Jak zabezpieczyć moduły fotowoltaiczne przed wiatrem?

Zmienne czynniki atmosferyczne towarzyszą fotowoltaice każdego dnia. Jedne wspierają jej działanie, inne – komplikują. Zastanawiasz się, czy Twoja instalacja PV wytrzyma wichurę? Podpowiadamy, jak zabezpieczyć moduły fotowoltaiczne przed wiatrem.

‍

Ochrona modułów fotowoltaicznych przed wiatrem – od czego zależy?

Za stabilność modułów PV odpowiada przede wszystkim kąt ich ustawienia, wytrzymałość konstrukcji wsporczej i mocowania. Rodzaj śrub, haków, szyn i wybór punktów podparcia zależy od modułu, rodzaju dachu i poszycia. 

Ważną rolę odgrywa stan techniczny dachu – jeśli jest uszkodzony, pofrunie razem z modułami pod wpływem silnego wiatru i nawet najlepsze mocowania nie pomogą. W takim wypadku czeka Cię sprzątanie, generalny remont dachu i wymiana modułów na nowe. Na wszelki wypadek zajrzyj tutaj: Co zrobić z uszkodzonym panelem fotowoltaicznym?

Fotowoltaika na dachu skośnym a wiatr

Na dachach spadzistych problem wiatru jest niewielki, bo odległość od modułów do poszycia wynosi zaledwie 15 cm.

Czy to oznacza, że instalacja na dachu skośnym jest całkowicie bezpieczna? W większości przypadków tak. Porywisty wiatr uszkodzi je, jeśli zawiedzie system mocowania. Problem powstaje przez niewłaściwy montaż, czyli np. za słabe dokręcenie szyn i haków, a także wtedy, kiedy moduły znajdują się za blisko krawędzi dachu.

Moduły fotowoltaiczne na dachu płaskim a wiatr

Maksymalny kąt nachylenia modułów na dachu płaskim nie przekracza 15-20°. Wyższe wartości kątów sprawiają, że z modułu tworzy się żagiel podatny na podmuchy wiatru, grożący zerwaniem. 

Na dachu płaskim w konstrukcji wsporczej stosuje się balasty, których zadaniem jest utrzymanie stabilności instalacji. Wagę obciążeń dobiera się indywidualnie, biorąc pod uwagę:

• wysokość budynku,
• kąt nachylenia modułu fotowoltaicznego,
• strefę wietrzności, w której znajduje się obiekt. 

Średni ciężar balastu to 60 kg na jeden moduł. Bardzo ważna w tym przypadku jest nośność dachu, bo sam moduł waży ok. 20 kg.

Podobnie wygląda to w przypadku systemów montażowych samonośnych na dachach płaskich. Tego typu instalacje stawia się na niewielkich powierzchniach, a obciążenie montuje się na obrzeżach konstrukcji. 

‍

Masz problem z fotowoltaiką? Wykonaj nasz audyt i sprawdź, co wymaga poprawy

Jak montować moduły PV, żeby wytrzymały siłę wiatru?

Działanie wiatru odczuwalne jest szczególnie przy brzegach dachu. To tu oddziałują największe siły ssące i zawirowania powietrza. Dlatego też na etapie projektu oblicza się margines, który należy zostawić i montować moduły dopiero za nim.

Wzór na obliczenie marginesu wygląda tak: a = x: 10 = y: 5. Przy czym:

• a – szerokość obszaru od krawędzi dachu wyłączonego z montażu modułów fotowoltaicznych,
• x – szerokość budynku zmierzona wzdłuż ściany budynku równoległej do krawędzi a,
• y – wysokość budynku mierzona od gruntu do najwyższego punktu dachu. 

Jak widzisz, nie jest to stała wartość, bo zależy od wymiarów konkretnego budynku. Zasada zachowania marginesu dotyczy zarówno dachów skośnych, jak i płaskich.

Testy modułów fotowoltaicznych na dynamiczne obciążenia mechaniczne

A co z odpornością samych modułów na porywisty wiatr? W laboratoriach PVEL wykonuje się dynamiczne testy obciążenia mechanicznego, które sprawdzają zachowanie modułów podczas ekstremalnych warunków. 

Testy przybierają różną formę, np. przeprowadza się 1000 cyklów, w których na moduły działa ciśnienie 1000 Pa lub przez 6 godzin wywiera się na nie nacisk 5400 Pa.

1000 Pa to ciśnienie wiatru wiejącego z prędkością 40 m/s. Dla porównania średnia prędkość wiatru w Polsce wynosi:

• na większości obszarów – 2,8 m/s-3,5 m/s, na
• terenach górskich: 12 m/s (Karkonosze) i 6,5 m/s (Tatry),
• nad Bałtykiem 25 m/s

Testy przeprowadza się nie tylko w wyizolowanych warunkach laboratoryjnych, ale także na dachach skośnych i płaskich, tak żeby były jak najbardziej wiarygodne.

Więcej o zjawiskach atmosferycznych i ich wpływie na fotowoltaikę przeczytasz tutaj: Jak warunki pogodowe wpływają na działanie fotowoltaiki?

Ubezpieczenie fotowoltaiki od wiatru 

Jeśli obawiasz się, że Twoja instalacja fotowoltaiczna ucierpi podczas większej wichury, ubezpiecz ją. Gwarancja producenta zwykle nie obejmuje wypadków, które wystąpiły z tzw. przyczyn losowych, a do takich zaliczają się szkody, które spowodował wiatr (a także np. ogień lub powódź). Dzięki odszkodowaniu od ubezpieczyciela szybko naprawisz instalację.

Wiatr a fotowoltaika – więcej pożytku niż szkód

Wypadki z udziałem wiatru zdarzają się bardzo rzadko, głównie jeśli projektanci i montażyści wykonali swoją pracę niedbale.

Dlatego tak ważny jest audyt po montażu fotowoltaiki oraz okresowe przeglądy, które pozwalają ocenić stan instalacji i jej bezpieczeństwo. 

Na co dzień wiatr jest sprzymierzeńcem modułów, ponieważ chłodzi je, zapobiega nadmiernemu przegrzewaniu się instalacji i tym samym poprawia jej wydajność podczas upalnych dni. Więcej na temat zbawiennej roli wiatru piszemy tutaj: Czy panele fotowoltaiczne się grzeją?