Częstą praktyką jest instalowanie fotowoltaiki na dachach budynków, które będą wykorzystywać produkowaną energię elektryczną na własne zużycie. Dach jest powierzchnią, która w znaczącej większości przypadków jest niezagospodarowana, można więc wykorzystać bezużyteczną wcześniej powierzchnię do generowania zysków. Wielu inwestorów wybiera montaż na dachu, ponieważ nie chcą zajmować części swojej działki, która może im posłużyć do innych celów. W szczególności dotyczy to mikroinstalacji prosumenckich oraz małych instalacji dla przedsiębiorstw.
Możemy wyróżnić 2 główne typy dachów pod względem montażu - płaskie oraz skośne.
Na dachach płaskich można zastosować systemy montażowe inwazyjne lub bezinwazyjne. Poprzez systemy inwazyjne można rozumieć konstrukcje montażowe, które mocowane są bezpośrednio do dachu ingerując w poszycie poprzez np. wwiercanie się, przykręcanie itp. Systemy bezinwazyjne reprezentowane są poprzez montaż systemów balastowych lub zgrzewanych, które nie ingerują w strukturę dachu. Utrzymywanie się konstrukcji na dachu zapewnione jest poprzez obciążenie betonowymi bloczkami lub zgrzanie konstrukcji montażowej do poszycia dachowego.
W przypadku dachów płaskich montaż przede wszystkim zależy od występującego poszycia dachowego. Do każdego rodzaju trzeba wybrać odpowiedni system montażowy, który umożliwi odpowiednie przytwierdzenie konstrukcji do dachu i zapewni jej bezpieczeństwo.
Realizując instalacje fotowoltaiczne na dachu zawsze trzeba podchodzić do tematu z pewną ostrożnością, w szczególności w przypadku starszych budynków. Za każdym razem należy sprawdzić konstrukcję dachu w celu określenia, czy będzie odpowiednia pod montaż instalacji fotowoltaicznej. Nie chodzi tutaj tylko o dobór odpowiedniego systemu montażowego ale również o wytrzymałość dachu na obciążenie generowane przez instalację fotowoltaiczną. Niestety wiele osób nie bierze tego pod uwagę, nie zleca odpowiedniej ekspertyzy dachu, co w przyszłości może skutkować poważnym zagrożeniem dla budynku i osób w nim przebywających. W szczególności odnosi się to do starszych budynków, których konstrukcja nie została zaprojektowana do przenoszenia dodatkowych obciążeń lub po prostu konstrukcja jest osłabiona z uwagi na swój wiek i inne możliwe skutki eksploatacyjne.
Sprawdzić jednak należy każdego rodzaju budynek, zarówno stary jak i nowy, by mieć pewność, że konstrukcja będzie w stanie wytrzymać dodatkowe obciążenie, jednocześnie spełniając obowiązujące normy. Pozwoli to mieć pewność i spokój, że instalacja przetrwa bezproblemowo zakładany czas eksploatacji oraz osoby przebywające w budynku nie będą narażone na zagrożenie zarwania się dachu.
Dużym wyzwaniem są dachy płaskie… nie chodzi tutaj o sam wybór odpowiedniego sposobu montażowego (inwazyjny czy bezinwazyjny), na który pozwalać będzie konstrukcja dachu, ale również na sprawdzenie dopuszczalnych dodatkowych obciążeń zdolnych przez dach do przeniesienia. Trzeba zwrócić uwagę na grubość dachu, wytrzymałość elementów konstrukcyjnych, ich rozkład oraz możliwości dociążania każdego poszczególnego elementu. Pozwoli to dobrać odpowiedni system montażowy oraz miejsce posadowienia instalacji. Niektóre dachy mogą być zbyt cienkie lub ich konstrukcja może uniemożliwiać zastosowanie montażu inwazyjnego co przełoży się na konieczność montażu bezinwazyjnego jak system balastowy. Do systemu balastowego trzeba dobrać odpowiednie obciążenie, żeby instalacja stabilnie utrzymywała się na dachu. Generuje to dodatkowe duże obciążenie, które trzeba sprawdzić, czy konstrukcja będzie w stanie wytrzymać. Trzeba również zwrócić uwagę na zalegający śnieg lub wodę na dachu płaskim, które powodują dodatkowe obciążenie. Montaż instalacji fotowoltaicznej może powodować, że w niektórych miejscach będzie zbierało się znacznie więcej śniegu niż zostało to przewidziane projektowo.
Potencjalne komplikacje związane z montażem instalacji fotowoltaicznej
Posługując się przykładem niedawnej realizacji. Temat związany z pozornie prostym zagadnieniem montażu instalacji paneli fotowoltaicznych na dachu budynku hali na Śląsku.
Na pierwszy rzut oka wydawać się mogło, że konstrukcja (z 60. lat XX wieku) z prefabrykowanego dachu żelbetowego jest bardzo „mocna” i nie będzie żadnego problemu z jego obciążeniem panelami.
Podchodząc do każdego tematu profesjonalnie i ostrożnie zlecona została ekspertyza dachu, która miała określić możliwości montażu instalacji fotowoltaicznej. Ekspertyzę wykonał prof. Mariusz Jaśniok z firmy CorrTEST, który współpracował z nami w zakresie tej realizacji.
Pan Profesor przeprowadził oględziny i badania wybranych elementów konstrukcji dachu, a następnie wykonał obliczenia statyczno-wytrzymałościowe modelu konstrukcji z uwzględnieniem dodatkowego obciążenia panelami fotowoltaicznymi i okazało się, że w pierwotnie zaplanowanym ułożeniu panele stanowią poważne zagrożenie dla bezpieczeństwa dachu. Po kolejnych analizach obliczeniowych, wykonanych przez prof. Mariusza Jaśnioka, inna konfiguracja paneli na powierzchni dachu okazała się możliwa do realizacji, ale przy poważnych i precyzyjnie wskazanych w wytycznych ekspertyzy ograniczeniach montażowych.
System monitoringu dachu - WISENE
Jednym z rozwiązań poprawiających bezpieczeństwo dachu jest system monitoringu odkształceń. Dzięki niemu można na bieżąco sprawdzać zmiany generowane przez obciążenie dachu. Dodatkową korzyścią jest możliwość dostosowania odśnieżania do faktycznego zapotrzebowania.
Nowe powierzchnie magazynowe tworzą konieczność wybudowania ogromnych połaci dachowych, których eksploatacja wiąże się między innymi z przeprowadzaniem okresowych przeglądów oraz napraw poszycia dachowego, a także udrażnianiem odpływów wody opadowej. Są to działania niezbędne do utrzymania obiektów w bezpiecznej kondycji, gotowej na przyjęcie gwałtownych opadów deszczu lub śniegu. Właściciele wielkopowierzchniowych dachów w każdym roku zabezpieczają odpowiedni budżet na poczet wydatków związanych z odśnieżaniem lub udrażnianiem armatury odpływu deszczówki. Są to czynności konieczne do zapewnienia ochrony życia osób przebywających w obiekcie jak i mienia w nim obecnego.
Firma WISENE jako pionier i lider w zakresie dostarczania WIARYGODNEGO metrologicznie monitoringu dachów hal, zapewnia dostęp do realnych korzyści, w tym generacji bardzo dużych oszczędności. Kluczowym jest automatyczny pomiar ugięcia konstrukcji dachu pod wpływem obciążeń zmiennych i zmiany obciążeń stałych. Ugięcie, w zgodnej opinii ekspertów, jest wiarygodnym i jedynym mierzalnym stanem konstrukcji określającym wytężenie, czyli wykorzystanie nośności, której przekroczenie z kolei jest głównym źródłem zagrożeń dla bezpieczeństwa obiektu wielkopowierzchniowego. Inteligentne narzędzie WISENE zarządza ryzykiem przeciążenia związanym z kumulacją obciążeń zmiennych oraz obciążeń stałych. System 24 godziny na dobę weryfikuje, czy ilość śniegu lub wody zgromadzonej na dachu nie powoduje przekroczenia dopuszczalnego poziomu wytężenia konstrukcji, co w przypadku dachu wyposażonego w instalację fotowoltaiczną nabiera kluczowego, krytycznego znaczenia. Trudno bowiem wymagać od człowieka by w sposób wiarygodny określił aktualne obciążenie dachu lub prowadził codzienną analizę zachowania się konstrukcji hali. Dzięki narzędziu dostarczanym przez WISENE możliwe jest reagowanie w czasie rzeczywistym na zmiany obciążenia konstrukcji i optymalne nadzorowanie prac dotyczących eksploatacji dachu.
Podsumowanie
Przy realizacji inwestycji na połaciach dachowych trzeba podejść do tematu z odpowiednią starannością. W pierwszej kolejności należy określić rodzaj dachu, jego stan oraz datę budowy.
Następnym krokiem powinno być dobranie odpowiedniego systemu montażowego dla dachu. Należy tutaj zwrócić uwagę na poszycie dachu w celu określenia możliwości montażu inwazyjnego, balastowego lub zgrzewanego.
W kolejnym kroku należy upewnić się, czy przewidziany system montażowy będzie zgodny z dopuszczalnym obciążeniem dachu. W tym celu należy sprawdzić dokumentację techniczną pod kątem możliwości dodatkowego dociążenia konstrukcji. W przypadku braku pewności co do zapasu wytrzymałościowego, należy zlecić ekspertyzę dachu, która potwierdzi możliwość usytuowania instalacji fotowoltaicznej na budynku. Ekspertyza może wykazać, że dach, który na pierwszy rzut oka wydawał się bardzo mocny, nie do końca taki jest, a niektóre elementy mają bardzo niską wytrzymałość na dodatkowe obciążenie. W takim przypadku można spróbować znaleźć elementy konstrukcyjne o wyższej możliwości przenoszenia obciążeń i postarać się zamontować instalację fotowoltaiczną w taki sposób, żeby obciążać tylko te elementy, które dają taką możliwość.
Należy odpowiednio dostosować system montażowy do wytycznych ekspertyzy dachu, żeby nie stwarzać zagrożenia zarwania się dachu.
Inną możliwością jest zmiana miejsca posadowienia instalacji fotowoltaicznej na inny dach lub inną jego część, która będzie spełniała wymogi. Można również zastanowić się nad realizacją inwestycji na gruncie.
Jeżeli jedyną możliwą lokalizacją jest dach, którego ekspertyza wykazała, że nie ma możliwości bezpośredniego montażu instalacji, można pomyśleć nad zrobieniem odpowiedniej podkonstrukcji, która przeniesie generowane obciążenie bezpośrednio na elementy konstrukcyjne, które będą w stanie takie dociążenie przyjąć.