Як встановити сонячні панелі

Де встановити сонячні панелі

Місце для сонячних панелей вибирають за трьома речами, і жодну з них не варто пропускати: яке навантаження витримає основа, скільки сонця туди падає протягом року і як далеко звідти тягнути кабель у будинок.

Скатний дах

Найчастіше панелі ставлять саме сюди. Скат на південь з ухилом 30–40° майже не треба поправляти каркасом, бо за розрахунком він втрачає менше відсотка від найкращого кута, тож гроші на додаткові конструкції тут просто не повертаються. Перевіряти доводиться інше. Стан крокв, покриття і площу, яка лишиться після відступів від країв, дивляться ще до замовлення сонячних панелей, адже після покупки щось міняти вже пізно і дорого, а зайві панелі на дах просто не ляжуть.

Плоский дах

Пласко покладена сонячна панель дає 85,7% від найкращого виробітку. Тому тут ставлять каркас із нахилом і надійно кріплять його проти вітру.

Ділянка біля будинку

На землі простіше працювати і вільніше вибирати кут. Натомість з'являються опори, фундамент під них і вітрове навантаження на відкритому місці. Кабельна траса до будинку теж подовжується, а з нею ростуть втрати і ціна кабелю.

Балкон і фасад квартири

Вертикальна панель на південній стіні за розрахунком PVGIS дає 67,5% від оптимуму. Для балкона це чесна межа. У багатоквартирному будинку стіна й дах спільні, тому монтаж погоджують із власником даху, ОСББ або керуючою компанією ще до покупки сонячних панелей. Головне питання тут не про дозвіл, а про те, хто відповідатиме, якщо під час монтажу чи експлуатації щось пошкодять.

Орієнтація, кут нахилу і тінь

Для південного скату кут від 25° до 45° змінює виробіток не більше ніж на 1,4%. Це видно з розрахунку PVGIS для Кропивницького, де я взяв річний виробіток 1 кВт за 100% і порівняв із ним інші варіанти.

* Джерело: PVGIS, Кропивницький

Сторона світу

У північній півкулі сонячні панелі повертають на південь, бо найбільше енергії панель збирає, коли промені падають на неї під прямим кутом. Південний схід і південний захід втрачають близько 5–6%. Схід і захід втрачають майже п'яту частину. На такі скати я б клав панелі пологіше, бо схід під 15° дає більше, ніж схід під 30°. Щоправда, з пологої панелі взимку гірше сходить сніг.

Кут для широти України

Оптимальний кут нахилу для річного виробітку в різних містах майже однаковий. PVGIS дає Кропивницькому й Одесі 36°, Києву й Харкову 37°, Львову 38°. Ставити сонячні панелі пологіше за 10° виробник не радить, адже на пласкому склі стоїть вода і не змивається пил.

Модулі одного ланцюга кладуть в одній площині й з однаковим азимутом. Інакше вони отримують різне світло.

Тінь протягом дня

Тінь коштує дорожче за неправильний кут. Більшість сонячних панелей мають три обхідні діоди, і кожен відповідає за групу приблизно з 20 елементів. Коли тінь від димаря чи гілки лягає хоча б на один елемент, діод вимикає всю групу, і пляма на 5% площі може забрати третину потужності модуля.

Струнний інвертор тримає весь ланцюг в одному режимі. Тому затінена панель просаджує й сусідні. Річні втрати від тіні на приватних дахах коливаються від менш ніж 2% на відкритому місці до 15–20% там, де навколо багато дерев і сусідніх будівель. Місце перевіряють на тінь у різні години й обов'язково взимку, коли сонце низько. Якщо зараз не зима, положення сонця на 21 грудня моделюють заздалегідь або оглядають ділянку в грудні.

Скільки панелей потрібно на 5 кВт

Кількість панелей зазвичай рахують від площі даху. Рахувати треба від річного споживання будинку, а площа лише ставить стелю. Розрахунок іде в два кроки. Спершу річне споживання з рахунків за останній рік ділять на те, скільки 1 кВт панелей дає за рік у вашому місті (для будь-якої точки України це число є в тому самому PVGIS). Так виходить потужність станції, яка цей будинок справді закриє. Потім цю потужність ділять на потужність однієї сонячної панелі.

Кількість панелей = потужність станції ÷ потужність однієї панелі, з округленням угору.

Для прикладу візьмемо сонячну панель на 500 Вт. Станції на 5 кВт тоді потрібно 10 таких панелей, і в Кропивницькому на південному скаті під 36° така станція дасть близько 5782 кВт·год за рік. Під панель іншої потужності число зміниться. В одному ланцюгу всі панелі мають однакову потужність, а сумарна напруга ланцюга має вкластися у вхідний діапазон інвертора.

Обладнання і кріплення для монтажу

Мережевий комплект складається з дев'яти позицій. Акумулятор додається десятою, і лише тоді, коли станція має працювати без мережі. Ось що потрібно для встановлення сонячних панелей на дах.

Кріплення підбирають під тип покрівлі, бо саме гачок чи анкер передає вагу й вітрове навантаження на крокву. Мережева станція без акумулятора під час відключення мережі зупиняється разом зі світлом у сусідів, і саме тут більшість власників вирішує, чи доплачувати за акумулятор, який додає до вартості комплекту 30–50%. Конектори на всьому ланцюгу беруть одного виробника й однієї моделі.

Як змонтувати панелі на даху покроково

Монтаж іде в чотири кроки. Перевірка покрівлі і розмітка, потім рейки з анкерами, далі сонячні панелі на притиски і наостанок проводка. Між кроками я б не поспішав, бо помилка в розмітці виходить боком уже на четвертому.

Перевірка покрівлі і розмітка

Спершу оглядають дах і переконуються, що він витримає додаткову вагу. Крок кріплень розмічають насамперед по кроквах, а не по обрешітці. Один монтажник на форумі описував, що кріпить кілька шпильок у крокву і решту в обрешітку, і, за його словами, надійніше, коли в крокви йде понад 60% шпильок. Біля краю даху лишають безпечну робочу зону, і точну ширину називає інструкція виробника. Кутові й крайові зони ловлять у 1,5–2,5 раза сильніший вітровий тиск, ніж середина. Кріплення там ставлять частіше.

Рейки, анкери і герметизація

Кожен отвір у покрівлі герметизують одразу після свердління. Гачок чи анкер ставлять на ущільнювач, отвір заповнюють герметиком. Рейки виставляють в одну площину по шнуру. За інструкцією REC рейка має заходити під край рами панелі щонайменше на 6 мм.

Встановлення модулів на притиски

Притиск беруть довжиною від 50 мм, і на раму він заходить на 10–12 мм. Момент затягування для болта M8 у двох виробників різний. В одного це 12–16 Н·м, у другого 16–20 Н·м. Тому число беруть з інструкції саме ваших сонячних панелей. Під модулем лишають щонайменше 10 см до покрівлі, щоб панель охолоджувалась і не торкалась даху, коли прогинається під власною вагою. Між сусідніми панелями потрібен проміжок від 10 мм, бо рама розширюється від тепла. По панелях не ходять. У дощ, сніг і вітер на дах не лізуть.

Кабелі в гофрі і кабельних каналах

Провід від однієї панелі зазвичай має переріз 4 мм², і радіус згину не роблять меншим за чотири його зовнішні діаметри, бо на зламі тріскається ізоляція, а тріщину на даху під панеллю потім ніхто не побачить, поки не зникне струм. На сонці кабель ховають у гофру або кабельний канал і прив'язують до рейки, щоб він не терся об покрівлю і не провисав.

Підключення панелей до інвертора

Послідовне з'єднання складає напруги панелей, паралельне складає струми. Від цього вибору залежить, який захист ставити і чи вкладеться ланцюг у вхід інвертора.

Послідовне чи паралельне з'єднання

Послідовний ланцюг дає високу напругу і тонший кабель, але на морозі напруга холостого ходу кожної панелі зростає. Тому її рахують за найнижчої температури вашої місцевості, з температурним коефіцієнтом із паспорта модуля. Результат не може перевищувати ні максимальну напругу системи панелі, ні вхідну межу самого перетворювача. Паралельне з'єднання тримає напругу нижчою, зате множить струм. Для вибору кабелю, запобіжника й контролера один із виробників радить брати вказані на звороті панелі струм короткого замикання і напругу холостого ходу з коефіцієнтом 1,25.

Захист на постійному струмі

Коли паралельно з'єднано більше двох ланцюгів, на кожен ставлять власний запобіжник. Обхідний діод у модулі від надструму не захищає. Американський електрокодекс NEC задає номінал запобіжника 156% від струму короткого замикання. Для панелі з таким струмом 10,5 А виходить 16,38 А, і беруть запобіжник на 20 А. Це норма США. В Україні вимоги до таких установок містить ДСТУ HD 60364-7-712:2022, і конкретні номінали за ним визначає електрик. У щитку постійного струму зазвичай стоять запобіжники ланцюгів, пристрій захисту від імпульсних перенапруг і роз'єднувач. Корпус щитка має бути захищений від пилу, води й ультрафіолету.

Заземлення каркаса

Раму кожної сонячної панелі заземлюють обов'язково. Затискач заземлення пробиває анодне покриття рами. Додаткових отворів у рамі не свердлять, для цього є позначені отвори виробника. Рейки теж з'єднують із контуром. Схему заземлення вирішує електрик, і на форумах про неї сперечаються досі.

Перший запуск і перевірка

Перед підключенням кожен ланцюг лишають розімкненим. Мультиметром міряють напругу холостого ходу й дивляться, чи правильна полярність. Якщо виміряні напруга і струм розходяться з розрахунком, помилка десь у з'єднаннях. Шукати її треба до того, як ланцюг піде на інвертор, а сам перетворювач підключиться через автомат на змінному струмі до щитка будинку.

Що робити самому, а що доручити електрику

Там, де немає висоти й напруги, власник приватного будинку цілком може працювати самостійно і без ризику. Решту я раджу віддати фахівцю, бо падіння з даху чи помилка в щитку коштують значно дорожче за його виклик, а заземлення виробник сонячних панелей прямо доручає кваліфікованому електрику.

На форумі практиків радять закладати 2–3 дні на саме будівництво станції, навіть коли приїхав інсталятор. Догляд після запуску простий. Сонячні панелі очищують від пилу і снігу, а гвинти між ними й конструкцією періодично перевіряють і підтягують. Якщо лізти на дах і працювати під напругою не хочеться, таку роботу бере монтажна бригада під ключ, зокрема Solarmax. Гарантія тоді ділиться між бригадою і виробниками обладнання.

Помилки при монтажі сонячних батарей

Коли станція не дає розрахованого, винні найчастіше не панелі. Причину я б шукав у монтажі, і ось п'ять помилок, які трапляються найчастіше.

• Тінь на частині панелі. Гілка чи димар закриває кілька елементів, обхідний діод вимикає групу, а ланцюг просідає разом із затіненим модулем.
• Різні модулі в одному ланцюзі. Сонячні панелі іншої потужності не працюють в одному режимі з рештою, а з іншим кутом чи орієнтацією отримують різне світло, і виробіток ланцюга падає до найслабшої.
• Напруга ланцюга поза діапазоном інвертора. Влітку все працює, а в мороз напруга холостого ходу росте і виходить за межу входу. Перетворювач вимикається або псується.
• Конектори різних виробників. Несумісні конектори дають слабкий контакт, той гріється, з'являється дуга і ризик пожежі.
• Отвори без герметизації і кабель без гофри. Через незагерметизований отвір дах тече, а провід на відкритому сонці старіє і перетирається об покрівлю.

Буває, що монтаж зроблено правильно, а виробіток усе одно нижчий за розрахунок, і власник починає грішити на панелі, хоча причина частіше в тому, що змінилося навколо станції за час її роботи. Тоді порівнюють заміряний виробіток із моделлю PVGIS для свого міста і перевіряють тінь, яка за кілька років могла вирости разом із деревами.

Чи потрібен дозвіл на сонячні панелі

Ні, окремий дозвіл не потрібен, але без заяви до обленерго не обійтися. Це стосується станцій і з віддачею в мережу, і без неї. Послугу з приєднання для такої установки окремо отримувати не треба, оскільки вона стоїть у внутрішніх мережах будинку. Оформлення йде в такому порядку:

1. Замість дозволу власник письмово повідомляє обленерго заявою про встановлення, і саме з цієї заяви після монтажу і виконання технічних вимог починається оформлення мережевої електростанції.
2. Якщо станція віддає енергію в мережу, після реєстрації заяви оператор протягом п'яти робочих днів безкоштовно обстежує установку.
3. Вузол обліку оператор влаштовує протягом семи робочих днів після оплати.

Станція з віддачею в мережу не може бути потужнішою за потужність споживання, дозволену вам договором. Інвертор налаштовують так, щоб він сам вимикався, коли напруга в мережі зникає, і не подавав її туди, де її немає. Розрахунки за надлишок теж змінились. 11 серпня 2026 року НКРЕКП затвердила зміни, за якими відпущену в мережу енергію можна оплачувати окремо, без взаємозаліку, якщо це передбачено договором за механізмом самовиробництва.