Projekt instalacji fotowoltaicznej - co powinien zawierać?

Projekt instalacji PV - co to? Kiedy jest potrzebny?

Zacznijmy od wyjaśnienia, czym właściwie jest projekt instalacji fotowoltaicznej. Projekt instalacji PV opisuje parametry techniczne systemu PV, jego rozmieszczenie na miejscu montażu oraz określa szacowaną produkcję dla zadanych okoliczności pracy. Jest on efektem obliczeń i analiz wykonanych przez projektanta instalacji fotowoltaicznych. Ponieważ projekt instalacji PV uwzględnia indywidualne uwarunkowania otoczenia oraz wytyczne inwestora, zawsze powinien być opracowany oddzielnie dla każdej inwestycji.

Namacalnym dowodem wykonania prac związanych z projektem fotowoltaiki jest dokumentacja techniczna i wizualna. Niestety, jako że w większości przypadków nie jest on wymagany przez prawo, rzadko która firma dostarcza projekt instalacji fotowoltaicznej PDF do inwestora. Kiedy zatem projekt instalacji fotowoltaicznej może być wymagany?

W praktyce, kompleksowe projekty instalacji fotowoltaicznych (z dokumentacją) są dostarczane głównie podmiotom publicznym (wdrażającym fotowoltaikę w drodze przetargu). Projekt instalacji fotowoltaicznej PDF stanowi również istotny element dokumentacji technicznej nowo powstającego budynku oraz systemów PV o mocy powyżej 50 kWp (wówczas mamy do czynienia projektem budowlanym instalacji PV).

Wizualizacja paneli fotowoltaicznych to nie projekt instalacji fotowoltaicznej!

Bywa, że niektóre firmy fotowoltaiczne zamiast projektu instalacji PV opracowują dla swoich klientów jedynie wizualizację paneli fotowoltaicznych, zapewniając, że tak właśnie wygląda projekt. To nieprawda! Wizualizacja fotowoltaiki określa rozmieszczenie paneli PV w miejscu montażu (np. ich wygląd na dachu czy działce) i jest wyłącznie jednym z elementów projektu instalacji fotowoltaicznej. Projekt fotowoltaiki oprócz niego zawiera szereg szczegółowych informacji technicznych.

Kto może wykonać projekt instalacji fotowoltaicznej? Jakie uprawnienia musi mieć projektant instalacji fotowoltaicznej?

Wbrew pozorom, przygotowanie projektu instalacji fotowoltaicznej wcale nie jest prostą sprawą. Nie każdy może też się zabrać za jego opracowanie - konieczna jest bowiem wiedza na temat funkcjonowania fotowoltaiki, ale też zasad działania instalacji elektrycznych. Zatem, kto może wykonać projekt instalacji fotowoltaicznej?

Dlaczego projektowanie instalacji fotowoltaicznych wymaga takich umiejętności i kompetencji? Dlatego, że jest to jeden z najważniejszych etapów całego procesu wdrożenia. Od niego zależy wydajność, ale i bezpieczeństwo systemu PV.

Projektowanie instalacji fotowoltaicznej - krok po kroku

Aby projektant instalacji fotowoltaicznej mógł przygotować dokumentację, zgodnie ze sztuką i przepisami, będzie potrzebował szeregu danych. Uzyskuje się je podczas wywiadu z inwestorem, czyli podczas tzw. audytu fotowoltaicznego. Jakie informacje są kluczowe?

• Adres i charakterystyka inwestycji - dzięki lokalizacji, projektant instalacji fotowoltaicznej może określić potencjał wytwórczy miejsca montażu (na podstawie danych dotyczących nasłonecznienia). Oprócz tego, będzie potrzebował m.in. danych na temat zużycia energii.
• Informacje o miejscu posadowienia systemu - projektant instalacji PV musi otrzymać jak najwięcej danych na temat umiejscowienia instalacji. W przypadku montażu na dachu, znaczenie ma m.in. typ poszycia oraz konstrukcja dachu (kąt nachylenia, materiał wykonania). Oprócz tego, potrzeba informacji na temat dostępnej powierzchni montażowej. Niezbędne są też szczegóły związane z potencjalnymi źródłami zacienienia instalacji.
• Charakterystyka elektryczna obiektu - do wykonania projektu wymagana jest także informacja o układzie elektrycznym instalacji domowej (jedno-, trójfazowa), dostępnej mocy przyłączeniowej czy stosowanych zabezpieczeniach. Bardzo ważne jest również ustalenie, czy na miejscu jest instalacja odgromowowa - jej obecność wpływa na proces projektowy.

Oprócz tego przydatne będą wszystkie materiały, które mogą pomóc rozeznać się projektantowi w otoczeniu i miejscu instalacji - np. zdjęcia, zrzuty budynków, wymiary obiektów i płaszczyzn oraz odległości pomiędzy poszczególnymi punktami.

Dopiero po uzyskaniu tych danych projektant instalacji fotowoltaicznej może przejść do swojej pracy.

Płatne i darmowe programy do projektowania fotowoltaiki

Projektowanie instalacji solarnej to dość czasochłonny i żmudny proces, który wymaga wzięcia pod uwagę szeregu istotnych zmiennych i dokonywania dość skomplikowanych obliczeń. Dlatego, by ułatwić pracę projektantom instalacji PV, aktualnie wykorzystuje się specjalne, wspierające programy komputerowe. Posiadają one wbudowane funkcje opracowywania wizualizacji, doboru optymalnych modułów PV i falowników (m.in. pod względem wymiarów, mocy, napięcia etc.), projektowania typu i układu przewodów czy współpracy z siecią.

Na rynku jest wiele programów do projektowania instalacji fotowoltaicznych, jednak do najpopularniejszych należy m.in.:

• PV Sol,
• EasySolar,
• SolarEdge Designer (tak, to narzędzie od producenta falowników SolarEdge).

Narzędzia wskazane powyżej to płatne oprogramowanie do projektowania instalacji fotowoltaicznych. Część z nich można jednak bezpłatnie przetestować.

Niektórzy producenci falowników udostępniają narzędzia do projektowania instalacji PV za darmo (np. SMA). Wadą tego rozwiązania jest jednak to, że w sekcji falowników do wyboru są jedynie modele danej marki.

Przejdźmy teraz do tego, jak powstaje projekt instalacji fotowoltaicznej, przy wykorzystaniu programu komputerowego?

Jak projektuje się instalacje fotowoltaiczne?

Pierwszym krokiem, który wykonuje każdy projektant instalacji fotowoltaicznej jest odtworzenie warunków miejsca montażu instalacji oraz jej bezpośredniego otoczenia. W przypadku fotowoltaiki na dachu będzie to np. wygenerowanie rzutu budynku lub obiektu 3D. W tym miejscu uwzględnia się m.in. kąt nachylenia połaci, orientację względem stron świata, typ pokrycia dachowego, a także elementy takich jak kominy, okna dachowe czy anteny. To również na tym etapie generuje się najbliższe otoczenie budynku, które może mieć wpływ na instalację, czyli np. wysokie drzewa, słupy elektryczne czy inne budynki.

Następnie na utworzonej powierzchni rozkłada się wirtualne moduły fotowoltaiczne, w takiej ilości i o takiej mocy, która zapewnia pokrycie obliczonego wcześniej zapotrzebowania na energię elektryczną w obiekcie. W momencie projektant zna już więc docelową moc systemu oraz jego typ (markę, model, moc). Po wstępnym rozłożeniu paneli, program do projektowania przeanalizuje ich otoczenie i automatycznie oszacuje ewentualne zacienienia. Dzięki temu, można uniknąć nieplanowanych strat w produkcji.

Źródło: sunnydesignweb.com, opracowanie własne enerad.pl

Dla przyjętego układu modułów projektant dobiera optymalną konfigurację falowników lub mikrofalowników - taką, która zagwarantuje jak największe uzyski. Po doborze podzespołów, niektóre programy same dokonują obliczeń dotyczących planowanej wydajności. Jeśli narzędzie nie posiada takiej funkcji, zawsze można skorzystać z rozwiązań ogólnodostępnych, takich jak np. kalkulator wydajności opracowany przez UE https://re.jrc.ec.europa.eu/pvg_tools/en/tools.html#api_5.1.

Projekt instalacji PV - co zawiera?

Nim przejdziemy dalej, musicie jeszcze wiedzieć, że nie istnieje żaden uniwersalny wzór projektu instalacji fotowoltaicznej. Poszczególne dokumenty mogą się od siebie różnić pod względem zawartości i szczegółów. Poniżej opiszemy jednak zagadnienia, które powinien posiadać każdy projekt instalacji PV.

Normy i przepisy regulujące projekt

Dobrą praktyką jest określenie w projekcie instalacji fotowoltaicznej norm i przepisów prawnych służących za podstawę opracowania koncepcji i dokumentacji technicznej systemu PV. O jakich aktach prawnych mowa? M.in.:

• Prawo budowlane,
• Prawo energetyczne,
• Rozporządzenie Ministra w sprawie warunków technicznych, jakim powinny podlegać budynki i usytuowanie,
• Rozporządzenie Ministra w sprawie ochrony przeciwpożarowej budynków, innych obiektów budowlanych i terenów,
• Normy: PN-HD 60364-1:2010, norma N-HD 60364-4-41:2017-09, norma PN-HD 60364-5-51:2011, norma PN-IEC 60364-5-52:2011, norma PN-HD 60364-5-54:2011, norma PN-HD 60364-7-712:2016-05, norma PN-EN 62305-3:2011.

Powyższe przepisy określają, jakim zasadom powinny odpowiadać instalacje PV, aby były bezpieczne i nadawały się do użytkowania na terenie kraju. Zgodność z powyższymi regulacjami jest warunkiem m.in. podłączenia fotowoltaiki do sieci.

Analiza miejsca i warunków montażu

Bardzo często w projekcie instalacji fotowoltaicznej, jednym z pierwszych elementów jest sekcja analizująca charakterystykę warunków i miejsca montażu instalacji fotowoltaicznej. W dokumencie, w tym miejscu umieszcza się zatem wszystkie dane, na których bazował projektant przy tworzeniu koncepcji, m.in.: adres, docelowe miejsce posadowienia systemu, cechy instalacji elektrycznej obiektu, zabezpieczenia, moc przyłączeniową, lokalizacja rozdzielni etc. Oprócz tego, w sekcji tej mogą znaleźć zdjęcia i zrzuty opisujące stan faktyczny miejsca montażu.

Analiza miejsca posadowienia elementów instalacji

Kolejnym elementem projektu instalacji fotowoltaicznej może być określenie sposobu posadowienia modułów fotowoltaicznych w docelowej lokalizacji oraz docelowe miejsce montażu falownika. W tym miejscu możemy mieć do czynienia zarówno z opisem uwzględniającym kierunki świata, jak i graficzną wizualizacją (wykonaną komputerowo, w technologii 3D lub też np. za pomocą rysunku technicznego, w formie uproszczonego schematu).

Na tym etapie mogą zostać również wskazane ewentualne przeszkody, które będę generować zacienienie paneli PV (jeśli takowe występuje).

Dobór wybranych podzespołów

W tym miejscu projektant określa, jakie konkretnie podzespoły zostaną użyte w instalacji. W sekcji tej umieszcza się:

• dokładny opis paneli fotowoltaicznych - ich moc, technologię wykonania, parametry pracy i wytrzymałościowe, posiadane normy wraz z uzasadnieniem, dlaczego wybrano takie, a nie inne urządzenia;
• charakterystykę falownika (mikrofalowników) - podaje się zatem ich liczbę, sprawność (maksymalną, europejską), stopień ochrony i inne znaczące parametry pracy. Oprócz tego zamieszcza się m.in. kwestie związane z podłączeniem (np. ilość stringów, typ połączenia), jak również oznaczenia certyfikatów, które urządzenie powinno spełniać;
• opis konstrukcji montażowej - która musi być dopasowana do typu dachu oraz rodzaju poszycia. W specyfikacji określa się m.in. sposób mocowania paneli fotowoltaicznych, a także typ i materiał elementów instalacyjnych;
• parametry i sposób prowadzenia przewodów solarnych i złączek - opisuje się m.in. przekroje kabli, typy złączek oraz metody mocowań i układania.

Zabezpieczenia i kwestie bezpieczeństwa

Oddzielną sekcję powinny zajmować opisy zabezpieczeń zaplanowanych dla instalacji dla strony AC i DC. W projekcie instalacji PV uwzględnia się zatem sposób doboru, ilość, typ zabezpieczeń - przed przetężeniami, przepięciami etc.

Projekt instalacji fotowoltaicznej powinien posiadać również część poświęconą ochronie odgromowej oraz uziemienia instalacji fotowoltaicznej.

Oprócz tego, w projekcie instalacji PV umieszcza się także:

• informacje o sposobie monitorowania instalacji fotowoltaicznej,
• analizę uzysków energii wraz ze sposobem rozliczenia produkcji oraz szacowanym czasem zwrotu z inwestycji,
• schematy elektryczne instalacji fotowoltaicznej,
• ewentualne oznaczenia stosowane systemie,
• zestawienie materiałów.

Projekt instalacji fotowoltaicznej - PPOŻ

Specyficznym przykładem instalacji fotowoltaicznej jest ten przeznaczony do uzgodnień z rzeczoznawcą ds. zabezpieczeń przeciwpożarowych. Przeznaczony jest on dla instalacji o mocy powyżej 6,5 kW. Zawartością bardzo przypomina standardowy dokument, z tą różnicą, że projekt instalacji fotowoltaicznej PPOŻ skupia się w większym zakresie na kwestiach bezpieczeństwa pożarowego. Zatem, w projekt PPOŻ fotowoltaiki, oprócz informacji podstawowych o instalacji (charakterystyka modułów, falowników, przewodów, sposobu przyłączeń etc.) zawiera rozbudowaną sekcję dotyczącą m.in.:

• charakterystyki zagrożenia pożarowego - dotyczącą m.in. klasyfikacji w zakresie reakcji na ogień i stopnia rozprzestrzeniania się ognia podzespołów PV,
• wpływu ewentualnego pożaru PV na elementy obiektu budowlanego (z uwzględnieniem właściwości pożarowych tych elementów),
• zastosowanych środków ochrony przed pożarem wywołanym przez urządzenia elektryczne (na wskutek zwarcia czy np. wysokiej temperatury),
• ochrony odgromowej,
• bezpieczeństwa pożarowego prowadzenia przewodów,
• przygotowania budynku i otoczenia do prowadzenia działań ratowniczo-gaśniczych,
• umiejscowienia elementów przeciwpożarowych (wyłączników, rozłączników etc),
• planu instalacji fotowoltaicznej opracowanego dla służb ratowniczych (z rzutem i przekrojem obiektu),
• oznaczenia bezpieczeństwa zgodnie z normą PN-HD 60364-7-712:2016 Instalacje elektryczne niskiego napięcia – Część 7-712: Wymagania dotyczące specjalnych instalacji lub lokalizacji – Fotowoltaiczne (PV) układy zasilania, informującym o obecności w obiekcie instalacji fotowoltaicznej.

Projekt instalacji fotowoltaicznej PPOŻ powinien zawierać dodatkowo załączniki. Mowa m.in. o planie instalacji PV dla służb ratowniczych, karty katalogowe paneli PV i inwertera, schemat instalacji PV.

Projekt instalacji fotowoltaicznej - cena

Jak już wspominaliśmy, projekt instalacji fotowoltaicznej nie zawsze jest potrzebny przy jej budowie. A jeśli nawet, jego opracowaniem zwykle zajmuje się firma instalacyjna, cenę projektu instalacji PV wliczając w cenę całej inwestycji. Ile kosztuje jednak projekt instalacji fotowoltaicznej?

Podsumowując, projekt instalacji PV na poziomie koncepcyjnym - ze wszystkimi obliczeniami i analizami, powinien być przygotowany przez firmę instalacyjną w przypadku każdego zlecenia. Po to, by system był idealnie dopasowany do miejsca montażu i potrzeb inwestora. Nie oznacza to jednak, że za każdym razem otrzymamy dokumenty związane z samym projektem. Wyjątkiem są systemy PV o mocy powyżej 6,5 kW, których projekt musi zostać uzgodnionych z rzeczoznawcą ds. PPOŻ.