Солнечные панели рассчитаны на эксплуатацию в течение 25-30 лет, поэтому опорная конструкция должна иметь аналогичный запас прочности. В течение этого срока станция будет преодолевать сотни погодных циклов. Надежная работа системы определяется стойкостью каркаса наравне с качественными характеристиками самих фотомодулей.
На практике часто бывает иначе: заказчик, рассматривая автономные источники электроэнергии, придирчиво выбирает бренд инвертора, но соглашается на самые дешевые крепления. Это рискованно, ведь вся инвестиция оказывается под угрозой. В этой статье мы разберем, как крепить солнечные панели на земле или кровле, чем качественные заводские системы отличаются от кустарных сборок и на что обращать внимание при проектировании объекта.
Какие крепежи использовать? Рекомендации от Atmosfera
Можно купить готовую систему или сварить каркас самому из обыкновенного металла. Практика показывает, что лучше выбирать оборудование для солнечных электростанций от профессиональных брендов, типа Kripter, SolarSK или Spline. Производители инвестируют в качество через жесткие тесты: например, металлические элементы конструкций испытывают в камерах солевого тумана для подтверждения антикоррозионной стойкости. Каждый узел защищен официальной гарантией и рассчитан на пиковую нагрузку.
Благодаря широкой линейке систем сегодня можно выбрать надежное решение под любую конфигурацию:
-
Металлочерепица и гофрированные листы (профнастил);
-
Наземные конструкции;
-
Битумная кровля и керамическая черепица;
-
Балластные системы (Юг) и конфигурации «Восток-Запад»;
-
Навесы для авто;
-
Решения для нестандартных крыш или монтаж с измененным углом и многое другое.
Когда вы заказываете солнечную электростанцию под ключ, опытный инженер может подобрать специфику конструкции именно под ваш проект. Специалист учитывает климат, тип поверхности и зоны затенения, находя лучшее решение среди готовых вариантов. Важно, что в наборе уже есть все, что нужно, чтобы установить солнечные батареи – от опорных элементов до метизов из нержавеющей стали класса А2. Это исключает гальваническую коррозию, которая неизбежно возникает при контакте алюминия со случайным черным металлом.
Благодаря полной комплектации монтаж конструкции проходит в 2-3 раза быстрее сборки каркаса из разрозненных материалов. Это позволяет выполнить установку солнечных батарей для дома за считанные дни. Рассчитаные инженерами решения для монтажа солнечных панелей обеспечивают идеальную жесткость, чтобы кровля оставалась герметичной, а панели – защищенными от деформаций на десятилетия.
Все об установке солнечных панелей на крыше разных типов
На крыше главная задача – передать вес станции и ветровую нагрузку на силовой каркас дома (кровлю), не превратив при этом покрытие в сито. Поскольку каждый материал имеет свою прочность и способ гидроизоляции, профессиональные бренды разработали узкоспециализированные серии креплений.
Металлочерепица
Для монтажа панелей на кровлю из металлочерепицы инженеры пытались уйти от сквозного сверления, что всегда является риском для гидроизоляции. Поэтому используют длинные винт-шурупы (шпильки).
Особенность системы заключается в ее многослойности: шпилька вкручивается непосредственно в деревянную стропилу, а на поверхности металла ее фиксирует широкая шайба с уплотнителем EPDM. Каучук под давлением расплющивается и буквально «запечатывает» отверстие. Главное преимущество систем Spline, InstallKit, InstallKit S или Kripter (серия StringSetter) – это использование шипов из нержавеющей стали, которые не ржавеют сами и не разрушают металл крыши в месте контакта.
Керамическая и цементно-песчаная черепица
Черепица хрупкая и трескается под тяжестью. Поэтому для крепления солнечных панелей на крыше используют нержавеющие S-образные крюки.
Крюк имеет сложную геометрическую форму: его основание крепится к стропилам под черепицей, а «плечо» огибает край плитки, выходя наружу. Конструкция рассчитана так, что между крюком и самой черепицей остается технический зазор в несколько миллиметров. Вес панелей жмет на крюк, крюк – на балку дома, а сама черепица вообще не испытывает нагрузки. У Atmosfera такие крюки регулируются по высоте, что позволяет идеально выровнять плоскость панелей даже на кривой крыше.
Крепеж без отверстий: как крепить солнечные панели на фальцевую кровлю
Используют фальцевые зажимы. Особенность системы – это двухкомпонентный блок, просто «обжимающий» выступающий гребень (фальсц) кровли. Вы затягиваете болты, и зажим надежно и крепко фиксируется на фальце по принципу тисков. Поскольку отверстий нет, риск протекания исключен физически.
Плоские крыши (ПВХ-мембрана или битум)
Сверлить их нельзя, поэтому используют балластные системы, алюминиевые или стальные треугольники, не крепящиеся к зданию насквозь. Перед тем как закрепить солнечные панели на крыше, укладывают балласт, бетонные блоки. Чтобы станцию не унесло ветром, бренды SolarSK и Kripter добавляют ветровые спойлеры (дефлекторы). Металлические листы с уклоном направляют поток воздуха так, чтобы он прижимал каркас к поверхности.
Как монтировать панели на земле?
Любая установка солнечных панелей на земле напоминает капитальное строительство. Поскольку в поле нет готовой плоскости, устойчивость всей системы держится на фундаменте, который должен надежно фиксировать каркас конструкции в грунте.
-
Самым популярным решением для частных объектов являются геошурупы – длинные стальные сваи с нарезкой, вкручивающиеся в землю ниже уровня промерзания. Зимой, когда почва расширяется из-за влаги и мороза, конструкцию не перекосит и не выдавит на поверхность.
-
Для промышленных и некоторых частных станций вместо шурупов часто используют бетонирование свай: так удается сэкономить на металле, хотя система требует гораздо больше времени на застывание раствора.
-
Для больших промышленных станций используют фундамент на забивных сваях. Это быстрее и экономически выгоднее именно для крупных проектов.
Сама металлоконструкция («стол») состоит из стоек и прогонов, соединенных исключительно болтами. Использование сварки запрещено, поскольку она разрушает защитный слой цинка и металл быстро ржавеет. Производители предлагают комплекты из анодированного алюминия или оцинкованной стали. Перед тем как подключить солнечную панель, ее фиксируют к этому каркасу специальными зажимами с плавающим пазом. Это позволяет всей конструкции избежать критических деформаций при тепловых расширениях (в отличие от сварных конструкций).
Завершается строительство защитой коммуникаций: схема подключения солнечных панелей подразумевает, что все кабели прячутся внутрь опорных профилей или прокладываются в усиленных гофротрубах под землей на глубине не менее 70 см.
Карпорты: специфические наземные сооружения
Солнечный карпорт – полноценный навес для автомобилей, где фотомодули одновременно выполняют роль кровли. Хотя он тоже стоит на земле, его строительство кардинально отличается от обычных станций из-за большой высоты (2.5-5 метров) и высокой парусности.
Панели карпорта монтируются на усиленный стальной каркас с помощью специальной дренажной крепежной системы. В случае применения решения с герметичным карпортом, вместо обычных зажимов здесь используют специальные профили с уплотнителями EPDM (резиновыми прокладками), которые герметизируют стыки между модулями.
Это превращает массив панелей в сплошную водонепроницаемую кровлю. Дождевая вода не протекает через щели, а собирается во встроенные под стыками водоотводные желоба и выводится в общий желоб. Весь кабель-менеджмент скрывается внутрь несущих опорных балок, что делает конструкцию безопасной для парковки.
Какие еще есть решения?
Кроме классических каркасов, существуют более сложные инженерные решения, которые в Украине используются реже из-за высокой стоимости и сложности.
К примеру, агровольтаика, система, сочетающая энергетику и фермерство. Панели поднимают на 5-6 метров для свободного проезда тракторов, при этом рассчитывается точное расстояние между солнечными панелями, чтобы сельхозкультуры получали достаточно света. Сложность крепления – в высокой парусности: каркас обязательно усиливают диагональными стальными распорками, чтобы вибрации ветра не разрушили микроэлементы панелей.
Еще среди таких есть:
-
Фасадные станции. Обычные дюбеля здесь не выдержат шквального ветра на отрыв, поэтому единственный способ удержать панель – химические анкеры (специальная смола, надежно вклеивающая шпильку в поры стены).
-
BIPV (интегрированные ФЭМ), технология, при которой панель становится полноценным строительным материалом (например, панель устанавливается в качестве вентилируемого фасада, или специальные панели монтируются на крышу в качестве кровли).
Несколько чаще ставят трекеры, умные динамические системы, которые с помощью электропривода возвращают панели вслед за солнцем. Поскольку такой подвижный каркас представляет собой огромный «парус», нужно очень тщательно просчитывать ветровые нагрузки на конструкцию. Некоторые трекеры имеют специальные датчики, контролирующие скорость ветра и корректирующие положение трекера таким образом, чтобы минимизировать ветровые нагрузки на конструкцию. Из-за большой стоимости механики и сложности обслуживания в некоторых случаях выгоднее просто доставить дополнительные панели на обычном «столе».
