Użytkowanie instalacji fotowoltaicznej nie wymaga specjalistycznej wiedzy, w odróżnieniu od jej montażu oraz projektowania. Użytkownik liczy głównie na wysoką sprawność pracy, a mianowicie wysokie uzyski energii. Przyjrzyjmy się zatem problemom, jakie można napotkać na etapie wyboru urządzeń podczas montażu i eksploatacji instalacji PV, a także sposobowi ich wyeliminowania.
1. Projekt
Projekt systemu PV jest elementem, od którego należy zacząć. Inwestor powinien zwrócić szczególną uwagę na wybór firmy oferującej usługę, z której chce skorzystać. Warto zapytać o doświadczenie w projektowaniu i wykonawstwie instalacji PV, poprosić o referencje i ewentualną możliwość zobaczenia działających instalacji wykonanych przez firmę. Należy również poprosić o odpowiednie uprawnienia projektanta.
Dobrym rozwiązaniem jest wybranie firmy, która poprowadzi całą inwestycję, od projektu do realizacji i odbiorów końcowych. Pozwoli to uniknąć wielu problemów w razie błędnie wykonanej instalacji oraz zaoszczędzić czas i pieniądze. Zadaniem projektanta jest więc w pierwszej kolejności dobór urządzeń odpowiedni do warunków panujących w miejscu pracy systemu PV, w szczególności: podłoża, na którym będzie montowany system, temperatury otoczenia, zagrożeń gradowych, obciążeń statycznych (np. śniegiem), dynamicznych (np. wiatrem), związków chemicznych, zasolenia, zapylenia, zakurzenia itd. Następnie projektant powinien prawidłowo rozmieścić moduły PV na obiekcie bądź w terenie, tak aby cień z ewentualnych innych obiektów/drzew nie znajdował się na modułach PV. Oczywiście kolejnym aspektem jest prawidłowy dobór liczby modułów PV do danego inwertera i jego odpowiednie przewymiarowanie.
Projektant będzie także odpowiedzialny za sprawdzenie wytrzymałości mechanicznej konstrukcji dachu lub zwięzłości gleby, tak aby obciążenie wynikające z masy modułów PV i systemu montażowego nie przekraczało wartości granicznych dla danej powierzchni. Brak tych obliczeń może być tragiczny w skutkach (zerwane moduły, połamana konstrukcja dachu).
2. Wybór urządzeń
Jest to bardzo ważny etap, od którego zależy, jak długo nasza instalacja będzie funkcjonowała bezawaryjnie.
Głównym i najważniejszym elementem elektrowni fotowoltaicznej są moduły PV.
Gwarancje oferowane przez dostawców modułów to 10–12 lat na wady ukryte oraz 25 lat na odpowiednie sprawności tych produktów. Aby te gwarancje były rzeczywiste, a nie tylko teoretyczne, producent (czasami dystrybutor) musi być dostępny również przez ten okres gwarancji, czyli 25 lat. Przy wyborze producenta modułów bardzo ważne jest więc, aby producent (gwarant) był firmą identyfikowalną, istniejąca od wielu lat.
Mając na uwadze bezpieczeństwo naszej inwestycji, warto, aby producent prowadził zdywersyfikowaną działalność. W przypadku dynamicznych zmian, jakie występują w tej gałęzi przemysłu, możemy mieć pewność, że długoletnie gwarancje zostaną dotrzymane.
W przypadku awarii modułu bardzo ważny jest czas reakcji – należy sobie zdawać sprawę, że przez cały okres oczekiwania na ewentualną wymianę modułu nasza elektrownia produkuje mniej energii lub nie produkuje jej wcale.
Poza wyborem producenta należy przyjrzeć się dobrze parametrom technicznym modułu. Biorąc pod uwagę nasze warunki pogodowe, czyli możliwość wystąpienia silnych wiatrów, gradobicia lub śniegu, bardzo ważne są parametry określające wytrzymałości mechaniczne, tj. wytrzymałość na obciążenia śniegiem i wiatrem (oferowane parametry wynoszą od 5000 Pa do 8000 Pa) oraz wytrzymałość na kule gradowe (oferowane są wytrzymałości na kule gradowe od średnicy 25 mm do 55 mm).
Niejednokrotnie inwestor nie zastanawia się nad ubezpieczeniem inwestycji. Ta częstokroć przekracza wartość samochodu, który każdy ubezpiecza. Aby zaoszczędzić na ubezpieczeniu instalacji PV, warto wybrać moduły o wysokich parametrach wytrzymałości mechanicznej oraz wytrzymałości kinetycznej na gradobicie w dynamicznie zmieniającym się klimacie. Nie bójmy się żądać od producenta/wykonawcy stosownych certyfikatów potwierdzonych przez renomowane, niezależne laboratoria badawcze. Powyższe uwagi warto zastosować również przy wyborze inwerterów oraz systemów montażowych.
Nie należy zapominać również o wyborze odpowiedniego inwertera fotowoltaicznego, który poza modułami PV jest drugim najważniejszym elementem systemu PV. Parametrami, na które należy zwrócić szczególną uwagę, są: możliwość podłączenia inwertera do sieci Web, posiadanie wbudowanego wyświetlacza graficznego, wartość poziomu hałasu, rodzaj chłodzenia, stopień ochrony IP, a także waga, wymiary czy dopuszczalny zakres temperatur pracy. Użytkownik powinien dodatkowo zapoznać się zarówno z warunkami serwisu, jak i gwarancją produktową.
Większość producentów oferuje serwis i pomoc techniczną w języku polskim, co w przypadku awarii ułatwia użytkownikowi sprawne podjęcie działań „naprawczych” lub reklamacyjnych, natomiast okres gwarancji powinien być nie krótszy niż 5 lat, z możliwością jej wydłużenia (dostępne wydłużenia okresu gwarancji sięgają nawet 20 lat). Zastosowany inwerter obowiązkowo powinien mieć wymagane przez zakład energetyczny polskojęzyczne dokumenty, potwierdzające możliwość jego przyłączenia do sieci elektroenergetycznej, m.in. certyfikaty zgodności, deklaracje zgodności itd. W tym przypadku sprawdzone będą głównie europejskie marki.
3. Montaż
Podstawowym zadaniem, jakie należy zrealizować przed docelowym montażem modułów PV, jest wykonanie oględzin wizualnych. Należy ono do instalatora, jednak inwestor również powinien brać w tym udział. Czynność ta pozwoli na wykrycie uszkodzeń, które wpływają na szybsze zużywanie modułów PV, zmniejszenie uzysków energetycznych lub w skrajnych przypadkach – awarie i uszkodzenie całego systemu. Do tego typu uszkodzeń należą: pęknięte ogniwa, uszkodzona rama, naderwana puszka przyłączeniowa, rozwarstwienia laminatu, stałe zabrudzenia, porysowania szkła. Oględzinom podlegają również pozostałe komponenty systemu PV, tj. inwertery, przewody, system montażowy, konektory i itd. Pamiętać należy, że uszkodzone urządzenia/produkty nie powinny być montowane i użytkowane.
Innym istotnym problemem, pojawiającym się w trakcie prac montażowych modułów PV, jest niestosowanie się do wytycznych dotyczących zasad transportu do miejsca montażu. Częstą praktyką wśród instalatorów bywa przenoszenie ich za pomocą prowizorycznych lin, pasów, co może przyczynić się do odkształcenia ram oraz pęknięcia szyb. Stanowi to również poważne niebezpieczeństwo dla życia i zdrowia osób pracujących na budowie. Stosowne jest więc używanie podnośników, żurawi i innych urządzeń. Wszystkie prace powinny odbywać się zgodnie z zasadami BHP.
Moduły PV zamontowane na powierzchni dachu nie powinny do niego bezpośrednio przylegać. Zalecane jest zastosowanie odstępu między dachem a modułami, najbardziej optymalna wartość to ok. 10 cm. Wpływa to na prawidłową cyrkulację powietrza pod modułami, zmniejszając temperaturę ich pracy, szczególnie w okresach letnich.
Łączenie stringów (szeregów modułów PV) powinno odbywać się przy zastosowaniu przewodów solarnych. Zdarza się, że instalatorzy, aby redukować koszty osprzętu, stosują zwykłe przewody czy linki elektroinstalacyjne, które niestety nie są przystosowane do pracy na zewnątrz, w zmiennych warunkach atmosferycznych. Przewody solarne mają podwyższone właściwości mechaniczne oraz elektryczne, ich napięciowa odporność izolacji wynosi min. 1000 V, a dodatkowo są odporne na promieniowanie UV, mają szeroki zakres temperatury pracy oraz podwójną izolację, a ich przekroje nie są mniejsze niż 4 mm2. I to właśnie je należy stosować.
Ważnym aspektem jest także prawidłowe zarabianie na końcach przewodów konektorów, służących do podłączenia z modułami PV i inwerterem. Ta czynność, nieprawidłowo wykonana, stanowi największy odsetek uszkodzeń w systemach fotowoltaicznych. Nieprawidłowo zarobione konektory mogą powodować przepięcia, prowadząc do przegrzewania się styków wewnątrz plastikowych obudów konektorów, a to z kolei może spowodować uszkodzenie inwertera, a nawet pożar. Stosowaną więc praktyką jest używanie do zarabiania danego typu konektorów dedykowanej do nich zaciskarki o specjalnie wyprofilowanych zaciskach dostosowanych do ich konstrukcji.
Kolejnym elementem systemu PV jest inwerter fotowoltaiczny. Każdy instalator powinien zapoznać się z jego instrukcją montażu, a użytkownik z instrukcją użytkowania. Należy zwrócić szczególną uwagę na wytyczne dotyczące zachowania odpowiednich odległości między inwerterem a sufitem i ścianą lub innymi inwerterami. Niestosowanie się do tych wytycznych skutkuje nieprawidłową wentylacją i zmniejszeniem sprawności pracy systemu PV (zmniejszenie uzysków energii) oraz ryzykiem szybszej awarii inwerterów. W każdym inwerterze są również przewidziane miejsca wprowadzenia danego typu przewodu (AC, DC, UTP itd.), co gwarantuje ich prawidłowe przewodzenie, stabilność oraz szczelność.
4. Użytkowanie
Wprawdzie system fotowoltaiczny nie wymaga konieczności jego serwisowania, jednak należy pamiętać, aby wybierając inwerter fotowoltaiczny, jak już wcześniej wspomniano, zwrócić uwagę na możliwość jego podpięcia do sieci internetowej umożliwiającej analizę pracy systemu PV online. Monitoring pozwala na wykrycie ewentualnych usterek czy pomniejszonych uzysków energii. Wiadomości o błędach mogą być wysyłane e-mailem lub telefonicznie.
Stosownym będzie również wykonywanie zalecanych okresowych przeglądów urządzeń (pod kątem ich szczelności, zanieczyszczeń, stabilności zamocowania) oraz wymaganych badań i pomiarów dla instalacji i urządzeń elektrycznych.
Autor: Piotr Gabryańczyk jest menedżerem produktu w firmie Selfa GE, będącej polskim producentem modułów fotowoltaicznych.