Napelem tartószerkezet

A napelemes rendszerek tartószerkezeteinek kiépítésénél több fontos dolgot is mérlegelni kell:

• a rendelkezésre álló hordozófelület dőlésszögét és teherbírását
• a tartószerkezetekre eső terhelést
• az adott napelem típusát

A napelemek és az ezeket tartó szerkezet tömege adott, ezért már a tervezés során fel kell mérni, hogy a tető milyen teherbírással rendelkezik, és képes-e fogadni az új rendszert. Ha igen, akkor a fedésre felhasznált anyagnak megfelelő rögzítési módot kell választani.

Szintén a tervek elkészítésekor kell kiszámolni a tartószerkezetre eső terhelést, mely nemcsak a panelek tömegét jelenti, hanem a várható hómennyiség súlyát, és a széllökések erejét is.

A napelem rendszer telepítése során biztosítani kell az optimális tájolást és dőlésszöget. Ehhez olyan módon kell kiválasztani a felhasznált rögzítési módot, hogy az beleférjen a megrendelő költségvetésébe.

A fentiek alapján többféle rögzítési típusról beszélhetünk. Ha a napelemek tájolása és dőlésszöge állandó, akkor fix-, ha a nap útját követi, akkor pedig napkövető tartószerkezetről beszélhetünk.

A hordozófelület típusától függően a napelemes rendszer felkerülhet hagyományos tetőzetre, lapostetőre, illetve földre is telepíthető.

Magyarországon a napelemek ideális tájolása déli irányú, és dőlésszöge nagyjából 35 fokos. Mivel a Nap folyamatosan halad az égen, így az esetek nagy részében a paneleket nem megfelelő szögben éri a napsugárzás.

Ennek a problémának a megoldására született meg a napkövető tartószerkezet, ahol elektromos energiával működő motorok fordítják a paneleket a kívánt irányba, beállítva a dőlést is.

A fix rendszerekkel szemben a Nap útját követő tartónak előnyei és hátrányai is vannak:

• előnye a jobb hatásfok, jobban éri a Nap energiája, ezért magasabb a megtermelt energiamennyiség
• hátránya a drágább kiépítési költség, illetve a motorok is áramot fogyasztanak

Napkövető tartószerkezeteket általában földre-, vagy lapostetőre telepített rendszereknél szerelnek fel.

Helytakarékossági és anyagi szempontok miatt, mivel sokkal olcsóbb a ferdetetős tartó, mint például a földre telepíthető társa.

Általában a családi házak és más épületek tetejére kerülnek fel a napelemek, de ha a tető teherbírása, tájolása vagy dőlésszöge nem megfelelő, akkor kerülhetnek a panelek a földre is Kivitelezési szempontból a harmadik változat a lapostetőre szerelt rendszer, amely egy eltérő technológiát igényel.

A hagyományos, ferde tetőre szerelt tartószerkezeteknél az alapokat a cserepek alá beszerelt szarufakampók jelentik, ezek fogják az alumíniumsíneket a felületre. A sínekre kerülnek rá a panelek, a rögzítésükről csavarok és leszorítók gondoskodnak.

Ha a tetőt nem cserép fedi, hanem cserepeslemez, zsindely, pala, trapézlemez vagy más típusú fedőanyag, akkor eltérő rögzítőelemek szükségesek. Ezek mindig illeszkednek a tetőzet anyagához, és a felfogatási lehetőségekhez.

A lapostetőkre szerelt napelemeknél nem a tető dőlése biztosítja a megfelelő szöget, hanem a tartószerkezetet kell döntve felállítani. Ennek előnye, hogy mind a tájolás, minda dőlésszög ideálisan beállítható.

A tartószerkezet ilyen esetekben összetettebb, hiszen a méretezés során nem csak a téli csapadékot kell figyelembe venni, hanem a szélviharok hatását is. Ráadásul a lapostetős kiviteleknél a szél könnyedén alá tud kapni a napelemes paneleknek, így a tartószerkezetnek a nagyméretű, felfelé ható erőt is ki kell állnia, ezért van szükség a súlyozásra

Földre telepített napelemes rendszernél a tartószerkezetet gyakran lebetonozzák, vagy földcsavarokkal rögzítik a talajhoz. Az ideális dőlésszög és tájolás ebben az esetben is kiválasztható, illetve a panelek szabadon bővíthetők a rendelkezésre álló terület erejéig. Ez rendszerint nagyobb helyet jelent a hagyományos-, illetve lapostetőkre szerelt fotovoltaikus rendszereknél.

A napelemek felszerelése előtt mindig figyelembe kell venni a hordozófelület típusát, tájolását és dőlésszögét. Minden típusnál többféle tartószerkezet érhető el, így a végleges változat kiválasztásánál a terhelhetőséget és árat is mérlegelni kell.

Csak olyan vállalkozásra szabad rábízni a kivitelezést, amely rendelkezik a megfelelő szerszámokkal és referenciákkal, a munkatársai tapasztaltak, és minőségi anyagokat használ fel. Ahogy a napelem paneleknél és az inverternél, úgy a tartószerkezetnél sem szabad az olcsóbb, de megbízhatatlan elemeket választani. A tartósíneknek rendszerint alumíniumból, a csavaroknak és leszorítóknak pedig rozsdamentes acélból kell készülniük.

A nem megfelelő kivitelező csapat számos hibát követhet el. Ezek közül a következők jellemzők:

• a napelemek nincsenek megfelelően rászorítva a tartószerkezetre
• a napelemek tájolása vagy dőlésszöge nem ideális
• egy közeli objektum túl nagy árnyékot vet a panelekre
• a tartószerkezet elemei árnyékot vetnek a panelekre
• nem a tetőtípusnak megfelelő rögzítőelemek kerültek felhasználásra
• a tartószerkezet elemei nem 100%-ban rozsdamentes anyagból készültek
• olcsó, rossz minőségű elemek kerültek beépítésre
• nincs biztosítva a megfelelő szigetelés, a tűz- és életvédelem
• az elemek hibásan vannak összeszerelve, bekötve
• a rendszer nem készült fel a téli hó tömegére, vagy a szélviharok erejére

A fenti hibák előfordulásakor a napelemes rendszer nem képes a megfelelő hatásfokkal üzemelni, romlik a teljesítménye és a megtérülése. A megjelenő rozsda a rendszer integritását veszélyezteti, és további költségeket ró a tulajdonosra a tönkre ment elemek lecserélésével.

A selejtes részek pedig jobb esetben idő előtt elhasználódnak, rosszabb esetben viszont áramütést vagy tüzet is okozhatnak. A nem megbízható kivitelező gyakran olyan céget használ a munkájához, mely nemrég lett alapítva, és egy rövidebb időszak után el fog tűnni. Ezzel szinte lehetetlenné válik a garanciális problémák kijavítása, vagy a rossz kivitelezés miatti helytállás.

A napelemek által termelt villamos energia nagyon sokféle módon felhasználható, és fontos különbséget tenni a napkollektoros rendszer, és a napelemek között. Előbbi a napsugarak hőjét gyűjti össze, utóbbi pedig áramot állít elő.

A fotovoltaikus rendszer felhasználásánál érdemes figyelembe venni a technikai fejlődést, és gondolni a jövőbeni lehetőségekre is. Ennek megfelelően a napelemes rendszerrel működtethetők:

• a háztartási berendezések és gépek
• az elektromos fűtés és légkondicionálás
• a meleg víz előállítása
• a medencefűtés
• geotermikus fűtés esetén a hőszivattyúk

Ezekhez a gyakori felhasználási módokhoz csatlakozhat be már egészen rövid időn belül az elektromos autó, mely Magyarországon is egyre jobban terjed. Ezeknek a járműveknek villamos energiára van szükségük a töltéshez, és még olcsóbbá teszi a fenntartásukat, ha otthoni áramtermelő rendszerekből kapják az energiát.

A fotovoltaikus rendszer felhasználása emellett olyan előnyökkel is együtt jár, melyek még előnyösebbé teszik a kiépítését:

• 100%-ban megújuló, korlátlan mennyiségben rendelkezésre álló energiaforrást használ
• az energiatermelés során nem szabadul fel káros anyag
• biztonságos, és kiforrott technológiát jelent
• a segítségével elérhető a 0 Ft-os energiaszámla
• a beruházás 8-13 év alatt is megtérülhet, onnantól fogva ingyen energiát termel
• sokféle állami- vagy Európai Uniós támogatás, illetve akár 0% THM-ű napelem hitel érhető el a kiépítésre

A napenergia hasznosítása a fosszilis energiahordozók kimerülése, és a terjedő zöld szemléletmód miatt kiemelten fontos. A technológia fejlődésével egyre jobb hatásfokú napelemeket fejlesztenek ki, melyeket még okosabb inverterek optimalizálnak. Ráadásul az akkumulátorok kapacitása is rohamléptékkel javul.

A fenti részegységek csak akkor működhetnek zavartalanul, ha a napelemes tartószerkezet is évtizedekig kiválóan ellátja a dolgát. Ehhez csak jó minőségű, rozsdaálló elemekre és szakszerű kivitelezésre van szükség. A működési évek alatt a beruházás többszörösen visszahozhatja az árát, a tulajdonosának pedig megbízható zöldenergiát biztosíthat, akár teljesen függetlenedve az aktuális energiapiaci fejleményektől.