalacji. Dzięki pełnej optymalizacji widzimy dokładnie, który moduł pracuje inaczej, czyli gdzie możemy się spodziewać błędów lub anomalii w pracy modułów. Dzięki temu zaoszczędzimy czas rozwiązania potencjalnej usterki, ponieważ wchodząc na dach, wiemy dokładnie, który wśród tysięcy moduł może być problemem - podkreśla ekspert
W obliczu wielkich instalacji, gdzie modułów fotowoltaicznych jest kilkanaście razy więcej, optymalizatory mają prawdziwe pole do popisu. W przypadku wielkoskalowych instalacji fotowoltaicznych bez optymalizacji mocy na monitoring z dokładnością do jednego modułu nie można już liczyć. Wykonawca zyskuje jednak podgląd z dokładnością do łańcucha modułów. Wciąż jest to duże usprawnienie, gdyż szukanie błędu ogranicza się do kilkunastu modułów wchodzących w skład danego łańcucha.
Obciążenie konstrukcji - jak dobrać balast?
Każda konstrukcja balastowa jest projektowana dla indywidualnego przypadku. Wszystko jest sprawdzane w dedykowanym oprogramowaniu, które przelicza balast (niezbędne dociążenie dla takiej instalacji) w danych warunkach geograficznych danego kraju. Kiedy stosujemy konstrukcję balastową? Generalnie technologia wykonania instalacji zależy od woli inwestora. Jednak najważniejszą kwestią pozostaje wytrzymałość dachu na dodatkowe obciążenie. Dlatego na starcie takiego projektu powinna zostać zbadana nośność dachu. Takie badanie mogą wykonać osoby posiadające uprawnienia w zakresie konstrukcyjno-budowlanym. Tym samym firma wykonująca instalacje fotowoltaiczną zyska niezbędne informacje jak może rozmieścić moduły i balast na dachu oraz które strefy są całkowicie wyłączone z możliwości montażu.
-System ten jest bezinwazyjny, nie wymaga wiercenia czy penetrowania konstrukcji dachu w inny sposób. Ponadto dokładamy specjalne podkładki, które zabezpieczają przed wystąpieniem potencjalnych nieszczelności - wyjaśnia ekspert.
Ponadto mamy tutaj specjalnie zaprojektowane deflektory wiatrowe, które dodatkowo chronią instalację przed podmuchami i siłą ssania wiatru.

Bez deflektorów wiatrowych pozostałyby puste przestrzenie. W tym momencie moduł mógłby zostać poderwany przez silne podmuchy wiatru. Dzięki zastosowaniu aerodynamicznych deflektorów wiatr nie tylko opływa konstrukcję, ale również ją dociska do podłoża. Ponadto szybkość montażu instalacji balastowej jest dużo większa niż w przypadku instalacji na konstrukcji zakotwiczonej. Warto wybrać konstrukcję wsporczą, która cechuje się możliwym jak najmniejszym balastem oraz szybkością montażu.
Relacja z tej ciekawej instalacji, jak również szereg porad odnośnie instalacji dachowych jest dostępny w najnowszym warsztacie OZE.