Konstrukcja pod panele fotowoltaiczne na gruncie

Instalacja paneli fotowoltaicznych na gruncie wymaga solidnych konstrukcji, które zapewniają stabilność i maksymalizują produkcję energii. Wolnostojące systemy i wbijane dwupodporowe stelaże minimalizują prace ziemne, umożliwiając szybki montaż na otwartych terenach. Projektowanie pod specyficzne warunki gruntowe oraz strefy wiatru gwarantuje trwałość w obliczu obciążeń pogodowych, co pozwala na efektywne wykorzystanie bifacialnych modułów i trackerów.

• Wolnostojące konstrukcje PV na gruncie
• Systemy wbijane dwupodporowe pod panele PV
• Systemy mocowane mechanicznie na gruncie
• Trackery fotowoltaiczne na konstrukcjach gruntowych
• Konstrukcje bifacialne dwupodporowe PV
• Projektowanie pod warunki gruntowe i strefy wiatru
• Indywidualne konstrukcje pod moduły PV na gruncie
• Pytania i odpowiedzi

Wolnostojące konstrukcje PV na gruncie

Wolnostojące konstrukcje pod panele fotowoltaiczne na gruncie opierają się na samodzielnych ramach, które nie wymagają głębokich fundamentów. Te systemy składają się z profili stalowych lub aluminiowych, mocowanych do betonowych bloków lub płyt. Główne zalety to niski koszt i elastyczność w doborze kąta nachylenia, zazwyczaj 30-35 stopni dla optymalnego wychwytu promieni słonecznych w Polsce. Konstrukcje te wytrzymują obciążenia wiatrem do 140 km/h i śniegiem do 2,4 kN/m², zgodnie z normami PN-EN 1991-1-3.

Montaż wolnostojących stelaży przebiega etapami, co ułatwia pracę ekipom instalacyjnym. Najpierw przygotowuje się podłoże, usuwając darnie i wyrównując teren. Następnie ustawia się ramy na kotwach gruntowych. Kluczowe jest precyzyjne wypoziomowanie, aby uniknąć nierównomiernego rozkładu sił.

• Sprawdź nośność gruntu za pomocą sondy geotechnicznej.
• Oznacz miejsca pod bloki betonowe o wymiarach 80x80x20 cm.
• Zainstaluj profile nośne i zamocuj szyny montażowe.
• Umieść moduły PV i dokręć zaciski aluminiowe.
• Przetestuj stabilność pod symulowanym obciążeniem wiatru.

Te konstrukcje minimalizują zacienienie między rzędami paneli, co zwiększa produkcję o 5-10% w porównaniu do dachowych instalacji. Aluminium zapewnia odporność na korozję, podczas gdy stal ocynkowana redukuje masę o 20%. W farmach PV o mocy powyżej 1 MW stosuje się je na równinnych terenach.

Zobacz także: Konstrukcja gruntowa pod panele PV 10 kW – specyfikacja

Zalety w warunkach polskich

Wolnostojące systemy sprawdzają się w strefach wiatru II i III, gdzie prędkości dochodzzą do 130 km/h. Ich modułowa budowa pozwala na łatwą rozbudowę. Trwałość wynosi ponad 25 lat przy corocznej inspekcji połączeń.

Systemy wbijane dwupodporowe pod panele PV

Systemy wbijane dwupodporowe wykorzystują pale stalowe wbijane na głębokość 1,5-2,5 m, tworząc dwie linie podpór pod rząd modułów. To rozwiązanie eliminuje betonowanie, oszczędzając 40% czasu montażu. Profile C lub H o grubości 3-4 mm wytrzymują momenty zginające do 10 kNm. Odległość między palami wynosi 3-4 m, co optymalizuje rozstaw rzędów na 4-5 m.

Proces wbijania wymaga sprzętu hydraulicznego o sile 20-50 ton. Pale wbijane są pod kątem 5-10 stopni dla lepszej stabilności. Po wbijaniu montuje się belki poprzeczne i szyny pod panele. System redukuje prace ziemne do minimum, idealny dla gruntów gliniastych lub piaszczystych.

Zobacz także: Ile kosztuje fotowoltaika na dom 150 m² w 2025?

• Przeprowadź badanie geotechniczne pod nośność.
• Oznacz osie rzędów z zachowaniem 4 m odstępu.
• Wbij pale za pomocą młota wibracyjnego.
• Połącz pale belkami nośnymi śrubami M12.
• Zamocuj moduły i sprawdź wypoziomowanie laserem.
• Zabezpiecz antykorozyjnie powłokami cynkowymi.

Dwupodporowe konstrukcje zwiększają wentylację pod panelami, podnosząc wydajność o 3-5%. W strefach śniegowych III ładunek 1,8 kN/m² nie stanowi problemu dzięki sztywności. Koszt instalacji to około 0,15-0,25 zł/Wp.

Porównanie materiałów

Stal dominuje w dużych farmach ze względu na cenę, aluminium w mniejszych dla lekkości.

Systemy mocowane mechanicznie na gruncie

Systemy mocowane mechanicznie opierają się na kotwach gruntowych lub bloczkach betonowych z prętami zbrojeniowymi. Kotwy wkręcane o średnicy 76-114 mm wnikają na 2-3 m, zapewniając chwytność 20-30 kN. To rozwiązanie dla gruntów skalistych, gdzie wbijanie jest trudne. Konstrukcje aluminiowe lub stalowe mocowane są śrubami wysokowytrzymałymi klasy 8.8.

Montaż zaczyna się od wiercenia otworów pod kotwy. Wkręcanie odbywa się za pomocą klucza udarowego o momencie 500 Nm. Następnie instaluje się ramy nośne z regulacją wysokości 0,5-1 m. Systemy te pozwalają na demontaż bez uszkodzeń gruntu.

• Ocena gruntu pod twardość i wilgotność.
• Wiercenie otworów o głębokości 2,5 m.
• Wkręcanie kotew z kontrolą momentu obrotowego.
• Mocowanie podstaw ram śrubami M16.
• Instalacja paneli z zaciskami środkowymi i brzegowymi.
• Test obciążeniowy na 1,5 raza normy.

Mechaniczne mocowanie minimalizuje osiadanie konstrukcji o 90% w porównaniu do płytkich fundamentów. Wytrzymują wiatr 160 km/h w strefie I. Idealne dla terenów nachylonych do 15 stopni.

W farmach PV redukują zacienienie dzięki szerokiemu rozstawowi 5 m między rzędami. Trwałość powłok malarskich to 30 lat.

Trackery fotowoltaiczne na konstrukcjach gruntowych

Trackery fotowoltaiczne śledzą ruch słońca, zwiększając produkcję o 25-40% w porównaniu do stałych konstrukcji. Jednoosiowe trackery obracają się w osi północ-południe, dwuosiowe dodają ruch wschód-zachód. Konstrukcje stalowe z silnikami hydraulicznymi lub elektrycznymi o mocy 0,5-2 kW na moduł. Wysokość regulowana 1-3 m dla uniknięcia śniegu.

Instalacja trackerów wymaga pale wbijane na 3-4 m. Silniki sterowane GPS korygują pozycję co 5-15 minut. Systemy wytrzymują wiatr 120 km/h w pozycji płaskiej. Koszt to 0,3-0,5 zł/Wp, ale zwraca się w 3-5 lat.

• Wyznacz kierunek osi trackerów na południe.
• Wbij pale centralne i boczne.
• Montuj ramę obrotową z łożyskami.
• Podłącz sterownik z czujnikami słońca.
• Umieść panele i skalibruj ruch.
• Przetestuj pod obciążeniem dynamicznym.

Wzrost produkcji energii

Trackery bifacialne zyskują dodatkowo 10% od odbicia gruntowego. Stosowane w dużych farmach powyżej 5 MW.

Konstrukcje bifacialne dwupodporowe PV

Konstrukcje bifacialne dwupodporowe projektuje się pod moduły dwustronne, przechowujące energię z obu stron. Pale wbijane co 3 m, ramy aluminiowe na wysokości 0,8-1,2 m dla odbicia od jasnego podłoża. Zwiększają wydajność o 15-30% dzięki tylnemu szkłu. Odległość rzędów 6-7 m minimalizuje zacienienie tylnej strony.

Montaż obejmuje pale ocynkowane i szyny z otworami wentylacyjnymi. Podłoże żwirowe lub białe folie podnoszą albedo do 70%. Systemy testowane na obciążenia 2 kN/m² śniegu.

• Przygotuj podłoże o albedo powyżej 50%.
• Wbij dwupodporowe pale pod kątem 7 stopni.
• Zainstaluj podwyższone ramy dla cyrkulacji powietrza.
• Mocuj bifacialne moduły zaciskami bez ram.
• Zmierz odbicie tylne po instalacji.
• Dostosuj kąt do 25-30 stopni.

Dwupodporowe bifacialne redukują straty temperaturowe o 5%. Idealne dla gruntów otwartych bez drzew.

W strefach wiatru IV wymagają wzmocnień o 20%.

Projektowanie pod warunki gruntowe i strefy wiatru

Projektowanie konstrukcji zaczyna się od analizy geotechnicznej, określającej nośność na 100-200 kPa. Polska podzielona na strefy wiatru I-IV z prędkościami 110-160 km/h według PN-EN 1991-1-4. Obliczenia FEM symulują siły dynamiczne. Śnieg w strefach I-III to 0,8-2,4 kN/m².

Krok po kroku projekt uwzględnia teren:

• Zebranie danych z map wiatru i śniegu.
• Badanie gruntu sondami CPT.
• Modelowanie 3D w oprogramowaniu jak Robot Structural.
• Dobór profili pod momenty zginające.
• Weryfikacja pod Eurokody.
• Generowanie rysunków montażowych.

Dla nachylonego terenu stosuje się korekty o 10-15%. Projekt zapewnia 50 lat bezawaryjnej pracy.

W gruntach słabych dodaje się pale kompozytowe.

Indywidualne konstrukcje pod moduły PV na gruncie

Indywidualne konstrukcje dostosowuje się do ukształtowania terenu, modułów szkło-szkło czy aluminiowych ramek. Oprogramowanie BIM modeluje nieregularne nachylenia do 20 stopni. Profile stalowe gięte na wymiar wytrzymują lokalne obciążenia. Dla farm 10 MW optymalizuje się rozstaw pod zacienienie poniżej 2%.

Proces projektowania indywidualnego obejmuje konsultacje terenowe. Dostosowanie do bifacialnych lub trackerów zwiększa ROI o 20%. Materiały certyfikowane CE z gwarancją 25 lat.

• Mapowanie terenu dronem LiDAR.
• Analiza modułów pod zaciski.
• Obliczenia pod specyficzne obciążenia.
• Prototypowanie sekcji testowej.
• Montaż z monitoringiem deformacji.
• Dokumentacja dla ubezpieczycieli.

Na terenach pagórkowatych stosuje się regulowane nogi hydrauliczne. Minimalizują straty produkcyjne o 8%.

Dostosowanie do typów modułów

Pod szkło-szkło ramy z dodatkowymi usztywnieniami. Dla aluminiowych – lekkie profile 6063-T6.

Pytania i odpowiedzi

• Jakie są główne typy konstrukcji pod panele fotowoltaiczne na gruncie?

  Wolnostojące konstrukcje dwupodporowe, wbijane, wkręcane lub montowane na bloczkach betonowych, wykonane ze stali ocynkowanej lub aluminium. Minimalizują zacienienie i ułatwiają instalację na farmach PV oraz terenach otwartych.

• Dlaczego indywidualny projekt konstrukcji jest niezbędny?

  Projekt musi uwzględniać specyficzne warunki gruntowe, ukształtowanie terenu, geotechnikę oraz obowiązujące strefy wiatru i śniegu, co zapewnia optymalną stabilność, trwałość i efektywność instalacji.

• Jakie moduły pasują do tych konstrukcji?

  Konstrukcje produkowane są pod moduły z ramą aluminiową, typ szkło-szkło oraz bifacjalne, co gwarantuje kompatybilność i bezpieczeństwo mocowania w różnych warunkach terenowych.

• Jakie wsparcie oferują producenci takich konstrukcji?

  Profesjonalne wsparcie obejmuje pełen proces: od indywidualnego projektu, przez dobór materiałów, po realizację montażu, zapewniając długoterminową trwałość i efektywność fotowoltaiki na gruncie.