Panele fotowoltaiczne na elewacji hali przemysłowej
Panele fotowoltaiczne na elewacji mogą zapewnić przedsiębiorstwu dostęp do taniej energii ze słońca, a tym samym pozwalają zmniejszyć rachunki za prąd, poprawić efektywność energetyczną i ograniczyć ślad węglowy. Choć panele słoneczne najczęściej montuje się na dachach lub gruncie, coraz większą popularność zyskują fasady fotowoltaiczne, które pozwalają efektywnie wykorzystać powierzchnię budynków do produkcji energii elektrycznej.
Spis treści
- Panele fotowoltaiczne na elewacji ‒ zalety
- Fasady fotowoltaiczne hal przemysłowych ‒ rodzaje montowanych instalacji PV
- Panele fotowoltaiczne montowane na fasadach pionowych
- Fotowoltaika zintegrowana z budynkiem (Building Integrated Photovoltaics – BIPV)
- Panele fotowoltaiczne jako osłony przeciwsłoneczne
- Jak wybrać miejsce montażu paneli naściennych?
- Montaż paneli fotowoltaicznych na fasadach ‒ o czym należy pamiętać?
Panele fotowoltaiczne na elewacji budynku przemysłowego to stosunkowo nowe rozwiązanie, które jednak szybko zyskuje zwolenników. Z jednej strony, jako uzupełnienie fotowoltaiki dachowej, pozwala znacząco zwiększyć ilość produkowanej energii ze słońca. Z drugiej jednak strony, gdy powierzchnia dachu nie pozwala na montaż odpowiednio dużej liczby paneli słonecznych, fotowoltaika fasadowa może być jedyną opcją, żeby firma mogła pozyskiwać alternatywne źródło energii ze słońca.
Polecany artykuł:
Panele fotowoltaiczne na elewacji ‒ zalety
Fasady fotowoltaiczne obiektów przemysłowych (ale również wszystkich innych budynków) to lepsze wykorzystanie potencjału budynku do generowania tańszej i ekologicznej energii elektrycznej. W przypadku budowli, na których dachach jest już fotowoltaika, jest to dodatkowa energia, która pozwoli w jeszcze większym stopniu uniezależnić się od tej pochodzącej z paliw kopalnych, jeszcze bardziej zredukować ślad węglowy i naturalnie przyczynia się do zmniejszenia rachunków za prąd.
Fasady fotowoltaiczne to jednak również często jedyna możliwość, żeby móc generować energię ze słońca. Na dachach obiektów przemysłowych montuje się bowiem nierzadko urządzenia systemu wentylacji lub klimatyzacji czy np. anteny, przez co powierzchnia do zagospodarowania na fotowoltaikę może być mocno ograniczona. Panele fotowoltaiczne na elewacji budynków umożliwiają więc lepsze wykorzystanie dostępnej powierzchni budynku, bez konieczności rezygnowania z innych funkcji dachu.
Montowane na ścianach panele PV, wprawdzie w normalnych warunkach wytwarzają mniej energii niż instalacja na dachach, mają jednak tę zaletę, że jesienią czy zimą nie będą zasłaniane przez liście czy śnieg i nie tracą wówczas na efektywności.
Panele fotowoltaiczne na elewacji mogą także poprawić izolację termiczną budynku i pełnić funkcję zewnętrznej osłony przeciwsłonecznej oraz chronić przed przenikaniem wody. Dzięki temu mogą zmniejszyć wychładzanie lub nadmierne nagrzewanie się wnętrza budynku, co ogranicza korzystanie z ogrzewania zimą oraz z klimatyzacji i innych systemów chłodzenia latem. W efekcie fotowoltaika na ścianach hal przemysłowych sprzyja obniżeniu kosztów eksploatacyjnych i poprawie komfortu pracy.
Poza korzyściami ekologicznymi (związanymi z mniejszym wykorzystaniem energii z paliw kopalnych) i ekonomicznymi (związanymi z pozyskaniem tańszej energii elektrycznej) Panele fotowoltaiczne na elewacji obiektu przemysłowego wspierają realizację celów zrównoważonego rozwoju i poprawiają wizerunek przedsiębiorstwa, co może przyciągnąć nowych klientów, którzy stawiają na firmy dbające o środowisko. Nowoczesne panele fotowoltaiczne mogą zwiększyć również estetykę budynku, nadając mu bardziej futurystyczny wygląd, i przyczynić się do zwiększenia jego wartości.
Fasady fotowoltaiczne hal przemysłowych ‒ rodzaje montowanych instalacji PV
W zależności od specyfiki obiektu przemysłowego, jego stanu technicznego, etapu, na jakim znajduje się dany budynek w kwestii jego budowy lub modernizacji, możliwe jest użycie różnych rodzajów paneli fotowoltaicznych. W praktyce stosuje się obecnie dwa główne typy paneli PV, od których zależy również ich sposób montażu. Są to:
- tradycyjne panele fotowoltaiczne montowane do elewacji budynków,
- panele fotowoltaiczne zintegrowane z fasadą budynku.
Panele fotowoltaiczne montowane na fasadach pionowych
To najczęściej spotykane rozwiązanie w przypadku fotowoltaiki fasadowej. Panele PV są podobne do tych, które montuje się na dachach, jednak nieco inny jest system montażowy. W tym przypadku niezbędna jest odpowiednia konstrukcja nośna (tzw. rusztowanie) przytwierdzona do ściany budynku, która umożliwia stabilne przymocowanie poszczególnych paneli do fasady.
Panele można montować zarówno poziomo, jak i pionowo. Można też stosunkowo łatwo dopasować je do źródła padania światła słonecznego, a nawet kształtu budynku i elementów konstrukcyjnych ściany budynku (np. okien czy drzwi).
Fotowoltaika zintegrowana z budynkiem (Building Integrated Photovoltaics – BIPV)
Jest to nowoczesne i bardziej zaawansowane rozwiązanie w branży fotowoltaicznej. Panele solarne stanowią integralną część konstrukcji budynku – cała elewacja budynku może być zbudowana wyłącznie z paneli solarnych. Takie rozwiązanie eliminuje potrzebę stosowania dodatkowej konstrukcji nośnej dla paneli. W tym przypadku panele nie tylko generują energię elektryczną ze światła słonecznego, ale również pełnią funkcję estetyczną, zastępując tradycyjne materiały budowlane.
Co istotne, panele, z jakich wykonuje się fasady fotowoltaiczne, muszą zapewniać odpowiednią wytrzymałość na uszkodzenia mechaniczne i być odporne na działanie niekorzystnych warunków atmosferycznych, a przy tym zapewniać odpowiednią ochronę termiczną czy akustyczną.
Takie rozwiązanie może być wykorzystywane zarówno na ścianach nowo budowanych budynków, ale również w ramach termomodernizacji obiektów istniejących. Panele BIPV powinny zapewniać odpowiednią wentylację, dlatego przy ich montażu stosuje się niezbędne warstwy izolacyjne i szczeliny wentylacyjne.
Panele fotowoltaiczne jako osłony przeciwsłoneczne
Na rynku dostępne są również panele słoneczne, które wykorzystywane są, poza wytwarzaniem energii elektrycznej, jako osłona przeciwsłoneczna. W takim przypadku panele te montuje się na fasadach budynku w formie np. żaluzji. Rozwiązanie to jest szczególnie warte polecenia w budynkach o dużych przeszkleniach, które wymagają dodatkowej ochrony przed nadmiernym nasłonecznieniem.
Jak wybrać miejsce montażu paneli naściennych?
Kluczowy dla zapewnienia jak największej wydajności instalacji fotowoltaicznej jest właściwe umiejscowienie paneli solarnych. W przypadku paneli instalowanych na dachu optymalny jest ich montaż w kierunku południowym pod kątem 30–45 stopni. W przypadku paneli montowanych na fasadach budynku najistotniejszy jest dobór właściwej ściany – od tego wyboru będzie zależeć efektywność instalacji fotowoltaicznej. Nie trzeba chyba nikogo specjalnie przekonywać, że więcej energii będą w stanie wygenerować panele zamocowane na ścianie południowej, a nie na północnej.
Generalnie można przyjąć, że wydajność paneli zamontowanych pionowo na ścianie południowej wynosi maksymalnie ok. 70%. Współczynnik ten można nieco zwiększyć, jeśli zmieni się kąt nachylenia paneli. Naturalnie możliwe jest także umiejscowienie fotowoltaiki na ścianie zachodniej czy wschodniej, jednak trzeba się wówczas liczyć ze znacznie mniejszą efektywnością, a więc i mniejszą ilością pozyskiwanej energii elektrycznej.
Analizując optymalne miejsce montażu fotowoltaiki fasadowej, należy również uwzględnić zacienienie poszczególnych ścian. Może się bowiem okazać, że ściana południowa przez większą część dnia będzie w cieniu, co znacznie ograniczy jej wydajność. Ważne jest więc stworzenie symulacji oświetlenia poszczególnych fasad w różnych porach dnia, ale również o różnych porach roku. W takiej analizie należy wziąć pod uwagę nie tylko istniejące drzewa, budynki i inne obiekty, jakie znajdują się w bliskim sąsiedztwie potencjalnego miejsca instalacji fotowoltaiki. Trzeba również spojrzeć w przyszłość i przewidzieć wybudowanie nowych obiektów czy posadzenie drzew.
Niezwykle ważna w kontekście montażu paneli słonecznych na ścianach np. hali przemysłowej jest wytrzymałość elewacji. Przed montażem należy upewnić się, czy elewacja budynku uniesie dodatkowy ciężar paneli i systemu montażowego. W przypadku fasad z betonu lub stali konstrukcyjnej zwykle jest to możliwe, natomiast przy delikatniejszych materiałach może być wymagane wzmocnienie konstrukcji. Projektując system mocowania paneli powinno się również uwzględnić różne warunki atmosferyczne, w tym przede wszystkim możliwość wystąpienia porywistych wiatrów.
Warto również mieć świadomość, że ewentualne zakurzenia i zabrudzenia będą negatywnie wpływać na efektywność instalacji fotowoltaicznej. Dlatego też należy unikać takich miejsc, które są podatne na większe zabrudzenia.
Montaż paneli fotowoltaicznych na fasadach ‒ o czym należy pamiętać?
Montaż paneli fotowoltaicznych, jeśli nie są zintegrowane z budynkiem, wymaga zastosowania specjalistycznych konstrukcji nośnych, które powinny być dostosowane i do masy paneli, i do materiału, z którego zbudowane są ściany. Taka konstrukcja musi być bardzo stabilna i odporna na zmienne warunki atmosferyczne. Warto mieć przy tym na uwadze, że na dużych wysokościach ściany mogą być bardziej narażone na działanie silnych wiatrów, co wymaga wzmocnienia konstrukcji wsporczej i pewnego mocowania paneli. Ponieważ w halach przemysłowych mogą występować wibracje, które mogą oddziaływać również na ściany hali, konieczne jest zastosowanie elementów mocujących odpornych na wstrząsy, aby uniknąć ruchów konstrukcji nośnej i w konsekwencji również samych paneli. Konieczne jest również zachowanie odpowiedniej odległości pomiędzy panelami a ścianą, aby zapewnić wentylację paneli i zminimalizować ryzyko przegrzewania.
Najistotniejszy dla sposobu montażu będzie materiał, z jakiego wykonane są ściany hali. W halach stalowych (ściany np. z blachy falistej lub trapezowej) wkręty lub inne uchwyty montażowe z jednej strony nie mogą uszkodzić blachy, a z drugiej – powinny być odporne na korozję. W ścianach betonowych (które z reguły wytrzymują duże obciążenia) mogą wystąpić problemy związane z wierceniem w betonie. Z kolei w ścianach murowanych (również zapewniające solidną konstrukcję) należy unikać instalowania uchwytów w miejscach, które mogą osłabić konstrukcję ściany.
W przypadku instalacji fotowoltaiki na ścianach ważne jest także odpowiednie rozprowadzenie niezbędnych kabli w taki sposób, żeby nie naruszyć estetyki i bezpieczeństwa całej instalacji, a jednocześnie zapewnić odpowiednią ochronę okablowaniu. Dlatego też konieczne może okazać się użycie specjalnych korytek lub rur ochronnych.
Instalacja fotowoltaiczna na ścianach hal przemysłowych to ciekawe rozwiązanie, które może zwiększyć efektywność energetyczną całego obiektu, ale wymaga staranności przy doborze paneli, systemów montażowych i uwzględnieniu specyfiki konstrukcji ścian. Najważniejszym aspektem przy projektowaniu takiej instalacji, pomijając naturalnie zgodność z przepisami budowlanymi i bezpieczeństwa, to dobór optymalnego miejsca mocowania paneli, od którego w największym stopniu będzie zależeć ilość wyprodukowanej energii elektrycznej.
