Na efektywność i bezpieczeństwo instalacji fotowoltaicznej wpływają nie tylko prawidłowy projekt i jakość zastosowanych urządzeń. Równie ważny jest prawidłowy montaż instalacji PV. Błędy popełnione podczas mocowania modułów, prowadzenia przewodów czy wykonywania połączeń mogą obniżyć uzyski, przyspieszyć zużycie elementów instalacji, a w skrajnych przypadkach zwiększyć ryzyko pożaru.
Podczas montażu PV warto zwrócić szczególną uwagę na kilka elementów: ustawienie i mocowanie modułów, eliminowanie zacienienia, sposób obchodzenia się z panelami, montaż falownika, jakość przewodów oraz wykonanie ochrony odgromowej i przepięciowej.
Moduły PV powinny mieć jak najlepszy dobry dostęp do promieniowania słonecznego. Znaczenie mają ich orientacja względem stron świata, kąt nachylenia oraz brak zacienienia.
Największe uzyski roczne zapewnia zazwyczaj orientacja południowa. W praktyce dobrze sprawdzają się również instalacje skierowane na południowy wschód lub południowy zachód. Pozwalają wydłużyć czas wytwarzania energii w ciągu dnia. Przy mniej korzystnej orientacji ten sam uzysk może wymagać zwiększenia powierzchni instalacji.
Dla modułów skierowanych na południe orientacyjny optymalny kąt w polskich warunkach wynosi około 35–38°. Natomiast inne nachylenie dachu (w granicach 20–60°), powoduje spadek rzeczywistej mocy o 3-8% rocznie. Kąt nachylenia wpływa również na samooczyszczanie modułów. Odpowiednio pochylona powierzchnia ułatwia spływanie wody oraz ogranicza zaleganie śniegu i zabrudzeń.
Na dachach płaskich stosuje się konstrukcje umożliwiające ustawienie modułów pod odpowiednim kątem. Trzeba przy tym zachować właściwy odstęp między kolejnymi rzędami. Zbyt mała odległość powoduje wzajemne zacienianie modułów, szczególnie przy niskim położeniu słońca.
Konstrukcja powinna również umożliwiać swobodną cyrkulację powietrza wokół modułów i nie może powodować uszkodzenia pokrycia ani membrany dachowej. Poszczególne elementy systemu montażowego powinny być ze sobą kompatybilne i przeznaczone do konkretnego rodzaju pokrycia.
Podczas niefrasobliwego transportu i montażu mogą pojawić się mikrouszkodzenia, które są tym większym problemem, że ich nie widać. Dobrze wyglądający panel może już być skazany na szybszą degradację. Modułów nie należy zatem rzucać, wyginać ani stawać na ich powierzchni. Nie należy lekceważyć również rys powierzchniowych. Głębsze uszkodzenie może naruszyć warstwę ochronną modułu i ułatwić przenikanie wilgoci oraz zanieczyszczeń.
Śruby i zaciski trzeba dokręcać momentem określonym przez producenta. Zbyt mocne dokręcenie może powodować naprężenia mechaniczne i uszkodzenie modułu.
Panele nie powinny wystawać poza obrys dachu. W takim położeniu są bardziej narażone na działanie wiatru i związane z nim obciążenia mechaniczne.
Liczbę oraz rozmieszczenie haków i innych elementów mocujących należy dostosować do konstrukcji dachu, rodzaju pokrycia oraz przewidywanych obciążeń śniegiem i wiatrem. Znaczenie ma również prawidłowy dobór samego haka. Element opierający się w niewłaściwy sposób na dachówce może doprowadzić do jej deformacji lub pęknięcia.
Zbyt mała liczba punktów mocowania zwiększa natomiast obciążenie poszczególnych haków i ryzyko ich odkształcenia. Jest to szczególnie istotne na terenach narażonych na silny wiatr lub duże opady śniegu.
Długotrwałe zacienieni modułów powoduje nie tylko spadek produkcji energii, ale może także wpływać na trwałość instalacji. Źródłem cienia mogą być kominy, drzewa, anteny, elementy konstrukcji budynku, a na dachach płaskich – również niewłaściwie rozmieszczone kolejne rzędy paneli. Problemem mogą być także zabrudzenia oraz miejscowe uszkodzenia powierzchni modułu.
Jednym ze skutków nierównomiernej pracy ogniw są hot spoty, czyli miejscowe obszary o podwyższonej temperaturze. Wpływ częściowego zacienienia ograniczyć mogą diody bocznikujące, które jednak muszą być wysokiej jakości i prawidłowo wykonane.
Dowiedz się więcej o hot spotach i innych problemach z panelami PV.
Falownik odpowiada za przekształcanie prądu stałego w przemienny, ale również realizuje funkcje kontrolne i zabezpieczające. Jego prawidłowa praca zależy od właściwego montażu.
Miejsce montażu powinno być suche, możliwie chłodne i dobrze wentylowane. Nie należy zamykać falownika w przestrzeni uniemożliwiającej odprowadzanie ciepła. Trzeba również zachować wymagane przez producenta odstępy od ścian, sufitu, podłogi i innych urządzeń.
Ważna jest długość połączeń po stronie DC. Nie należy jej niepotrzebnie zwiększać, ponieważ wraz z długością przewodów rosną straty i spadki napięcia. Przekroje przewodów trzeba dobrać na podstawie parametrów konkretnego obwodu, długości trasy, obciążalności prądowej, dopuszczalnego spadku napięcia i sposobu ułożenia.
Szczególnej staranności wymagają złącza DC. Powinny być wzajemnie kompatybilne i montowane zgodnie z instrukcją producenta. Łączenie pozornie pasujących złączy różnych systemów może prowadzić do zwiększenia rezystancji styku, przegrzewania, uszkodzenia połączenia, a nawet powstania łuku elektrycznego.
W trudnych warunkach pracują także przewody po stronie DC (kable solarne). Dlatego do wykonywania obwodów PV należy stosować przewody przeznaczone do takich instalacji. Muszą one spełniać wymagania właściwych norm, w tym PN-EN 50618.
Co elektroinstalator powinien wiedzieć o kablach solarnych?
Obecność instalacji PV na dachu trzeba uwzględnić przy ocenie ochrony odgromowej budynku. Jeżeli obiekt jest wyposażony w instalację LPS, moduły i konstrukcję PV należy rozmieścić oraz połączyć zgodnie z przyjętą koncepcją ochrony odgromowej i wymaganiami PN-EN 62305.
Przeczytaj więcej o ochronie odgromowej instalacji PV.
Instalacja fotowoltaiczna jest także narażona na przepięcia powstające zarówno wskutek wyładowań atmosferycznych, jak i procesów łączeniowych w sieci. Szczególnie wrażliwe są falownik i pozostałe elementy elektroniczne.
Ochronę przepięciową należy dobrać do konkretnego układu, uwzględniając obecność instalacji odgromowej, długość tras przewodów oraz rozwiązania zastosowane po stronie DC i AC. Ograniczniki powinny być przeznaczone do odpowiedniego rodzaju instalacji i napięcia. Sam montaż ogranicznika nie zapewnia skutecznej ochrony, jeśli zostanie wykonany nieprawidłowo. Istotne są krótkie połączenia, właściwy przekrój przewodów oraz poprawne podłączenie do układu uziemiającego.
Ryzyko pożaru instalacji PV jest związane nie tylko z awariami urządzeń. Duże znaczenie mają jakość montażu oraz właściwy dobór komponentów. Niedokładnie wykonane złącze, uszkodzony przewód, źle dokręcony zacisk czy nieprawidłowo dobrane zabezpieczenie mogą przez długi czas pozostawać niezauważone.
Jednym z istotnych zagrożeń pożarowych w instalacji PV jest łuk elektryczny. Może powstać w miejscu uszkodzenia przewodu, niewłaściwego styku, źle wykonanego zacisku lub wadliwego złącza. Szczególnej kontroli wymagają więc połączenia po stronie DC. Wysokie napięcie stałe powoduje, że łuk elektryczny jest trudniejszy do wygaszenia niż w obwodzie prądu przemiennego. Dlatego duże znaczenie ma jakość wykonania każdego połączenia po stronie DC. Szczególnie niebezpieczne jest pozostawienie niedociśniętych zacisków albo zastosowanie niekompatybilnych elementów.
Po zakończeniu montażu instalacja powinna zostać sprawdzona przed uruchomieniem. Kontrola powinna objąć zarówno prawidłowość połączeń elektrycznych i zabezpieczeń, jak i stan przewodów, złączy, modułów oraz konstrukcji wsporczej.
