Panele fotowoltaiczne wymiary i waga – jaki rozmiar ma instalacja PV

Projektując instalację fotowoltaiczną zawsze należy wziąć pod uwagę jej wymiary i ciężar. Im starszy budynek, na dachu którego mają być zainstalowane ogniwa PV, tym większe ograniczenia wagowe. Trzeba też pamiętać, że bez względu na wiek budynku, każdy dach ma określone możliwości montażowe, które często ograniczane są przez kominy, okna dachowe, świetliki itp.

Na przestrzeni lat, rozmiary paneli uległy standaryzacji i u większości producentów przykładowy panel o mocy 280 W ma wymiary: szerokość 100 cm, długość 165-170 cm, grubość 40 mm. Jeśli więc przebrniemy przez proces ustalania jaka moc instalacji zaspokaja potrzeby energetyczne naszej posesji, łatwo będzie obliczyć jakie wymiary i wagę będzie miała niezbędna w naszym przypadku instalacja. Wymiary paneli fotowoltaicznych, waga całego modułu PV, to elementy, które są zależne od mocy. Im większe zużycie prądu, tym większe wymiary i moc modułu PV

Wymiary ogniw i paneli PV

Każdy panel fotowoltaiczny zbudowany jest z mniejszych jednostek zwanych ogniwami. Ogniwa mają najczęściej wymiary 15×15 cm, które łączy się ze sobą. Na rynku możemy spotkać panele fotowoltaiczne o 48, 60 i 72 ogniwach. Na klasycznym dachu skośnym potrzeba średnio 6-7 metrów kwadratowych wolnej powierzchni do zainstalowania 4 paneli. Na płaskim dachu wymagana przestrzeń wynosi 9-10 metrów kwadratowych, ponieważ należy uwzględnić wsporniki przy przechylaniu paneli. Średnie roczne zużycie gospodarstwa domowego wynosi ok 2500 kWh.

Aby pokryć to zużycie w normalnych warunkach, wystarczy system fotowoltaiczny o mocy 3 kWp, na który potrzeba około 12 paneli, a zatem około 20 m2. Jeśli dach jest za mały na rozmieszczenie stosownej liczby paneli, warto rozważyć instalacje systemu PV na gruncie. 

Waga paneli fotowoltaicznych

Pojedynczy panel o standardowych rozmiarach waży od 18 do 25 kg. Minimalna nośność dachu, na którym instalowane będą moduły, powinna więc  wynosi około 250 kg/m2, zakładając średnie obciążenie modułami 20 kg/m2. Instalacje o mocy powyżej 10 kW montowane są zwykle na gruncie z pomocą konstrukcji wsporczych. Z jednej strony zapewniają one odpowiednią wytrzymałość i sztywność paneli, z drugiej – optymalny kąt względem kąta padania promieni słonecznych.

Konstrukcje wsporcze paneli PV na dachu wykonywane są z tego samego materiału co ramy, czyli aluminium. Rozwiązanie takie zapobiega powstawaniu ogniw korozyjnych. W instalacjach gruntowych stosuje się konstrukcję stalową.

Przydomowa elektrownia słoneczna na gruncie

Na każdy kilowat mocy instalacji fotowoltaicznej należy przyjąć około 6,5 m2 powierzchni dachu o optymalnym nachyleniu (30-35 stopni) lub około 10 – 15 m2 powierzchni dachu płaskiego lub gruntu. Jeśli planujemy ustawić moduły w kilku rzędach na gruncie, musimy pamiętać, że powinny one znajdować się w odpowiedniej odległości od siebie – tak aby moduły w jednym rzędzie nie zasłaniał następnego i żeby nie rzucały cienia na inne moduły. W takim układzie będziemy musieli przeznaczyć większą powierzchnię terenu pod instalację, bo na 10 m2 powierzchni płaskiej zamontujemy moduły o mocy ok. 0,5 kWp.

Instalacja PV na tzw. skomplikowanym dachu

Jeśli mimo wszystko zależy nam na zainstalowaniu systemu PV na dachu, a nasz dom ma tzw. skomplikowany dach, trzeba znaleźć ekipę montażową, która poradzi sobie z rozmieszczeniem modułów fotowoltaicznych w różnej orientacji. Możliwe jest wyposażenie każdego modułu w tzw. optymalizator mocy. Jest to urządzenie elektroniczne, które kontroluje i optymalizuje pracę pojedynczego modułu fotowoltaicznego, tak aby w każdych warunkach produkował maksymalną ilość prądu. Najlepszym rozwiązaniem na skomplikowane dachy jest zastosowanie systemu firmy Solar Edge.

Duże elektrownie/farmy solarne

W przypadku dużych elektrowni słonecznych w grę wchodzą zupełnie inne liczby. Przyjrzyjmy się elektrowni solarnej w Ligotce koło Wrocławia, która została uruchomiona w ubiegłym roku. Łączna moc instalacji wynosi ok. 0,5 MW. Farma składa się z 1784 paneli fotowoltaicznych o mocy 280W każdy.  Moc elektrowni pozwoliłaby zaopatrzyć w energię elektryczną 33-piętrowy wieżowiec albo 100 pojazdów elektrycznych, które rocznie przejeżdżają 30 tys. km. Panele zainstalowano na działce o powierzchni ponad 1 ha. 

Podsumowując: bez dokładnej analizy potrzeb energetycznych konkretnego użytkownika oraz analizy lokalnych warunków terenowych nie da się jasno określić takich parametrów instalacji PV jak jej wymiary, waga i liczba paneli. Wszelkie przedstawione tu symulacje mają charakter orientacyjny. Na podjęcie ostatecznej decyzji wpływa więc kilka czynników, takich jak ilość potrzebnej inwestorowi mocy, średnie roczne nasłonecznienie w miejscu inwestycji i wreszcie wytrzymałość i stopień skomplikowania dachu.

Warto przejrzeć symulacje i obliczenia na poszczególnych stronach internetowych polskich firm fotowoltaicznych, żeby mieć wyobrażenie o tym, co nas może czekać. Ostatecznie jednak zdać się musimy na decyzję tej jednej firmy, z którą podejmiemy współpracę. Pamiętajmy, że doświadczony projektant i montażysta systemów fotowoltaicznych naprawdę bez problemu poradzie sobie ze stworzeniem maksymalnie zindywidualizowanej instalacji fotowoltaicznej, która całkowicie zaspokoi zapotrzebowanie energetyczne naszego domu, firmy lub gospodarstwa rolnego.

Autor