Most már értem a napenergiát X. - A telepítés folyamatai - a mechanikai rögzítés

Most_mar_ertem_a_napenergiat_10.png

Napelem akár 3 MFt vissza nem térítendő támogatással. Jelentkezzen!

A napelemes rendszerek telepítésének folyamatai több fő egységből tevődnek össze. A telepítés helyes elvégzéséhez az összes eddigi ismeretünkre szükségünk van. Ezek között kiemelkedően fontosak is találhatók: a telepítés céljai (közvetlen és mögöttes), helyválasztás, anyagválasztás, helyi sugárzási ismeretek, rögzítési módszerek, tartósság, jogi eljárások. Cikkünk áttekinti a napelemes rendszertelepítés kulcsfontosságú kérdéseit, ezen belül is a mechanikai rögzítés főbb elemeit.

A napelemes rendszerek telepítése összetett feladat, folyamatai alapvetően a villamos szakmába (villamos, elektromos szabványok) tartoznak, illetve a telepítés perifériálisan kapcsolódó területei is villamos ismereteket követelnek. A telepítésben részt vehetnek egyéb szakipari kivitelezők, de a napelemes rendszer kialakítását egységes, átfogó szemlélettel és alapvetően villamos (elektromos) felügyelettel kell irányítani. A napelemes rendszereket szakemberrel, időszakosan ellenőrizni kell.

Ha vázlatosan, és pusztán címszavakban kívánunk fogalmazni, akkor a következő igen tömör listát kapjuk:

  • A telepítés célja (közvetlen és másodlagos célok)
    (sajátcélú-, közösségi-, kereskedelmi energia kinyerések, vagy tudományos, kísérleti feladat, próba, reklám, marketing, környezetvédelem…, stb.,)
  • Helyválasztás (földrajzi hely, GPS koordináták)
  • Anyagválasztások (napelem, inverter, szerelvények, stb.,)
  • Elhelyezés
    (irányítás, orientálás, helyzetrögzítés, földfelszín, építmény, eszköz, mozgó, álló, helyhez kötött, stb.,)
  • Rögzítés módok (feladat, igény, időjárás, földrajzi hely, stb.,)
  • Villamos berendezések és összeköttetések (ezzel már, egy korábbi cikkünkben foglalkoztunk)
  • Jogi eljárások lefolytatása
    (engedélyek, szerződések, üzembe helyezés, tartós üzemelés, garancia, stb.,)
  • Igény szerinti, illetve időszakos felülvizsgálatok

A telepítés célja

A napelemes rendszer telepítésének legelső – a tervezést is megelőző – feladata a telepítés (alkalmazás) céljának (elvárásainak) meghatározása. Ez többnyire a beruházó feladata, de már ebben a fázisban is, érdemes konzultálni szakemberekkel, szaktanácsadókkal, a „lehet - nem lehet” illetve az „érdemes - nem érdemes” kérdések tisztázása érdekében. A napelemes rendszerek – a pusztán energetikai célú hasznosításokon kívül - sok más egyéb célt is szolgálhatnak. A cél meghatározása bizonyos mértékig kihat a rendszertechnikára is.

1. Ábra - Berlin, központi pályaudvar transzparens napelem fedése
2. Ábra Borászati telep napelemes rendszere (Olaszország)
3. Ábra Az űrállomás egyik napelem szárnyának szerelése (NASA)

A helyválasztás

A cél bizonyos mértékben meghatározza helyválasztást is, hiszen többnyire egy adott hely lakossága, vezetői, stb., döntenek erről a kérdésről. Ez esetben is több tényezőt kell figyelembe venni. (lehetőségek, infrastruktúra, környezetei hatások). Nagyobb rendszerek esetében ebben a fázisban már érdemes egy átfogó, sokoldalú MT-t készíteni (megvalósíthatósági tanulmány). Egy jó MT tanulmány, legalább 15 féle szempontból elemzi a beruházást. (Ha magánemberként nem is készítünk ilyen „tanulmányokat”, érdemes átgondolni a folyamatokat és a „velejárókat”.) a hely megválasztása esetében az egyik legfontosabb a helyi besugárzási viszonyok (GHI, DNI) pontos (lehetőleg hosszú távú) ismerete. Igyekezzünk az adatokat 100 m-es pontossággal beszerezni.

Anyagválasztások

A napelemes rendszer anyagainak megválasztása alapos kivitelezési gyakorlatot, anyagismeretet, (sokszor gyártási ismeretet) elméleti felkészülést igényel. A kivitelezők többségének az anyagválasztással nincs gondjuk (ez természetesen nem menti fel őket további  felelősségek alól) mert a jó tervező mindenre gondol (és átgondol, és újragondol…!). A tervek többsége nem a végletekig részletes, vannak bizonyos mozgásterek, melyek a kivitelezők hatáskörébe tartozhatnak. Vannak bizonyos elrendezések, anyagkombinációk, melyek nemcsak hogy veszélyesek, de kifejezetten tiltottak! A kellő tapasztalati tudás, és gyakorlat mindig kijelöli a helyes utat.

4 ábra Földelési kötés korróziója, a helytelen anyagválasztás miatt.

 

5 ábra Korrozió helytelen kötés miatt

 

6 Ábra. Egy tipikusan helytelenül megválasztott helyszín. Az év nagy részében elönti a víz.

A nagy erőművek telepítése előtt talajtani és környezeti; statikai, stb., vizsgálatok szükségesek.

Elhelyezés 

Orientáció vagy elhelyezés (pozicionálás) alatt értjük azt, amikor az adott helyen meghatározzuk a napelemek irányát, emelési szögét, a sorok távolságát, szóval a részletes adatokat. Ez egyben a napelemek benapozottságát is meghatározza. Kisebb rendszerek esetében a háztető, oszlopok, erkély, stb., is szóba jöhet. A nagyobb rendszereket többnyire talajon telepített állványokon helyezik el, mindenképpen javasolt talajtani vizsgálatokat végezni. A való életben sokféle igénnyel találkozhatunk, ezért vannak különleges telepítések is.

  • Járműre (hajó, repülő, közúti járművek) VIPV
  • Eszközintegrált napelemek
  • Vízfelszínre telepített
7 Ábra vízfelszínre telepített napelem rendszer.

Ha nem szilárd talajra telepítjük a rendszerünket, akkor arra is fel kell készülni, hogy extrém mechanikai igénybevételek gyakrabban felléphetnek:

  • Folyamatos rázkódás,
  • Lökésszerű, nagy igénybevételek
  • Extrém nedvesség,
  • Havária esetek
8 Ábra Önjáró napelemes mezőgazdasági munkagép.

A rögzítések módja

A napelemes rendszerekben – gyakran, vagy szokásosan - alkalmazott rögzítési technikák rendszerint a mechanikában megismert rögzítési módokon alapulnak, és többnyire oldható, csavaros kötéseket, (esetleg súlyterheléssel megvalósított rögzítéseket) jelentenek.

(A napelemek szerelésére vonatkozóan részletes kettő magyar nyelvű szakkönyv is létezik a szerző tollából[1])

A rögzítés célja a napelemek (és egyéb rendszerelemek) szereléskor beállított helyzetének hosszú-távú időszakra történő megtartása. A telepítés (felszerelés) után különféle okból kialakuló és különféle jellegű mechanikai terhelések fogják érni a napelemes rendszert, melynek 20-30-évig ellenállónak kell lennie. A rögzítés módjának megválasztásakor figyelembe kell venni a napelem (készülék) gyártójának ajánlásait. Ennek be nem tartása többnyire a garancia elvesztését vonja maga után.

Sok cég – akik korábban már jó eredményeket értek el a hagyományos rögzítés technikában, rendszer-szerű komplett rögzítő technológiákat fejlesztettek. Érdemes ezeket figyelmesen tanulmányozni, választani egy jól átgondolt, ellenőrzött rendszert. A profizmus kifizetődik.

A hibás szerelések tárháza végtelenül hatalmas és ez a halmaz vészes gyorsasággal szaporodik, így ezt most sem áttekinteni sem rendszerezni nem tudjuk.

A jó tervezés, kellő körültekintéssel figyelembe veszi ezeket a lehetséges helyzeteket, és kellő statikai és egyéb feltételeket (célszerű a szélsőértékekkel számolni) ír elő a telepítőnek:

  • Szélterhelés
  • Hó (jég) terhelés 
  • Extrém csapadék
  • Rázkódás, vibráció
  • Havária esetek
    • Állatok, növények
    • Emberi rongálás
  • Földmozgások

A hibás szerelés további súlyos hibák (törés, baleset, tűz) forrása lehet. a szereléssel „könnyen előidézhető” hibák:

A napelem celláiban kialakuló mikro repedések (láthatatlan, súlyos hiba, 1-5 éven belül jelentkezik)

Kábelhiba (szakadás, rövidzár, földelési hiba, energia kiesés, tűz)

Napelem elmozdulása (leesése, tetőről, házfalról, személyi sérüléses baleset)

Világszerte észlelhető tapasztalat: a telepített napelemes rendszerek 50-55%-a hibás.

Sajnos hazánkban ez a szám lényegesen magasabb. Nagy „multi cégek” napelemes telepítései (most név nélkül!) is sokszor tartalmaznak hibákat (olykor súlyosakat is).

9 Ábra Napelem állvány rögzítése földcsavarral

 

10 Ábra Talajon telepített napelem állvány rögzítése súlyterheléssel.

 

11 Ábra hibás szerelés

 

12 Ábra Az amatőr megoldások igen veszélyesek

 

13 Ábra szörnyű és elrettentő megoldás – sajnos, ez hazánkban található

 

14 Ábra viharkár a napelemes rendszerben (extrém hurrikán)

Hasznos tanácsok

  • A szereléskor gondoljunk arra, hogy a napelemes rendszer „kihordási ideje” 20-30 év kell legyen (anyag, módszer, behatások együttese).
  • A tervezéskor vegyük figyelembe a havária esetek szélsőségeit is!
  • Mindig vegyük figyelembe a gyártó ajánlásait (szerelés, tárolás, szállítás, napelem, inverter, kábelek, stb.,).
  • Ennek be nem tartása többnyire a garancia elvesztését vonja maga után.
  • Érdemes figyelmesen tanulmányozni a profi rögzítés rendszer gyártó cégek, komplett napelemes rendszer rögzítő technológiáit, és választani egy jól átgondolt, ellenőrzött rendszert. A profizmus kifizetődik.
  • Nem az a drága, amiért sok pénzt fizetünk, hanem az, amit kétszer kell megvenni!
  • Ha választottunk egy rendszert, ne keverjük mással!
  • Kellemetlen barátunk „Murphy” minden munkálatnál ott van!
  • Az amatőr megoldások (bár néha olcsónak és kézenfekvőnek látszódnak) veszélyesek.
  • A hibás szerelés további súlyos hibák (törés, baleset, tűz) forrása lehet.
  • A napelemes rendszereket időszakosan ellenőrizni kell.

[1] https://moly.hu/konyvek/veghely-tamas-napelemek-es-napelemrendszerek-szerelese  ; http://www.energiaporta.hu/index.php?option=com_content&view=article&id=254%3Anapelemek-es-napelemrendszerek-szerelese&catid=57%3Aelemzesek&Itemid=193&lang=hu 

Tags