Размещение солнечных панелей восток–запад на плоской крыше: как работает такая схема

Классическое правило для солнечной станции звучит просто: панели смотрят на юг под заметным углом. На скатной крыше выбора часто нет — ориентацию задает сам скат. Плоская кровля дает свободу, и здесь наряду с южной схемой все чаще выбирают размещение восток–запад, когда модули стоят парами «спина к спине» под небольшим наклоном.

Разберем, как работает такая конструкция, чем она отличается от южных рядов, какие преимущества дает для дома и коммерческого объекта, где ее слабые места и что учесть перед монтажом. Вопрос расчета балласта под ветер мы уже описывали отдельно, поэтому здесь сосредоточимся на самой схеме.

Что такое размещение восток–запад?

Это схема, при которой половина модулей повернута на восток, а половина — на запад, и каждая пара образует низкую «палатку». Ряды стоят плотно, практически без промежутков, а угол наклона модулей небольшой — обычно в пределах 10–15 градусов.

В южной схеме каждый ряд отбрасывает тень на соседний, поэтому между рядами оставляют широкие проходы. В схеме восток–запад модули наклонены слабо и опираются друг на друга, так что тень от соседнего ряда минимальна. Благодаря этому на ту же площадь крыши помещается заметно больше панелей.

Как выглядит конструкция

Основа — низкие опоры, соединенные в сплошное поле. Восточный и западный модули крепятся к общему коньку, а нижние края опираются на опорные профили, в которые укладывают балластные блоки. Получается жесткая рама, которая работает как единое целое, а не как набор отдельных столов.

Если здание повернуто под углом

Поле не обязательно ориентировать строго по сторонам света: его часто разворачивают вдоль стен или парапетов, чтобы ряды легли ровно и без обрезков. Небольшое отклонение от оси восток–запад мало влияет на годовой результат, просто одна половина дает больше утренней энергии, а другая — вечерней. Эту разницу учитывают, когда распределяют строки между входами инвертора и считают выработку по часам.

Чем восточно-западная схема отличается от южной?

Главное отличие — в форме графика выработки. Южные панели дают острый пик в полдень, а восточно-западное поле растягивает генерацию на утро и вечер, делая профиль генерации плоским и широким.

Один модуль, повернутый на восток или запад под малым углом, за год вырабатывает меньше, чем такой же на юг под оптимальным наклоном. Но на ограниченной крыше важна суммарная энергия со всей площади, а не отдача одной панели. Больше модулей на тех же квадратных метрах часто перекрывает потерю на каждом из них.

Когда форма графика важнее пика

Для офиса, магазина или небольшого производства потребление начинается утром и длится до вечера. Плоский график лучше совпадает с такой нагрузкой, поэтому большая часть энергии идет на собственное потребление, а не отдается в сеть по низкой цене. Именно поэтому установка СЭС для бизнеса на плоской крыше, в том числе монтаж СЭС в Киеве на офисных зданиях, часто реализуется по этой схеме.

Какие преимущества дает такая схема?

Преимущества касаются площади, ветровой нагрузки и веса на перекрытие. Схема особенно уместна на крышах с ограниченной площадью или ограниченной несущей способностью.

• Больше мощности на ту же площадь. Плотные ряды без широких проходов позволяют разместить значительно больше модулей, чем южные столы с отступами.
• Меньший ветровой подъем. Низкая «палатка» обтекаема: ветер проходит над полем, а не бьет в наклонную плоскость, как в южном ряду с высоким задним краем.
• Меньше балласта. Благодаря обтекаемости и жесткой связи модулей между собой балласта обычно требуется меньше, чем для отдельных южных столов того же размера.
• Более равномерная нагрузка на сеть. Отсутствие резкого полуденного пика снижает риск ограничения мощности инвертором в солнечные дни.

Дополнительный плюс — установка солнечных панелей без сверления кровли. Балластный монтаж для плоской кровли не нарушает гидроизоляцию, и крыша сохраняет гарантию кровельщика.

Как подключают панели в схеме восток–запад?

Модули с разной ориентацией подключают к разным входам инвертора. Восточные и западные панели освещаются в разное время, поэтому объединять их в одну строку нельзя.

Каждый вход MPPT инвертора отслеживает точку максимальной мощности отдельно. Если собрать в одну строку модули обеих ориентаций, утром западная половина будет тормозить восточную, а вечером — наоборот. Поэтому восточное поле идет на один трекер, западное — на другой, а количество панелей в строках подбирают одинаковым или близким.

Выбор инвертора

Для такой схемы нужен инвертор минимум с двумя независимыми входами. На коммерческих объектах без потребности в резерве обычно достаточно, чтобы это был сетевой инвертор; варианты собраны в разделе сетевых инверторов. Мощность инвертора можно подбирать с меньшим запасом относительно панелей, ведь поле никогда не выдает максимум обеих сторон одновременно.

Какие недостатки и риски стоит учесть?

Слабые места схемы — малый угол наклона, плотность поля и совокупный вес. Все они управляемы, если учесть их на этапе проекта.

На пологих модулях пыль и листья задерживаются дольше, а дождь смывает их хуже, поэтому чистить поле придется чаще. Зимой в Киеве и области снег лежит на низких панелях долгое время. Плотное поле затрудняет доступ к отдельным модулям, поэтому в нем оставляют технические проходы. Кроме того, полностью заполненная крыша собирает воду, и балластные опоры не должны перекрывать водостоки и желоба.

Несущая способность перекрытия

Хотя балласта в этой схеме меньше, суммарный вес поля на большой крыше значителен. Прежде чем выполнять монтаж балластной системы на плоской крыше, нужно проверить, выдержит ли перекрытие постоянную нагрузку вместе со снегом. О расчете веса блоков мы подробно писали в статье о том, как удержать панели на плоской крыше без сверления.

Как выбрать крепление для такого монтажа?

Для схемы восток–запад нужна специальная система, а не обычные южные треугольники, поставленные зеркально. Производители выпускают готовые решения с коньковыми опорами и усиленными поддонами под балласт.

Балластная конструкция для плоской крыши под эту схему имеет несколько ключевых признаков, на которые стоит обратить внимание:

1. Общий конек. Опора, соединяющая два модуля вверху, обеспечивает жесткость поля и правильный угол.
2. Защитные подкладки. Между опорами и мембраной кладут резиновые или полимерные прокладки, чтобы не повредить гидроизоляцию.
3. Связи между рядами. Продольные профили объединяют отдельные «палатки» в единое поле, которое ветру гораздо труднее сдвинуть.

Крепление солнечных панелей на плоской крыше для такой схемы собрано в категории креплений для плоской кровли, а общий ассортимент — в разделе крепления для солнечных панелей. Система крепления солнечных панелей при этом подбирается под размер модулей и тип кровли.

Монтаж СЭС на плоской крыше офисных и складских зданий — типичная задача, с которой мы работаем: пример — станция на крыше офиса в Днепровском районе. Если вы планируете установку солнечных панелей на крыше в Киевской области или солнечную электростанцию под ключ для бизнеса, инженеры Solar PRO сравнят для вашего объекта южную и восточно-западную схемы и подготовят раскладку — связаться можно через страницу контактов.

Схема восток–запад не универсальна, но для плоской крыши с ограниченной площадью и дневным потреблением она часто оказывается лучшим решением. Солнечные панели на плоской крыше в такой компоновке дают больше энергии с квадратного метра, меньше нагружают перекрытие и равномернее питают объект в течение дня, а монтаж солнечных панелей без сверления сохраняет кровлю целой.