Розміщення сонячних панелей схід–захід на плоскому даху: як працює така схема

Класичне правило для сонячної станції звучить просто: панелі дивляться на південь під помітним кутом. На скатному даху вибору часто немає — орієнтацію задає сам скат. Плоска покрівля дає свободу, і тут поряд із південною схемою дедалі частіше обирають розміщення схід–захід, коли модулі стоять парами «спина до спини» під невеликим нахилом.

Розберемо, як працює така конструкція, чим вона відрізняється від південних рядів, які переваги дає для будинку й комерційного об’єкта, де її слабкі місця і що врахувати перед монтажем. Питання розрахунку баласту під вітер ми вже описували окремо, тому тут зосередимося на самій схемі.

Що таке розміщення схід–захід?

Це схема, за якої половина модулів повернута на схід, а половина — на захід, і кожна пара утворює низький «намет». Ряди стоять щільно, практично без проміжків, а кут нахилу модулів невеликий — зазвичай у межах 10–15 градусів.

У південній схемі кожен ряд відкидає тінь на сусідній, тому між рядами залишають широкі проходи. У схемі схід–захід модулі нахилені слабко й спираються один на одного, тож тінь від сусіднього ряду мінімальна. Завдяки цьому на ту саму площу даху поміщається помітно більше панелей.

Як виглядає конструкція

Основа — низькі опори, з’єднані в суцільне поле. Східний і західний модулі кріпляться до спільного гребеня, а нижні краї спираються на опорні профілі, у які вкладають баластні блоки. Виходить жорстка рама, яка працює як одне ціле, а не як набір окремих столів.

Якщо будівля повернута під кутом

Поле не обов’язково орієнтувати строго за сторонами світу: його часто розвертають уздовж стін або парапетів, щоб ряди лягли рівно й без обрізків. Невелике відхилення від осі схід–захід мало впливає на річний результат, лише одна половина дає більше ранкової енергії, а друга — вечірньої. Цю різницю враховують, коли розподіляють рядки між входами інвертора й рахують вироблення по годинах.

Чим східно-західна схема відрізняється від південної?

Головна відмінність — у формі графіка вироблення. Південні панелі дають гострий пік опівдні, а східно-західне поле розтягує генерацію на ранок і вечір, роблячи профіль генерації пласким і широким.

Один модуль, повернутий на схід чи захід під малим кутом, за рік виробляє менше, ніж такий самий на південь під оптимальним нахилом. Але на обмеженому даху важить сумарна енергія з усієї площі, а не віддача однієї панелі. Більше модулів на тих самих квадратних метрах часто перекриває втрату на кожному з них.

Коли форма графіка важливіша за пік

Для офісу, магазину чи невеликого виробництва споживання починається зранку й триває до вечора. Плаский графік краще збігається з таким навантаженням, тож більша частина енергії йде на власне споживання, а не віддається в мережу за низькою ціною. Саме тому установка СЕС для бізнесу на плоскому даху, зокрема й монтаж СЕС у Києві на офісних будівлях, часто реалізується за цією схемою.

Які переваги дає така схема?

Переваги стосуються площі, вітрового навантаження й ваги на перекриття. Схема особливо доречна на дахах з обмеженою площею або обмеженою несучою здатністю.

• Більше потужності на ту саму площу. Щільні ряди без широких проходів дозволяють розмістити значно більше модулів, ніж південні столи з відступами.
• Менший вітровий підйом. Низький «намет» обтічний: вітер проходить над полем, а не б’є в нахилену площину, як у південному ряду з високим заднім краєм.
• Менше баласту. Завдяки обтічності та жорсткому зв’язку модулів між собою баласту зазвичай потрібно менше, ніж для окремих південних столів того ж розміру.
• Рівномірніше навантаження на мережу. Відсутність різкого полуденного піку зменшує ризик обмеження потужності інвертором у сонячні дні.

Додатковий плюс — встановлення сонячних панелей без свердління покрівлі. Баластовий монтаж для плоскої покрівлі не порушує гідроізоляцію, і дах зберігає гарантію покрівельника.

Як підключають панелі в схемі схід–захід?

Модулі з різною орієнтацією підключають до різних входів інвертора. Східні та західні панелі освітлюються в різний час, тому об’єднувати їх в один рядок не можна.

Кожен вхід MPPT інвертора відстежує точку максимальної потужності окремо. Якщо зібрати в один рядок модулі обох орієнтацій, вранці західна половина гальмуватиме східну, а ввечері — навпаки. Тому східне поле йде на один трекер, західне — на інший, а кількість панелей у рядках підбирають однаковою або близькою.

Вибір інвертора

Для такої схеми потрібен інвертор щонайменше з двома незалежними входами. На комерційних об’єктах без потреби в резерві зазвичай достатньо, щоб це був мережевий інвертор; варіанти зібрано в розділі мережевих інверторів. Потужність інвертора можна підбирати з меншим запасом щодо панелей, бо поле ніколи не видає максимум обох сторін одночасно.

Які недоліки та ризики варто врахувати?

Слабкі місця схеми — малий кут нахилу, щільність поля та сукупна вага. Усі вони керовані, якщо врахувати їх на етапі проєкту.

На пологих модулях пил і листя затримуються довше, а дощ змиває їх гірше, тож чистити поле доведеться частіше. Взимку в Києві та області сніг лежить на низьких панелях тривалий час. Щільне поле ускладнює доступ до окремих модулів, тому в ньому залишають технічні проходи. Крім того, повністю заповнений дах збирає воду, і баластні опори не повинні перекривати водостоки та жолоби.

Несуча здатність перекриття

Хоч баласту в цій схемі менше, сумарна вага поля на великому даху значна. Перед тим як виконувати монтаж баластної системи на плоскому даху, треба перевірити, чи витримає перекриття постійне навантаження разом зі снігом. Про розрахунок ваги блоків ми детально писали у статті про те, як утримати панелі на плоскому даху без свердління.

Як обрати кріплення для такого монтажу?

Для схеми схід–захід потрібна спеціальна система, а не звичайні південні трикутники, поставлені дзеркально. Виробники випускають готові рішення з гребеневими опорами та посиленими піддонами під баласт.

Баластова конструкція для плоского даху під цю схему має кілька ключових ознак, на які варто звернути увагу:

1. Спільний гребінь. Опора, що поєднує два модулі вгорі, забезпечує жорсткість поля і правильний кут.
2. Захисні підкладки. Між опорами й мембраною кладуть гумові чи полімерні прокладки, щоб не пошкодити гідроізоляцію.
3. Зв’язки між рядами. Поздовжні профілі об’єднують окремі «намети» в єдине поле, яке вітру значно важче зрушити.

Кріплення сонячних панелей на плоскому даху для такої схеми зібрано в категорії кріплень для плаского даху, а загальний асортимент — у розділі кріплення для сонячних панелей. Система кріплення сонячних панелей при цьому підбирається під розмір модулів і тип покрівлі.

Монтаж СЕС на плоскому даху офісних і складських будівель — типове завдання, з яким ми працюємо: приклад — станція на даху офісу в Дніпровському районі. Якщо ви плануєте встановлення сонячних панелей на даху у Київській області або сонячну електростанцію під ключ для бізнесу, інженери Solar PRO порівняють для вашого об’єкта південну та східно-західну схеми і підготують розкладку — зв’язатися можна через сторінку контактів.

Схема схід–захід не універсальна, але для плоского даху з обмеженою площею й денним споживанням вона часто виявляється найкращим рішенням. Сонячні панелі на плоскому даху в такій компоновці дають більше енергії з квадратного метра, менше навантажують перекриття і рівномірніше живлять об’єкт протягом дня, а монтаж сонячних панелей без свердління зберігає покрівлю цілою.