Zestaw solarny – montować na wschód-zachód czy południe? Znamy liczby
Coraz częściej producenci konstrukcji instalacji fotowoltaicznych oferują instalację z konstrukcją dwuspadową znaną pod nazwą wschód-zachód. Czy to tylko nowa moda czy też lepszy sposób projektowania?
Sposób montażu paneli fotowoltaicznych ewoluował w ciągu ostatnich lat. Jeszcze parę lat temu, kąt idealnego nachylenia paneli fotowoltaicznych oceniano na podstawie szerokości geograficznej, tak, by promienie słoneczne padały na panele słoneczne prostopadle przez większość czasu, a optymalnym kierunkiem ich ustawienia był kierunek południowy (dla półkuli północnej). W ten sposób optymalizowane były uzyski z paneli w przeliczeniu na jednostkę zainstalowanej mocy (kWh/kW), co zapewniało maksymalną produkcję.
Podejście to miało sens, gdy panele były najdroższym elementem zestawu solarnego. Jednak, gdy tylko ceny paneli spadły, przemysł fotowoltaiki zaczął się interesować innym sposobem montażu na dachach płaskich lub o niskim stopniu nachylenia, zwiększającym ilość zainstalowanej mocy na określonej jednostce powierzchni (kW/m2), czyli panelami połączononymi ze sobą jedną z krawędzi i ustawionymi w dwóch kierunkach- wchodnim i zachodnim pod ok. 10-15 stopniowym kątem. Trudno mówić o wejściu w erę śmiesznie tanich paneli, ale taki sposób projektowania jest już uznawany za słuszny w pewnych przypadkach.
Przyjrzyjmy się zaletom i wadom obu sposobów montażu na dachu płaskim lub o niskim kącie nachylenia.
Wykorzystanie powierzchni dachu
W tej kategorii wygrywają instalacje wschód-zachód. Dlaczego?
Tradycyjne instalacje PV skierowane w kierunku południowym dla dachów o niskim spadzie wymagają zagospodarowania dość sporej przestrzeni między rzędami, która uchroni panele przed zacienieniem. W konstrukcjach dwuspadowych, panele umieszczane są pod niższym kątem, co zapobiega samozacienianiu sąsiadujących rzędów. Dzięki temu, można stosować mniejsze odstępy, a co za tym idzie powierzchnia dachu jest znacznie lepiej wykorzystana niż w przypadku paneli skierowanych na południe.
W wyniku tej podstawowej różnicy w projektowaniu, stosunek pokrycia gruntu przez dwuspadowe konstrukcje wynosi ok. 0,9 (nie wliczając odstępów między panelami przeznaczonych na prace konserwacyjne lub przeszkody znajdujące się na dachu), natomiast w przypadku instalacji skierowanych na południe – stosunek ten wynosi 0,5-0,8. Odnacza to, że wydajność systemu może wzrosnąć o 15 do nawet 35% dzięki zamontowaniu paneli na wchód i zachód.
Produkcja energii
Zwycięzcą tej kategorii są panele montowane na południe, chociaż … zależy to od pory roku.
Chociaż w przypadku konstrukcji dwuspadową, azymut ma mniejsze znaczenie niż przy klasycznym montażu paneli (zwyczajowo konstrukcję nazywa się wschód -zachód, choć również dobrze może być montowana z przesunięciem na północ-południe!), nie jest niespodzianką, że panele ustawione w ten sposób wyprodukują mniej niż te zwrócone w kierunku południowym.
Pamiętajmy jednak, że kwestia ilości zamontowanych paneli też ma znaczenie, a tych będzie więcej w konfiguracji wschód-zachód. Ważna jest też pora roku. W okresie letnim, panele zwrócone na wschód-zachód mają szansę wyprodukować znacznie więcej godzinach popołudniowych niż te na konstrukcjach klasycznych.
Straty systemu
Konstrukcje skierowane na południe oraz wschód-zachód cechuje inna podatność na straty- w zależności od czynników, które mogą je powodować.
Straty wynikające z promieniowania odbitego i niskiego nasłonecznienia
Straty te są dużo wyższe w przypadku konstrukcji wschód-zachód, gdyż biorą się z innego niż prostopadły kąta padania promieni słonecznych. Z uwagi na mniejsze nachylenie paneli w konfiguracji wchód-zachód, straty te zwiększają się do 0,5-1%, dodatkowo straty wynikające z niskiego nasłonecznienia wynoszą ok. 0,1-0,3%. Łącznie dodatkowe straty wynoszą ok. 1% w porównaniu z panelami skierowanymi na południe.
Straty na inwerterze
Chociaż inwertery działają wydajniej przy większym obciążeniu, straty na inwerterze są oceniane na niższe w przypadku instalacji typu wschód-zachód. Wynika to z braku dużych skoku między wartością szczytową a pozostałymi wartościami. Warto pamiętać, że do instalacji wschód-zachód konieczne jest zastosowanie inweterów z co najmiej dwoma trackerami punktu maksymalnej mocy.
Obciążenie
Dwuspadowe konstrukcje paneli charakteryzuje bardziej aerodynamiczny kształt, który sprawia, że panele są znacznie odporniejsze na obciążenie wiatrem, a siły obciążenia dachu – są znacznie lepiej rozłożone. y. Z drugiej strony, z uwagi na większą ilość zainstalowanych paneli na metr kwadratowych, trzeba wyważyć właściwą ilość montowanych paneli. Trudniejsze jest też samooczyszczanie paneli z uwagi na zainstalowanie paneli pod niższym kątem.
Materiały i koszty montażu
I tym razem wygrywają instalacje typu wschód-zachód.
Przyczyny są co najmniej trzy: – przywierające krawędziami panele wymagają mniejszej ilości materiałów, bo współdzielą pewne elementy – dzięki zastosowaniu mniejszego kąta nachylenia paneli, obciążenie dachu jest znacznie bardzie zrównoważone, co eliminuje ilość stosowanego obciążenia (jak bloczki) – dodatkowo, połączone ze sobą panele stanowią naturalną barierę przed obciążeniem wiatrem- co pozwala wyeliminować stosowane czasem na dachach płaskich dodatowe osłony Mniej użytych materiałów, to również niższe koszty montażu. Jednak znów funkcjonuje zasada ilości instalowanych paneli na metrze kwadratowym.
Opłacalność
Wybór między montażem na południe bądź wschód-zachód do również wybór między taryfami za energię elektryczną (zarówno tą wyprodukowaną w danym czasie przez instalację jak i sprzedaną do sieci) oraz profilem zapotrzebowania obiektu.
Instalacja w kierunku wschodnio-zachodnim będzie natomiast opłacalna przede wszystkim gdy:
– powierzchnia dachu jest ograniczona (chyba, że pojawia się na nim wiele przeszkód na dachu)
– dach jest znacznie odchylony od kierunku południowego
– profil zużycia jest najwyższy w godzinach przedpołudniowych i popołudniowych i bardziej opłaca się zużywać energię na potrzeby własne.
Aby dobrać idealną konfigurację paneli do swojego projektu, skorzystaj z aplikacji EasySolar.