Крепление солнечных панелей на крыше
При монтаже солнечной электростанции или установке одной панели выбор варианта установки является очень важным моментом. Подавляющее большинство владельцев частных домовладений предпочитают вариант установки на крыше своих зданий, на этом варианте мы и остановимся в данной статье.
Как только человек начинает процесс изучения возможности потенциальной установки Солнечной системы (электростанции), в числе первых вопросов, которыми он задаётся это – «Моя крыша подходит для установки солнечных батарей?» Солнечные батареи (панели) совместимы с большинством кровельных материалов, но некоторые из этих материалов лучше подходят для установки солнечной электростанции, чем другие.
Крыши зданий, как правило, делятся на два типа: наклонные и плоские.
Плоские кровли не отличаются большим разнообразием. Обычно это бетонная поверхность чистая или покрытая различными видами гидроизоляции: асфальт, рубероид, металлический профиль и пр. Массивы солнечных батарей легко могут быть установлены на плоской крыше, но так как такие крыши чаще всего встречаются на общественных зданиях, то мы рассмотри установку на таком типе крыш в другой статье.
Строительная индустрия, отвечая на запросы потребителей, создала большое количество кровельных материалов для наклонного типа крыш, отличающихся по составу (металлические, керамические, шиферные, мягкие каучуко-пластиковые, гибкие как рубероид и т.д.), по геометрии поверхности (волна, меандр, псевдочерепичная), по форме и размерам единичных элементов (листы, чешуйки, рулоны и пр.).
Соответственно, производители составных элементов для крепежа солнечных панелей на крыше старались охватить выпуском максимальное количество вариантов кровли и при помощи своей продукции сделать их доступными для установки как массивов солнечных модулей, так и одиночных солнечных панелей.
Для облегчения конструкции, почти все элементы крепежа солнечных панелей выполняются из алюминия. Надо сразу сказать, что грамотно спроектированная с соблюдением строительных норм кровля дома, где в расчетные снеговые нагрузки заложена норма 100кг/м2 конечно спокойно выдержит добавку в размере 10-14 кг/м2 и при грамотном монтаже сохранит и целостность кровли и ее теплоизоляционные свойства.
Сразу скажем, что устанавливать солнечные панели на крышах покрытых недолговечным кровельным материалом категорически не рекомендуется.
Направляющие, на которые происходит крепление фотоэлектрических панелей, унифицированы под несколько видов крепежных зажимов (Рис.1).
. 
Рис.1
Зажимы существуют двух типов: концевые (Рис.2,3) служащие для крепления крайних фотоэлектрических панелей к направляющим, и центральные (Рис.4) служащие для крепления сразу двух солнечных панелей к направляющим, они отличаются только длинной ножки, зависящей от толщины рамки солнечной батареи
Рис.4
Унифицированы так же стыковые соединители направляющих (Рис.5) и клеммы заземления системы (Рис.6), которые объединяют все элементы крепления панелей с алюминиевыми рамами фотоэлектрических панелей в одну цепь и заземления ее.
Основное разнообразие сосредоточено в элементах крепления направляющих к крыше. Тут можно выделить два варианта крепления: крепление, не нарушающее целостность кровли, и, крепления, протыкающие кровельный материал. Рассмотрим их подробнее на примере металлических крыш.
Металлические крыши, у которых соединение покровных элементов организовано в виде стыковых швов (фальцы) разнообразной формы относятся к кровлям, крепление к которым осуществляется без нарушения целостности кровли (Рис.7)
Рис.7
Металлические крыши, у которых геометрия листов соответствует волне, меандру или черепице относятся к кровлям, крепление к которым осуществляется с нарушением целостности листа (Рис.8).
. Рис.8
Надо сразу сказать, что крепеж снабжен специальными уплотняющими прокладками, ликвидирующими саму возможность протечки.
Дома с металлическими крышами при хорошо организованной теплоизоляции кровли отличаются очень низким энергопотреблением, при высокой конструктивной прочности, что делает дома с металлическими крышами отличными кандидатами для установки массива солнечных панелей.
Черепичная кровля и покрытая испанской керамической плиткой кровля, тоже является хорошим местом для монтажа солнечных панелей. Стандартные проникающие крепления позволяют установить массивы солнечных панелей на крышах из черепицы без нарушения целостности кровельного материала. Черепица при этом может быть не только цементной и из других материалов (Рис.9)
Единственным недостатком черепичной крыши является ее большой вес, но на монтаж солнечных панелей это не влияет.
Покрытия из этилен-пропиленовый диентерполимеровый каучук (ЭПДМ) используется как на плоских крышах и наклонных. Геометрия наклонных крыш плоская. Монтажники солнечных систем работая на кровлях из EPDM используя систему креплений схожую с системой креплений для черепичной крыши, что означает, что они, как правило, не делают отверстия в крыше.
Покрытия из термоплатик полиолефина (ТПО) и поливинилхлорида ПВХ как и EPDM крыши, обычно плоской геометрии поверхности и используется схожая система креплений солнечной системы к кровле (Рис.10).
.
Рис.10
Существует несколько видов крыш, установка солнечных панелей на которых вызовет изрядные сложности.
Очень не любят монтажники солнечных панелей работать на крышах покрытых шифером (плоским или волнообразным). Хрупкость данного материала при монтаже создает очень большие сложности, а так как при креплении приходится сверлить в нем отверстия, то повреждение крыши по местам нарушения сплошности остается лишь вопросом времени (Рис.11).
.
Рис.11
Сейчас у определенной категории экологически озабоченных граждан стали входить в моду деревянные крыши. Этот тип крыши, если материал при установке требует сверления отверстий в нем для установки солнечных панелей не пригоден. Они требуют специализированных монтажных узлов и оборудования, потому что монтажники не могу выходить на крышу, не повреждая ее.
Все это означает, что установка по настойчивому желанию заказчика солнечных панелей на шифер и деревянные крыши возможна, но стоит существенно дороже.
Вид материала крыши вашего дома играет большую роль в пригодности вашего дома для установки на ней солнечной системы, но это не всегда решающий фактор. Есть еще несколько вопросов, на которые вам надо ответить, чтобы определить, является ли кровля вашего дома подходящей для установки солнечной системы.
Ориентация кровли вашего дома по сторонам света.
Солнечные панели являются наиболее эффективными при ориентации строго на южную сторону света (по крайней мере в северном полушарии).))) Простой способ узнать, как ориентирована ваша крыша и, достаточно ли это хорошо для установки солнечных панелей, необходимо посмотреть фото Вашего дома на картах Яndex или Google. Если вы зададите в настройках сетку координат, она скажет вам, в каком направлении ориентирована Ваша крыша. Если Вы не в состоянии ориентировать панели на истинный юг, а только на юго-восток и на юго-запад панели будут также работать и с помощью определенных приемах при монтаже и коммутации можно добиться нормальной эффективности системы. Если ориентация вашей крыши не самая лучшая, у вас еще есть возможность установки массива панелей на грунт или на другое здание, такое как беседка, сарай, мастерская, баня, гараж или навес для автомобиля.
Освещенность кровли в разное время дня и в разное время года.
Тень, попадающая на систему, влияет на производительность солнечных панелей. Поэтому вам потребуется перед установкой сделать некоторое количество наблюдений в разное время дня и в разное время года, чтобы оценить, попадает ли на вашу крышу (и как следствие на солнечную систему) тень и в зависимости от этого сделать выбор устанавливать систему или нет. Тень могут давать другие здания, свой собственный дымоход, или деревья вокруг вашего дома. Ваш установщик может помочь вам оценить влияние тени в вашей конкретной ситуации. Конечно вы не сможете удалить здания или трубу от вашего камина, но вы можете рассмотреть возможность удаления или обрезки деревьев создавая тем самым меньше тени.
Возраст крыши.
Массив солнечных батарей имеет срок жизни 25-40 лет, так что вам необходимо будет спрогнозировать развитие ситуации на столь длительный срок, чтобы убедиться, что ваша крыша находится в хорошем состоянии и не должна быть заменена в ближайшее время. Поэтому мы и не рекомендовали ранее не устанавливать системы на крыше покрытой рубероидом и другими недолговечными покрытиями.
Если вы определяетесь с установкой солнечной системы на стадии проектирования дома, то стоит задаться вопросом «Какой формы и размера будет ваша крыша?»
Это просто, при установке панелей на кровлю требуется на 1 кВт около 5-8 м2 поверхности крыши. Имейте в виду, что такие вещи, как мансардные окна, башенки, дымовые вентиляционные трубы и люки повлияет на количество свободного места.
Поэтому чем больше свободной поверхности крыши ориентированной на юг будет в вашем распоряжении, тем лучше.
И последний вопрос имеющий серьезное значение при установке солнечной системы это «Какой угол наклона вашей крыши?»
Если ваша крыша имеет уклон, оптимальный угол составляет от 30 до 40 градусов (в наших широтах до 45 градусов, севернее больше). Имейте в виду, что для самоочистки панелей при помощи дождя, они должны быть установлены под углом не менее чем 15 градусов к горизонту. Зимой максимальный угол увеличивается и может в нашей стране достигать 70 градусов (и это не всегда спасает от налипания мокрого снега). Все это надо учитывать при проектировании угла ската кровли Вашего дома.
В данной статье мы рассматриваем случай только частных домовладений, но там где владельцев дома несколько неизбежно возникнет вопрос: «Кто владеет вашей крышей?»
Что делать, если крыша вашего дома не пригодна для установки системы солнечных батарей? Не отчаиваться!
Есть другие варианты, если ваша крыша не подходит для установки системы солнечных батарей (панелей), в том числе:
- Установка системы солнечных батарей на земле относящейся к Вашему приусадебному участку.
- Строительство из солнечных панелей навеса для одновременного питания вашего дома и обеспечения тени для вашего автомобиля.
- Строительство из солнечных панелей навеса на балконе одновременного питания вашего дома и обеспечения тени для Вас.
- Если у Вас есть теплица для сельскохозяйственных экзерсисов, то организация ее кровли из прозрачных солнечных панелей даст и тень для выращиваемых культур знойным летом и электричество для Вашего дома.
Вариантов решения проблемы достаточно много, посоветуйтесь с профессионалами и Вам обязательно помогут!