Hur väljer man en konstruktion för solcellsmoduler? En väl vald PV-struktur upprätthåller en balans mellan kostnad, prestanda och hållbarhet.

I den här guiden diskuterar vi ämnen som:

• val av effekt för solcellsanläggningen,
• optimal lutning av PV-strukturen,
• olika konfigurationer av PV-strukturer,
• val av fästen för strukturen till marken,
• val av material som strukturen är gjord av,
• bedömning av strukturens kvalitet.

Se även: tillgängliga alternativ för jordade solcellskonstruktioner

Den här artikeln omfattar inte spårningssystem, öst-västliga layoutinstallationer eller konstruktioner med vertikalt monterade moduler för agrofotovoltaik.

Låt oss börja med att diskutera dina behov.

Val av effekt för solcellsanläggningen

Att välja rätt effekt för installationen öppnar upp för många möjligheter. Ett vanligt misstag är att basera valet på godtyckliga matematiska antaganden, som principen om 1 kWp per 1000 kWh årlig energiförbrukning. Oroa dig inte för potentiella förluster från "överdimensionering".

I de flesta europeiska länder och för alla faktureringssystem (förutom nettomätning) gäller: ju högre solcellseffekt, desto bättre. För en årsförbrukning på 40 000 kWh kan installationer på 30, 40, 50, 60 eller till och med 70 kWp vara helt rimliga. Varför?

• Större installationer har lägre enhetskostnad per kWp.
• Moduler förlorar cirka 10 % av sin effekt under 25 år.
• Att bygga ut en befintlig installation innebär en betydande extra kostnad.
• För alla faktureringsmodeller (utom nettomätning) ger årliga energiöverskott ekonomiska fördelar.
• Smutsiga moduler tappar effektivitet. Ekonomiskt är det oftast bättre att investera i fler moduler än att rengöra dem regelbundet. Under typiska förhållanden är rengöring vart femte år tillräckligt.
• Vi känner ingen som säger "jag har för mycket PV", men många säger "jag borde ha köpt mer PV".
• Energiförbrukningen ökar ständigt, och en "överdimensionerad" installation tar hänsyn till framtida behov.

Därför rekommenderar vi att välja så hög installationseffekt som möjligt, med hänsyn till:

• budget
• tillgängligt utrymme
• anslutningsström

Exakt matematiskt beräkning av optimal effekt är inte syftet med denna artikel, men det är viktigt att avdramatisera myten om "överdimensionerade" installationer. Tomma utrymmen på strukturen är ofta kostsamma och ineffektiva.

Lutning av solcellsmoduler vid mindre installationer

För installationer under 50 kWp kan moduler ofta placeras i en rad, utan risk för skuggning från raden bakom. Då blir valet av optimal lutning enkelt.

Optimal lutning beror på latitud och lokala väderförhållanden. I Europa varierar den mellan 20° och 50°, enligt satellitbaserade studier:

Optimal lutning baserat på PV-GIS och ECEM. Källa: Yves-Marie Saint-Drenan, An approach for the estimation of the aggregated photovoltaic power generated in several European countries from meteorological data, ResearchGate.

• Gdańsk – 36°
• Sicilien – 33°
• Edinburgh – 40°

Lutning och avstånd mellan rader i större installationer

Vid större installationer (vanligtvis över 50 kWp) krävs flera rader med moduler. Dessa rader kastar skuggor, vilket bestämmer avståndet mellan dem. Ju större lutning, desto större avstånd behövs. En optimerad installation balanserar dessa faktorer.

För att minska skuggförluster:

• Minska lutningen något – skillnader i årsproduktion är små, men avståndet mellan rader kan reduceras. Exempel för Centraleuropa (50°N, kolumnhöjd 5 m):

Baserat på Bogusław Szymańskis bok "Photovoltaic Installations"

Praktiskt innebär detta att PV-modulernas lutning i Frankrike, Tyskland och Polen sällan överstiger 25°.

Videoexempel: 10,4 MW solcellsanläggning i Estland.

Beräkning av avstånd mellan moduler

Avstånd mellan rader kan beräknas utifrån vintersolståndet (22 december):

Formler:

• α = 90° - latitud - 23,45°
• x = sin(β) × d / tg(α)
• y = d × sin(180° - β - α) / sin(α)

Små produktionsförluster kan accepteras för bättre rumsutnyttjande, särskilt i nordliga regioner. Tekniker för att begränsa dessa förluster finns på marknaden.

Modultyp och orientering

Moduler är indelade i sektioner med bypass-dioder. Djup skuggning kopplar bort hela sektionen. Nya half-cut-moduler har 6 sektioner och fungerar bra både vertikalt och horisontellt.

Modulstorlek

Större moduler ger generellt lägre installationskostnad per kWp, men kräver kompatibla växelriktare och bör köpas från verifierade tillverkare.

PV-struktur och konfiguration

Val av antal stöd, orientering, antal rader och material påverkar kostnad, stabilitet och prestanda.

En stöd	Två stöd
T2V	N2V

Materialval

Strukturer kan vara av rostfritt stål, aluminium eller konstruktionsstål med zink- och magnesiumbeläggning. Altamira använder även förspänd betong för optimerade kostnader och lång hållbarhet.

Fixering till mark

Tre alternativ: rammade system (vanlig mark), skruvade profiler (mark med låg bärighet), betongfundament (sumpig mark eller risk för underjordisk infrastruktur).

Kvalitet och certifikat

Säkerhet garanteras endast med certifierade konstruktioner enligt nationella och europeiska standarder, t.ex. EN 1090 och EN 1991/1992/1993.

Korrosionsbeständighet

Testas enligt EN ISO 9227 och EN ISO 12944-2. Standard för solcellskonstruktioner är C3; högre föroreningsnivåer kräver C4 eller C5. Magnelis® uppfyller klass C5.