Na velikosti záleží – i pro fotovoltaické střešní systémy

To vše má také vliv na rostoucí nároky kladené na montážní systémy. Thomas Bartsch, vedoucí produktového managementu společnosti IBC Solar, osvětluje současné trendy a vysvětluje, proč je třeba montážní systémy přizpůsobit novým požadavkům.

Estetika nabývá na významu

Jasným trendem, zejména na trhu rezidenčních fotovoltaických elektráren, jsou rostoucí estetické požadavky spotřebitelů. V prvních letech fotovoltaiky se majitelé domů rozhodli instalovat vlastní střešní systém, protože byli přesvědčeni o udržitelné výrobě energie. V důsledku toho byla zpočátku věnována malá pozornost vzhledu fotovoltaického systému. Díky poklesu cen fotovoltaických systémů v posledních letech se to změnilo. Dnes majitelé domů očekávají, že jejich fotovoltaický systém bude nejen poskytovat obnovitelnou a udržitelnou energii, ale také bude vypadat dobře.

Trh reaguje na tuto poptávku: například články fotovoltaických modulů, které jsou v současné době k dispozici na trhu, jsou stále homogennější ve svém vzhledu. Zejména černé moduly jsou na rezidenčním trhu velmi v módě. Štíhlého a elegantního vzhledu však nelze dosáhnout pouze tvarem nebo barvou modulů. Všechny součásti systému, včetně montážních systémů, tvoří jednotku a musí do sebe dokonale zapadnout–nejen z estetických důvodů, ale také z důvodů bezpečnosti a účinnosti.

Účinnější články a větší moduly

Pokud jde o buněčnou technologii, trh se vyvinul z buněk BSF (Back Surface Field) na buňky PERC (Passivated Emitter and Rear Contact). Ty již dnes mají podíl na trhu asi 90 procent. S účinností kolem 22 až 24 procent však dosahují svých technologických limitů a na trhu se objevují nové typy článků, jako je TOPCon (Tunneling Oxide Passivation Contact).

Kromě toho je patrný trend směrem k větším destičkám a modulům s vyššími výkonovými třídami, stejně jako oboustranným modulům. Do roku 2010 byla běžná velikost destiček M0 (156 x 156 mm). Následovala standardní velikost M2 (156,75 x 156,75 mm) až do roku 2018. Od roku 2019 byla většinou vidět standardní velikost M3 (158,75 x 158,75 mm). V roce 2021 získávaly velikosti destiček M6 (166 x 166 mm) a M10 (182 x 182 mm) stále větší podíl na trhu, zatímco posledně jmenované jsou zajímavé hlavně pro solární parky v Německu kvůli specifikacím v maximální povolené velikosti modulu 2 m²pro střešní systémy.

Větší destičky jsou vyvíjeny s cílem vyrábět solární moduly s vyšším výkonem bez nutnosti použití nových technologií článků. To však také vede k novým výzvám pro montáž modulů z hlediska rozměrů, průhybu (deformace a zlomení) a uvolnění svorek a držáků. To vede k významným omezením, zejména v oblasti střechy a při použití aerodynamických systémů.

Flexibilní montážní systémy pro různé velikosti modulů

V návaznosti na vývoj směrem ke stále větším modulům mohou flexibilní montážní systémy nabídnout řadu výhod. Nejen, že instalatéři mohou používat stejný systém, který znají pro různé velikosti modulů. Flexibilita jim také umožňuje používat různé moduly v rámci stejného systému. Je to proto, že moduly různých velikostí jsou nyní kombinovány pro homogenní vzhled a maximální využití střešního prostoru.

"Při vývoji nejnovější generace montážních systémů pro ploché střechy, které lze použít pro moduly o délkách od 1500 do 2100 mm a šířkách od 980 do 1150 mm, jsme vzali v úvahu nejnovější trendy," vysvětluje Thomas Bartsch, vedoucí produktového managementu společnosti IBC SOLAR. "S novým IBC AeroFix G3 je také možné kombinovat široké a úzké pozemní kolejnice ve stejném systému. To znamená, že stabilnější střešní povrchy nebo moduly s menším štěrkem mohou být pokryty levnějšími, úzkými kolejnicemi, známými jako Eco rail, kvůli nižšímu povrchovému tlaku. To zajišťuje nejen maximální flexibilitu, ale také výrazně snižuje náklady na materiál a celkové náklady na systém. Zároveň je střecha bezpečně vybavena."

Zvláštní požadavky v závislosti na tvaru střechy

Při výběru způsobu instalace je tvar střechy prvním rozhodujícím faktorem. Ploché střechy se používají hlavně pro komerční instalace s většími systémy. Výpočet nosnosti je v tomto scénáři obzvláště důležitým krokem. Kromě hmotnosti součástí je třeba vzít v úvahu také potenciální zatížení větrem nebo sněhem. Kromě toho, pokud je plochá střecha tepelně izolovaná, musí být předem pečlivě zkontrolována také nosnost izolace. Pro lepší rozložení zatížení solární instalace je vhodné použít systém se širokou opěrnou plochou a širokými kolejnicemi, aby se snížilo bodové zatížení. Pro ochranu střešního pláště před poškozením a tím i pronikáním vody je pro ploché střechy nutná vhodná ochranná rohož budovy. Zvláště vhodné jsou kolejnicové systémy s integrovanou konstrukční ochrannou rohoží. Zde jsou rohože umístěny na kolejnicích tak, aby bylo zaručeno neomezené odvádění vody.

Zejména v rezidenčním sektoru jsou nejčastější formou šikmé střechy. Zde je důraz kladen spíše na estetiku. Kromě trendů v barvě systému je uzavřené uspořádání modulů dalším faktorem pro přitažlivou estetiku, kterou preferuje stále více majitelů domů. V případě potenciálních rušivých faktorů na střeše, jako je stínění, nebo zvláštních vlastností, které je třeba vzít v úvahu s ohledem na orientaci a sklon střechy, jsou mikroinvertory dobrým řešením. Ty lze individuálně ovládat tak, aby v případě částečného zastínění byly sníženy pouze dotčené moduly a ne celý řetězec. Tímto způsobem není ovlivněna účinnost zařízení.

Zaměření na kvalitu

Kromě rozložení hmotnosti je možným mechanickým zatížením modulů také bezpečnostním faktorem. Protože to může poškodit buňky a tím snížit jejich výkon. V systémech s integrovanými naklápěcími klouby v montážním držáku, jako je IBC AeroFix G3, mohou být moduly namontovány mechanicky bez namáhání na systém, aby se tento problém vyřešil. Schopnost naklápění a flexibilita nejnovější generace montážních systémů nabízí další výhody. Patří mezi ně vyšší počet různých možností montáže a ustavení. V ideálním případě mohou být moduly namontovány nejen příčně, ale také vzpřímeně. Pomocí dalších možností podpory rámů modulů je zabráněno riziku zlomení a natlačení modulů na povrch střechy.

Závěr

Změna velikosti modulů má významný dopad na stabilitu, bezpečnost a estetické požadavky dnešních fotovoltaických systémů. Každá střecha má své specifické požadavky. Plánovací nástroje, jako je IBC SOLAR PV Manager, mohou pomoci zajistit profesionální a správné plánování fotovoltaických systémů. "Zejména s ohledem na jedinečné požadavky, jako je neobvyklý tvar střechy, speciální tašky nebo plechy, je ještě důležitější než obvykle, aby stavitelé střech a montéři solárních panelů úzce spolupracovali.

To je jediný způsob, jak zajistit, aby FV systém nezrušil záruku výrobce střechy," řekl Bartsch."Aby bylo možné držet krok s novými požadavky, musí montážní řešení splňovat vysoké standardy kvality a účinnosti. Proto je vhodné se ujistit, že používaný montážní systém byl testován za velmi přísných podmínek jako ve fotovoltaické laboratoři SUNLAB spolu s moduly a má obecný souhlas stavebního úřadu nebo ETA (srovnatelná certifikace EU), což by se pak mělo promítnout i do záruky."(hcn)