Tego typu konstrukcje mogą przyjmować różne formy – od prostych stalowych stelaży po zaawansowane systemy śledzenia słońca (tzw. trackery). Dzięki temu możliwe jest ustawienie paneli pod optymalnym kątem nachylenia i orientacją względem słońca, co przekłada się na wyższą efektywność produkcji energii.
W porównaniu z instalacjami dachowymi, konstrukcje naziemne oferują większą elastyczność projektową – można dostosować ich układ i kąt nachylenia bez ograniczeń wynikających z architektury budynku. Ponadto, ułatwiają dostęp do paneli, co przekłada się na prostszy montaż oraz łatwiejszą konserwację i czyszczenie.
Konstrukcja gruntowa w fotowoltaice – kiedy zastosować?
Konstrukcje gruntowe znajdują zastosowanie przede wszystkim wtedy, gdy dach budynku nie jest odpowiednim miejscem do montażu paneli fotowoltaicznych – czy to z powodu jego orientacji, niewystarczającej powierzchni, zbyt dużego zacienienia czy ograniczeń konstrukcyjnych.
Są również idealnym rozwiązaniem dla gospodarstw rolnych, firm posiadających duże tereny nieużytków, a także inwestorów planujących budowę farm fotowoltaicznych. W takich przypadkach montaż na gruncie jest nie tylko bardziej efektywny, ale często także bardziej ekonomiczny.
Do innych sytuacji, w których warto rozważyć konstrukcję gruntową, należą:
- chęć łatwego rozbudowania instalacji w przyszłości,
- potrzeba utrzymania maksymalnej wydajności systemu dzięki optymalnemu kątowi nachylenia,
- preferencja łatwiejszego dostępu serwisowego,
- konieczność uniknięcia obciążeń statycznych na dachach starszych budynków.
Wymagania techniczne naziemnych konstrukcji PV
Konstrukcje gruntowe muszą spełniać szereg wymagań technicznych, aby zapewnić stabilność, bezpieczeństwo i trwałość całej instalacji. Oto najważniejsze z nich:
1. Stabilność i wytrzymałość
Konstrukcja musi być odporna na działanie warunków atmosferycznych – w szczególności na silne wiatry, obciążenia śniegowe oraz zmiany temperatury.
W Polsce stosuje się strefy śniegowe 1–5 (od 70 do 160 kg/m²).
Wiatr: do 22,5 m/s (czyli 81 km/h) w I strefie i do 30 m/s (czyli 108 km/h) w III – w przeliczeniu często uwzględnia się bezpieczeństwo + współczynniki.
2. Materiały konstrukcyjne
Najczęściej stosowane są elementy stalowe ocynkowane ogniowo, rzadziej aluminiowe. Ocynkowanie zabezpiecza metal przed korozją, co jest kluczowe dla długoletniej eksploatacji. Wysokiej jakości stal S320GD, S350GD zapewnia odpowiednią sztywność całej konstrukcji.
Coraz częściej stosuje się stal powlekaną: MAGNELIS, POSMAC, ZAMEX, która zapewnia lepszą ochronę niż tradycyjny ocynk ogniowy
3. Fundamenty
W zależności od warunków gruntowych i wielkości instalacji stosuje się różne metody posadowienia: wbijane pale stalowe, betonowe fundamenty punktowe lub kotwy śrubowe. Fundament musi zapewnić pewne zakotwienie konstrukcji oraz przeniesienie wszystkich obciążeń na grunt.
4. Kąt nachylenia i orientacja
Aby maksymalnie wykorzystać promieniowanie słoneczne, panele powinny być ustawione na południe, pod kątem 25–40 stopni, w zależności od szerokości geograficznej i sezonowego zapotrzebowania na energię.
5. Odległości między rzędami
Aby zapobiec zacienieniu paneli, należy odpowiednio dobrać rozstaw rzędów. Uwzględnia się tu kąt padania promieni słonecznych w najkrótsze dni roku (np. 21 grudnia). Zbyt mały odstęp prowadzi do strat w produkcji energii.
Montaż i konserwacja naziemnych konstrukcji fotowoltaicznych
Proces montażu naziemnej instalacji PV składa się z kilku etapów i – przy dobrej organizacji – może przebiegać bardzo sprawnie.
1. Przygotowanie terenu
Teren pod instalację powinien być wyrównany i oczyszczony z przeszkód. W przypadku większych instalacji wykonuje się także analizy geotechniczne w celu dobrania odpowiedniego sposobu fundamentowania.
2. Montaż konstrukcji wsporczej
Na wstępnie przygotowanym gruncie osadza się pale lub fundamenty, a następnie mocuje elementy nośne konstrukcji. Montaż jest najczęściej modułowy – pozwala na szybką budowę większych instalacji.
3. Instalacja paneli
Panele fotowoltaiczne montuje się na wcześniej przygotowanych ramach przy użyciu specjalnych zacisków lub śrub. Ważne jest, aby zachować jednakowy kąt nachylenia dla wszystkich modułów.
4. Podłączenia elektryczne
Po stronie DC (prąd stały) łączy się panele szeregowo lub równolegle, a następnie prowadzi przewody do inwertera. Konieczne jest odpowiednie uziemienie konstrukcji i ochrona przepięciowa.
5. Konserwacja
Konstrukcje gruntowe są łatwe w utrzymaniu. Regularne przeglądy techniczne, kontrola stanu połączeń oraz czyszczenie paneli (np. 2–4 razy w roku) wystarczą, aby instalacja pracowała efektywnie przez lata. Warto także zadbać o kontrolę wzrostu roślinności w okolicy, aby nie zacieniała paneli.
Konstrukcja pod panele fotowoltaiczne na gruncie – cena i korzyści
Koszt budowy naziemnej konstrukcji fotowoltaicznej zależy od wielu czynników – powierzchni instalacji, użytych materiałów, rodzaju fundamentów czy stopnia zautomatyzowania systemu (np. trackery). Przeciętnie, cena samej konstrukcji (bez paneli i inwertera) oscyluje w granicach:
- 350–600 zł netto za 1 kWp dla prostych konstrukcji stałych,
- 700–1500 zł netto za 1 kWp dla konstrukcji z systemem śledzenia słońca (trackery jedno- lub dwuosiowe).
Całkowity koszt instalacji naziemnej to ok. 4500–7000 zł netto za 1 kWp, zależnie od skali projektu i zastosowanych komponentów.
Koszt liczony jest dla instalacji zawierających konstrukcję, panele, inwerter, okablowanie, zabezpieczenia, montaż i często także projekt oraz formalności. Dla bardzo małych mikroinstalacji koszt za 1 kWp bywa wyższy, a dla farm PV – niższy.
Korzyści z wyboru konstrukcji gruntowej:
- Maksymalna wydajność – możliwość ustawienia paneli w optymalnej pozycji.
- Większa elastyczność projektowa – niezależność od kształtu i wytrzymałości dachu.
- Łatwy serwis i czyszczenie – dostęp do paneli z poziomu gruntu.
- Możliwość rozbudowy – większe pole manewru przy rozwoju instalacji.
- Potencjalna oszczędność – szczególnie przy większych farmach PV.
Warto także wspomnieć, że konstrukcje naziemne doskonale sprawdzają się w instalacjach hybrydowych, np. agrofotowoltaice, gdzie pod panelami można jednocześnie uprawiać rośliny.
