Decydując się na instalację paneli fotowoltaicznych na swoim domu, należy wziąć pod uwagę wiele czynników. Czynniki te obejmują rozmiar i orientację panelu elektrycznego, a także wymagania konstrukcyjne. Czynniki te zostały przedstawione w niniejszym artykule.

Wymagania strukturalne

Przed zainstalowaniem paneli fotowoltaicznych ważne jest poznanie wymagań strukturalnych dla obszaru, na którym zostanie zainstalowana matryca. Pomoże to określić, jak panele zostaną zamontowane, jakiego typu komponenty będą potrzebne i jak będą dostępne. Zrozumienie tych wymagań jest ważne nie tylko dla procesu instalacji solarnej, ale także dla przyszłych prac.

Aby określić wymagania konstrukcyjne dla paneli słonecznych, ważne jest, aby wiedzieć, jakie kody mają zastosowanie do struktury Twojego domu. Międzynarodowy kodeks budowlany (IBC) i ASCE 7-16 to dwa podstawowe standardy kodeksów dla konstrukcji budowlanych. Kody te są przyjmowane przez różne jurysdykcje, a najbardziej aktualna wersja ASCE 7-16 jest przyjmowana przez wiele z nich. To nowe wydanie kodeksu zawiera jaśniejsze wytyczne dotyczące instalacji paneli słonecznych.

Istnieje kilka wymogów dotyczących instalacji paneli fotowoltaicznych, w tym kody dotyczące obciążenia wiatrem, klasyfikacji przeciwpożarowej i szczelności pogodowej. Jeśli panele są montowane na dachu, należy upewnić się, że konstrukcja może utrzymać ciężar paneli fotowoltaicznych. Instalacja paneli słonecznych na dachu może podnieść inne kody i wymagania, w tym Międzynarodowy Kodeks Mieszkaniowy i Międzynarodowy Kodeks Zachowania Energii.

Wiek budynku jest również ważnym czynnikiem. Solidny budynek może utrzymać dwadzieścia pięć do trzydziestu kilogramów paneli słonecznych i konstrukcji montażowej. Starszy budynek może nie mieć takiej możliwości. Ważne jest, aby uzyskać raport stabilności strukturalnej, który jest wymagany przez władze lokalne. Raport ten zapewni, że instalacja PV będzie stabilna. Będzie on również zalecał moc wytwórczą dla danego obszaru.

Chociaż waga urządzeń solarnych nie waży dużo na stopę kwadratową, panele nadal muszą być zakotwiczone w belkach kratownicy na dachu. Pozwoli to zminimalizować ryzyko ich upadku. Ponadto, jeśli zainstalujesz panele słoneczne, możesz w końcu zaoszczędzić sporo pieniędzy na przestrzeni lat.

W 2015 IECC i IRC wymaga się, abyś miał instalację paneli fotowoltaicznych przejrzaną przez wykwalifikowanego urzędnika kodeksu. Ma to na celu zapewnienie, że panele są bezpiecznie zainstalowane i że wszystkie kody są przestrzegane. Urzędnik musi przejrzeć dokumentację projektową zawierającą szczegóły dotyczące komponentów i systemu PV.

Lokalizacja

W celu maksymalizacji produkcji energii, panele fotowoltaiczne muszą być ustawione w miejscu nasłonecznionym. Najlepsza orientacja jest pod kątem około 45o do płaszczyzny ekliptycznej. Pozycja ta nazywana jest południem słonecznym i jest to najwyższy punkt słońca na niebie. Jego pozycja zmienia się w stosunku do osi ziemskiej w ciągu roku. Użycie kompasu może pomóc w określeniu idealnej lokalizacji dla paneli.

Na pustyni Mojave panele słoneczne są wykorzystywane do generowania energii elektrycznej w odległych miejscach. Na przykład Góry Lucy Gray to obszar, na którym można umieścić panele słoneczne. Na tym obszarze występuje kaktus cylindryczny Ferocactus cylindraceus i kaktus rogaty. Znajduje się tam również Ivanpah Solar Electric Generating System.

Wielu producentów paneli słonecznych uważa, że lokalizacja jest jednym z najważniejszych czynników decydujących o ich sukcesie. Na przykład jedna z ostatnich firm, Solyndra, została założona w Kalifornii i stała się znana z łatwych do zainstalowania cienkowarstwowych produktów słonecznych. Jednak firma nie odniosła sukcesu ze względu na złe decyzje lokalizacyjne. W sierpniu Solyndra złożyła wniosek o ochronę przed bankructwem. W następnych miesiącach firma zamknęła swój zakład i zwolniła wszystkich swoich 1100 pracowników. W 2009 roku firma otrzymała pożyczkę federalną w wysokości 535 mln USD na sfinansowanie produkcji energii słonecznej.

W przypadku systemów fotowoltaicznych są one często umieszczane na tej samej działce co heliostaty lub termoelektryczne koncentratory słoneczne. Tradycyjnie pola heliostatów są okrągłe. Panele fotowoltaiczne są umieszczone przed wieżą i zwrócone w stronę słońca. Mogą być wykonane z krzemu polikrystalicznego lub monokrystalicznego, albo z kombinacji elementów okresowych.

Podczas instalowania paneli fotowoltaicznych, lokalizacja jest najważniejszym czynnikiem wpływającym na produkcję energii. Ponieważ Ziemia jest kulą, niektóre lokalizacje otrzymują więcej światła słonecznego w ciągu roku niż inne. Na przykład, lokalizacje w pobliżu tropików są bardziej korzystne dla energii słonecznej niż te na biegunach.

Orientacja

Wybór optymalnej orientacji dla paneli słonecznych jest ważny. Należy wziąć pod uwagę kilka czynników, w tym zacienienie i nachylenie. W regionie Intermountain West najbardziej optymalną orientacją dla paneli słonecznych na dachu jest kierunek południowy. Jednak panele słoneczne mogą być również skierowane pod kątem 45 stopni na wschód lub zachód.

W większości przypadków panele słoneczne będą produkować więcej energii, jeśli będą skierowane na południe. Dach skierowany na południe otrzymuje najwięcej promieni słonecznych w ciągu dnia. Jeśli jednak mieszkasz w rejonie, gdzie lato jest łagodne, a zima chłodna, możesz chcieć umieścić panele słoneczne na północnym wschodzie.

Kolejnym czynnikiem do rozważenia jest położenie drzew, dużych budynków lub innych przeszkód. Struktury te mogą rzucać cień na panele PV w miesiącach zimowych. W takich przypadkach lepiej jest umieścić panele poziomo, gdzie jest minimalna przeszkoda. Dodatkowo, jeśli będą one ustawione poziomo, szybciej będą zbierać zanieczyszczenia.

Orientacja domu do zainstalowania paneli słonecznych jest ważna, ponieważ określa, ile światła słonecznego otrzymają twoje panele. Użycie kompasu do określenia optymalnej orientacji pozwoli na zlokalizowanie paneli słonecznych w stosunku do słońca. Konkretnie, należy znaleźć środek południa słonecznego. Południe słoneczne to najwyższa pozycja słońca na niebie, biegnąca łukiem ze wschodu na zachód. Różni się ono od południa na kompasie, które występuje między godziną dwunastą a czternastą, w zależności od położenia domu.

Dla optymalnej produkcji energii, panele słoneczne skierowane na wschód-zachód będą produkować około 15% mniej energii elektrycznej niż panele skierowane na północ. Produkują one jednak więcej energii elektrycznej w godzinach porannych. Jeśli Twoje gospodarstwo domowe wymaga dużo energii elektrycznej rano, powinieneś rozważyć zainstalowanie paneli słonecznych po stronie wschodniej. Jest to lepsza opcja dla gospodarstw domowych, które mają tendencję do korzystania z klimatyzacji wczesnym rankiem i często wychodzą z domu przed południem.

Rozmiar elektrycznego panelu serwisowego

Kiedy instalujesz panele fotowoltaiczne, powinieneś wybrać rozmiar elektrycznego panelu serwisowego, który jest wystarczająco duży dla obciążenia. Na przykład szyna 125-amperowa może obsłużyć panele dwustuamperowe, ale panel o mocy 200 amperów przeciąży wyłącznik. Jeśli potrzebujesz tylko pięćdziesięciu pięciu amperów, możesz wybrać panel 75-amperowy.