Prawidłowy montaż paneli fotowoltaicznych - jak wygląda?

Montaż instalacji fotowoltaicznej - kto może go przeprowadzać?

Zacznijmy od samych podstaw, czyli ustalenia, kto może montować fotowoltaikę? Pytanie to jest nieco podchwytliwe.

W teorii, montaż fotowoltaiki na własnej działce można przeprowadzić samodzielnie - prawo tego nie zabrania. Jeśli zatem posiadamy wiedzę na temat zasad montażu i jesteśmy gotowi wziąć na siebie ewentualne konsekwencje związane z potencjalnymi błędami (o których napiszemy później), moglibyśmy się zabrać za montaż.

Jednakże, trzeba pamiętać, że taka instalacja zamontowana nawet przez najlepszą domorosłą, złotą rączkę, może później sprawiać problemy - np. z odbiorem przeprowadzanym przez zakład energetyczny. Operator Sieci może odmówić podłączenia fotowoltaiki do sieci, jeśli prace przeprowadziła nieuprawniona do tego osoba.

Jakie uprawnienia są zatem wymagane, aby gładko przejść etap uruchomienia instalacji PV? Osoba, która wykonuje instalacje fotowoltaiczne musi posiadać:

• Certyfikat wydany przez Urząd Dozoru Technicznego potwierdzający posiadanie kwalifikacji do instalowania systemów fotowoltaicznych lub,
• Świadectwo kwalifikacyjne uprawniające do zajmowania się eksploatacją urządzeń, instalacji i sieci elektroenergetycznych lub,
• Uprawnienia budowlane w specjalności instalacyjnej w zakresie sieci, instalacji i urządzeń elektrycznych i elektroenergetycznych do kierowania robotami.

Same uprawnienia to jednak nie wszystko, ponieważ bardzo ważne jest doświadczenie i wiedza związana nie tylko z samymi instalacjami fotowoltaicznymi, ale również ogólnie z zakresu odbiorczych instalacji elektrycznych oraz konstrukcji dachowych.

Warto też pamiętać, że w wielu, jeśli nie w większości przypadków, prace instalacyjne przeprowadzane są na dachach domów czy hal - kilka, kilkanaście metrów nad ziemią. Ze względów BHP, wskazane byłoby zatem, aby osoby wykonujące instalacje fotowoltaiczne umiały i mogły pracować na wysokości.

Prawidłowy montaż paneli fotowoltaicznych - podstawowe zasady

Jak już wspominaliśmy, efektywna i bezawaryjna praca instalacji PV uzależniona jest od prawidłowego montażu paneli fotowoltaicznych, przeprowadzonego zgodnie z ogólnie przyjętymi wytycznymi branżowymi. Jakich zasad powinny się trzymać firmy fotowoltaiczne? Kwestii, które trzeba wziąć pod uwagę jest kilka:

• Kierunek i kąt ułożenia paneli - jeśli interesujecie się fotowoltaiką, z pewnością słyszeliście, że optymalnym sposobem umiejscowienia instalacji PV jest skierowanie jej na południe. Dzięki temu jest ona oświetlona stale, przez cały dzień i najwyższą moc osiąga w godzinach około południowych. Do tego, nie mniej ważny jest kąt nachylenia modułów fotowoltaicznych, który powinien wynosić ok. 30-40 stopni. Odstępstwa od tych zasad, nieuzasadnione warunkami montażowymi, będą wiązać się ze stratami w produkcji. Jeśli warunki nie pozwalają na wdrożenie w danym miejscu powyższych zasad, konieczna może być rekonfiguracja instalacji - np. zwiększenie ilości paneli.
• Zacienienie - przed przystąpieniem do montażu, na etapie przygotowywania projektu instalacji, koniecznie należy sprawdzić, czy planowane miejsce montażu nie będzie zacienione w określonych porach dnia czy roku. Dlaczego jest to takie ważne? Cień rzucany przez elementy architektoniczne (np. lukarny, kominy, anteny etc. może "wędrować" w zależności od kąta padania promieni słonecznych, co może przełożyć się naawet na kilkunastoprocentowe straty w produkcji w ujęciu rocznym. Warto też podkreślić, że mniejsze uzyski to jedyne ryzyko. Zacienienie może sprawić, że w części ogniw dojdzie do nienaturalnego wzrostu temperatury. A to z kolei jest przyczyną powstawania tzw. hot-spotów, które mogą uszkodzić moduł.
• Wiatr - choć nie każdy może zdawać sobie z tego sprawę, przy montażu fotowoltaiki niemałe znaczenie ma również wiatr. Przy krawędziach dachowych występuje duże obciążenie wywołane właśnie ruchem powietrza. W połączeniu z niewłaściwie wykonanym montażem, może doprowadzić on do podniesienia lub oderwania elementów instalacji. Dlatego tak ważne jest stosowanie dedykowanych systemów montażowych.
• Ułożenie paneli względem dachu i jego elementów konstrukcyjnych - panele absolutnie nie mogą wystawać poza krawędź dachu! Odstępy należy zachować nie tylko od dolnych krawędzi dachu (przy konstrukcjach skośnych wskazana jest luka ok. 20 cm), ale też od szczytów i kalenicy, między samymi modułami, a także między powierzchnią dachu a modułem (ok. 10 cm). To zapewni kontrolowany ruch powietrza i pomoże schłodzić moduły PV, zwiększając ich wydajność.

Prawidłowy montaż paneli fotowoltaicznych - odstępy na dachu. Źrodło: PV Poland

Oczywiście, ogólnych zasad prawidłowego montażu fotowoltaiki jest więcej. Co można, a czego nie można robić przy instalacji paneli?

• Nie wolno chodzić ani siadać na modułach. Nie można też kłaść na nich żadnych przedmiotów (wyjątkiem jest podnośnik ssawkowy) - w ten sposób mogą ulec porysowaniu lub uszkodzeniu.
• Instalacje PV można montować jedynie na powierzchniach ogniotrwałych, o klasie pożarowej A.
• Nie można montować paneli, które mają uszkodzoną przednią lub tylną warstwę.
• Podczas układania przewodów, moduły powinny być zasłonięte, by nie produkowały prądu - nieprzestrzeganie tej zasady może grozić porażeniem!
• Instalacji nie powinno się montować podczas niekorzystnych warunków pogodowych (padający deszcz, śnieg, silny wiatr).
• Moduły należy montować za pomocą klucza dynamometrycznego, który pozwoli zachować odpowiedni moment dokręcenia śrub.
• Do montażu należy używać systemów dedykowanych dla danego miejsca instalacji.

Ostatnia zasada jest o tyle ważna, że szczegółowe zasady instalacji paneli fotowoltaicznych mogą się różnić w zależności od miejsca montażu czy rodzaju pokrycia. Prace inaczej będą wyglądały na dachu płaskim, inaczej na dachu skośnym, pokrytym dachówką ceramiczną i jeszcze inaczej na dachu spadzistym z blachodachówką. Jakie kryteria należy uwzględnić w takich przypadkach?

Montaż paneli fotowoltaicznych na płaskim dachu

Jeśli natrafiliście na opinie, że płaski dach wyklucza zainstalowanie fotowoltaiki, powinniście wiedzieć, że jest to mit! Mocowanie paneli fotowoltaicznych na dachu płaskim jest możliwe - prace przebiegają jednak nieco inaczej niż ma to miejsce w przypadku dachów spadzistych.

Na płaskim dachu, w zależności od pokrycia, stosuje się przykładowo:

• tzw. system balastowy - przy montażu fotowoltaiki na płaskim dachu bardzo często stosuje się stelaże (aluminiowe), dociążone bloczkami betonowymi o określonej wadze. Na jeden panel o wadze około 25 kg, powinny przypadać trzy bloczki o łącznej wadze 75 kg. To rozwiązanie szeroko stosowane, gdyż nie wymaga już perforowania dachu i jest dość proste do wdrożenia;
• system montażowy bez dodatkowego balastu - w tym przypadku, oś konstrukcji stanowi aluminiowa rama wsporcza, przymocowana do specjalnych betonowych bloczków, umieszczonych na dachu. Również i to jest rozwiązanie nieinwazyjne (nie wymaga ingerencji w poszycie);
• system kotwiony - w przypadku m.in. dachów żelbetowych możliwe jest zastosowanie konstrukcji, która zostanie na stałe przytwierdzona do powierzchni. Opcję tę powinno się stosować jeszcze przed ociepleniem dachu - później konieczne jest dokładne zaizolowanie miejsc łączenia.

Montaż paneli fotowoltaicznych na dachu płaskim.

Wspólna dla wszystkich powyższych metod jest konstrukcja wsporcza, która zapewnia panelom odpowiedni kąt nachylenia. Najlepiej jeśli zostanie ona wykonana z aluminium (czyli z tego samego materiału, co ramy paneli) - to pozwoli wyeliminować problem ewentualnej korozji. Alternatywnie stosuje się rozwiązanie, gdzie podpory są wykonane np. z betonu i stanowią jednocześnie balast.

Prawidłowy montaż paneli fotowoltaicznych na dachu skośnym

W przypadku niezwykle popularnych w Polsce dachów spadzistych, montaż paneli fotowoltaicznych wygląda nieco inaczej. Stosuje się konstrukcję wsporczą, którą przytwierdza się do krokwi dachowych - m.in. za pomocą haków czy śrub, w zależności od rodzaju pokrycia dachowego. W tym przypadku konstrukcja, tzw. szyny montażowe, służy głównie zamocowaniu paneli na dachu, a nie osiągnięciu określonego kąta nachylenia, bo ten wyznacza kąt dachu. Możliwe jest jednak delikatne korygowanie ich ułożenia, w celu osiągnięcia jednolitej powierzchni paneli.

Jak już wspominaliśmy, konkretne zasady montażu, uzależnione są od rodzaju pokrycia dachowego. Poniżej omówimy kilka z nich.

Prawidłowy montaż paneli fotowoltaicznych na blachodachówce

Jeśli chodzi o montażu fotowoltaiki na blachodachówce, wyzwaniem jest przede wszystkim wyznaczenie krokwi, do których można przykręcić stelaż. Monterzy stosują kilka technik ich znalezienia:

• wyznaczenie od strony strychu,
• zdjęcie podbitki,
• odkręcenie kalenicy,
• odkręcenie arkuszy blachy.

W przypadku tego typu poszycia, system montażowy składa się najczęściej z szyn, łączników szyn, klem, specjalnych śrub dwugwintowych, adaptera montażowego oraz dodatkowych śrub i nakrętek mocujących.

Montaż paneli fotowoltaicznych na blachodachówce wiąże się z wykonaniem otworów w blasze, w które później wkłada się śruby z uszczelką, zapobiegającą przeciekaniu dachu. Niekiedy, dodatkowo uszczelnia się miejsce np. masą bitumiczną.

Na śruby przychodzi adapter, który stanowi element łączeniowy dla szyn aluminiowym, do których mocowane są panele fotowoltaiczne za pomocą klem.
Uwaga! Przed przykręceniem paneli wskazane jest wypoziomowanie całej konstrukcji.

Prawidłowy montaż paneli fotowoltaicznych na dachówce

Nieco inaczej wygląda montaż przy dachówce ceramicznej. W tym przypadku prace rozpoczynają się od zdjęcia kilku dachówek, tak by odsłonić krokwie. Następnie przykręca się do nich haki. Po tym, z powrotem zakłada się usunięte dachówki. By elementy dachu nie odstawały, konieczne jest przeszlifowanie zdjętych dachówek. Należy to robić bardzo ostrożnie, gdyż istnieje ryzyko uszkodzenia! Jeśli jest taka możliwość, warto zaopatrzyć się w kilka zapasowych dachówek.

Prawidłowy montaż paneli fotowoltaicznych na dachówce ceramicznej.

Do przykręconych uchwytów montuje się następnie szyny i moduły fotowoltaiczne za pomocą klem końcowych - zaczynając od pierwszego i ostatniego. Koniec montażu paneli fotowoltaicznych na dachówce ceramicznej to umocowanie klem środkowych i dołożenie środkowych paneli.

Montaż fotowoltaiki na gruncie

Specyficznym przypadkiem jest montaż fotowoltaiki na gruncie. Rozwiązanie to stosuje się zwykle wtedy, gdy niemożliwy lub nieopłacalny jest montaż instalacji na dachu (nietypowy spadek, konieczność wymiany poszycia), bądź gdy brakuje na nim miejsca. Zaletą montażu paneli fotowoltaicznych na gruncie jest większa swoboda aranżacyjna - dużo łatwiej ustawić je pod odpowiednim kątem i w odpowiednim kierunku do słońca.

Co więcej, przed przystąpieniem do prac, konieczne jest sprawdzenie zwięzłości gruntu i dobór odpowiedniej metody instalacji konstrukcji wsporczej.

Jak wygląda sam montaż? W przypadku fotowoltaiki wolnostojącej, zwykle dzieli się on na dwa etapy.

Pierwszy krok to ustawienie konstrukcji pod panele fotowoltaiczne. Stelaże zwykle są wykonane ze wzmocnionej, ocynkowanej stali, pokrytej powłoką magelitową - tak by poradziły sobie z trudnymi warunkami atmosferycznymi oraz by spełniały parametry obciążalności dla określonej strefy śniegowej i wiatrowej.

Najczęściej, stosowana jest jedna z dwóch metod mocowania konstrukcji:

• wbijanie lub wkręcanie w ziemię,
• montaż na betonowej podstawie.

Prawidłowy montaż paneli fotowoltaicznych na gruncie.

Ważne jest, by konstrukcja była zamontowana na odpowiedniej wysokości - takiej, która nie pozwoli np. na zasypanie dolnego rzędu modułów śniegiem, czy zastawienie trawą.

Jaka wysokość jest odpowiednia? Polski producent modułów z naszego rankingu paneli fotowoltaicznych, SELFA PV, zaleca minimum 60 cm odstępu między gruntem a krawędzią modułu.

Drugim etapem jest montaż urządzeń: modułów, inwertera (inwerterów) oraz okablowania. O czym warto pamiętać w tym przypadku? By unikać strat związanych z przesyłem prądu, inwerter powinien być jak najbliżej pozostałych urządzeń. Przewody zasilające AC powinny zostać zabezpieczone przed uszkodzeniem i umieszczone pod ziemią - w zależności od napięcia i miejsca prowadzenia kabla, na głębokości od 50 cm do 100 cm (licząc od górnej części kabla do powierzchni ziemi).

Prawidłowy montaż fotowoltaiki na gruncie - ułożenie przewodów. Źródło: PV Poland

Najczęstsze błędy przy montażu fotowoltaiki

Instalacje PV są w zasadzie bezobsługowe i mało awaryjne. Na te cechy można jednak liczyć jedynie wtedy, gdy wszystkie etapy wdrożeniowe - od oceny miejsca montażu, poprzez projekt, po prace instalacyjne, zostały wykonane zgodnie ze sztuką i przyjętymi standardami. Niestety, nie zawsze tak się dzieje. Jakie są najczęściej popełniane błędy przy montażu fotowoltaiki?

Pośród najbardziej prawdopodobnych błędów należy wskazać m.in.:

• łączenie wtyczek i gniazd DC od różnych producentów,
• zerwanie złącza ogniw,
• nieprawidłowo dobrane lub zainstalowane bezpieczniki lub wyłącznik prądu stałego,
• falownik zamontowany w sposób uniemożliwiający wentylację,
• niedociśnięte wtyczki lub gniazda, niedokręcone lub zbyt mocno dokręcone śruby (zerwanie gwintów).

Szczególnie ostatni błąd, choć może wydawać się błahy, jest niebezpieczny dla inwestora i jego instalacji. Słabo dociśnięte złącze MC4, może być bowiem przyczyną powstania łuku elektrycznego i pożaru instalacji. Oprócz wspomnianych już wcześniej błędów problemem mogą być też:

• nieprawidłowo zamontowane elementów montażowe, które naruszają poszycie dachowe,
• brak odstępów wentylacyjnych i technicznych,
• chodzenie po panelach,
• tworzenie pętli indukcyjnych między połączeniami DC oraz między przewodami DC i uziemieniem,
• nieprawidłowo położone kable, zwiększające ryzyko naprężeń, brak osłon przewodów,
• brak uziemienia instalacji PV,
• montaż inwertera w nieprzeznaczonym do tego miejscu - na powierzchni palnej bądź tam, gdzie będzie narażony na niekorzystne warunki atmosferyczne - deszcz czy słońce,
• luźno zwisające kable, narażone na uszkodzenia mechaniczne,
• elementy instalacji niedopasowane do miejsca montażu - zły dobór konstrukcji, wykorzystanie przewodów wewnętrznych na zewnątrz (np. w gruncie).

Co jest przyczyną takich błędów? Przede wszystkim brak doświadczenia i/lub brak przeszkolenia. Sytuacji nie ułatwia też presja czasu  - bardzo częsta w tej branży.

Oczywiście lista uchybień może być dłuższa. Wiele zależy od “wyobraźni” wykonawcy oraz tego, jak wielkie są braki w doświadczeniu. Dlatego, tak ważny jest etap doboru wykonawcy. Jeśli chcemy, by nasza instalacja była wolna od błędów, których można by było uniknąć, najlepiej skorzystać z usług kompetentnych firm, chociażby tych z naszego rankingu firm fotowoltaicznych.

Nieprawidłowy montaż fotowoltaiki - konsekwencje

Niedoróbki w instalacjach fotowoltaicznych mają swoje mniej i bardziej dotkliwe skutki. Jakie?

Źle przygotowany projekt czy też niewłaściwie wykonane prace mogą sprawić, że uzyski z przydomowej elektrowni fotowoltaicznej będą niższe niż planowane. Jeśli instalacja - panele fotowoltaiczne, falownik, nie zostanie dobrana do warunków panujących w miejscu montażu, jej potencjał wytwórczy zostanie po prostu zmarnowany. A przecież istnieją rozwiązania techniczne pozwalające zminimalizować chociażby problemy wynikające z zacienienia. Przykładem może być zastosowanie optymalizatorów mocy czy mikrofalowników, które sprawiają, że każdy z modułów działa jak niezależny mini system. Więcej informacji o zaletach i wadach tych urządzeń znajdziecie w naszym artykule: Optymalizator mocy w fotowoltaice – warto? oraz Mikroinwerter – co to jest? Kiedy się go stosuje?

Mniejsza wydajność to jednak nie największy problem. Skutki błędów mogą być bowiem dużo poważniejsze. Jak wylicza specjalista Smartsolar, możemy do nich zaliczyć:

• pożar fotowoltaiki wywołany np. przez luźne połączenia lub złączki pochodzące od różnych producentów. Choć przypadki zaprószenia ognia przez instalację fotowoltaiczną są raczej rzadkie, to jednak ryzyko niebezpieczeństwa wciąż istnieje;
• uszkodzenia urządzeń - np. falownika, paneli fotowoltaicznych będące efektem niewłaściwego obchodzenia się z podzespołami (np. chodzenia po panelach) bądź brakiem odpowiednich zabezpieczeń (zniszczenie instalacji przez wyładowania atmosferyczne);
• krótszą żywotność i większą awaryjność instalacji - pokłosiem błędów montażowych przy fotowoltaice, takich jak np. zły dobór konstrukcji wsporczej, może być chociażby zmniejszenie wytrzymałości modułów, wywołane przez większe lub nierównomiernie rozłożone naprężenia. W efekcie, zamiast cieszyć z kilkudziesięciu lat bezawaryjnej pracy będziemy musieli częściej korzystać z serwisu fotowoltaiki.

Jak sprawdzić poprawność montażu fotowoltaiki?

Część usterek, takich jak np. krzywo zamontowane czy częściowo zacienione moduły lub zwisające przewody, inwestor bez większego obeznania w temacie może wykryć samodzielnie, podczas standardowej, wzrokowej inspekcji. Inne, takie jak pętle indukcyjne, niedobrane złączki, brak uziemienia czy zabezpieczeń to kwestie, które z racji konieczności posiadania większej wiedzy, mogą zostać niezauważone przez dłuższy czas.

Na szczęście część firm oferuje swoim klientom audyt pomontażowy, który pozwala wykryć potencjalne błędy. Co jednak, jeśli mamy jakieś wątpliwości związane z jakością czy poprawnością przeprowadzonej usługi montażowej, a nasz wykonawca nie przeprowadził kontroli? W takim przypadku można zwrócić się o pomoc do zewnętrznej firmy wykonawczej, o przeprowadzenie audytu weyfikacyjnego. Taki audyt może być później punktem wyjścia dla dochodzenia swoich praw przez niezadowolonego klienta - zarówno na drodze polubownej, jak i niekiedy - sądowej.

Co zrobić, gdy montaż paneli fotowoltaicznych nie został wykonany prawidłowo?

Załóżmy, że niezależna ekspertyza potwierdziła nasze domysły i wiemy, że nie wszystkie prace instalacyjne zostały przeprowadzone zgodnie ze sztuką. Co zrobić w takiej sytuacji? Jeśli problemy zauważymy w dniu montażu, przede wszystkim możemy nie podpisywać protokołu odbioru instalacji. W sytuacji, gdy niedoróbki wyjdą na jaw po odebraniu systemu, pozostaje nam rękojmia lub gwarancja na instalację fotowoltaiczną.

Gwarancja na montaż fotowoltaiki to tylko jedna z metod zabezpieczenia swoich interesów. Warto też pamiętać, że jeszcze zanim nawiążemy współpracę z instalatorem, dobrze jest sprawdzić czy posiada on polisę OC, która pokryje ewentualne szkody wywołane przez prace montażowe.

A co, jeśli wykonawca będzie uchylał się od naprawienia popełnionych błędów? Cóż, w takiej sytuacji, zawsze pozostaje nam jeszcze droga sądowa.

Fotowoltaika to nie tylko skuteczny sposób na ograniczenie kosztów energetycznych, lecz również na ochronę środowiska naturalnego. By jednak instalacja faktycznie spełniała swoje zadania konieczny jest prawidłowy montaż paneli fotowoltaicznych. Potencjalnych błędów, popełnianych zwykle przez niedoświadczonych wykonawców może być wiele - np. źle wykonany projekt czy niedokładnie złożona instalacja. Ich skutki, oprócz mniejszej wydajności, to również ryzyko powstania łuku elektrycznego czy większa awaryjność systemu. Dlatego, warto szukać firm posiadających odpowiednie zaplecze - dysponujących wiedzą, doświadczeniem, udzielających gwarancji na swoje usługi.