Konstrukcje pod panele fotowoltaiczne – klucz do stabilności i efektywności instalacji
Panele fotowoltaiczne same w sobie są lekkie i pozornie łatwe w montażu, ale ich prawidłowe osadzenie wymaga solidnej konstrukcji wsporczej. To właśnie od niej zależy stabilność, trwałość i wydajność całej instalacji – zarówno w przypadku mikroinstalacji przydomowych, jak i wielkopowierzchniowych farm słonecznych. Jakie są rodzaje konstrukcji, na jaką głębokość się je wbija, jakie warunki atmosferyczne mogą na nie wpływać i ile lat mogą pozostać w ziemi? Oto techniczne, ale i praktyczne spojrzenie na ten kluczowy element fotowoltaiki.
Rodzaje konstrukcji pod panele fotowoltaiczne
Dobór odpowiedniej konstrukcji zależy od wielu czynników – od rodzaju gruntu, przez strefę wiatrową i śniegową, aż po kąt nachylenia paneli. Wyróżniamy kilka podstawowych typów konstrukcji:
1. Konstrukcje gruntowe (WBICIA, WKRĘTY, FUNDAMENTY)
To rozwiązania stosowane w farmach fotowoltaicznych oraz większych instalacjach naziemnych.
•Wbijane profile stalowe – najczęściej stosowane, głównie w gruntach średnio twardych i twardych. Stalowe słupy wbija się na głębokość od 1,2 m do nawet 2,5 m, w zależności od rodzaju podłoża i obciążeń wiatrowych. Wcześniej wykonuje się testy wbijania, aby określić nośność gruntu i zaplanować optymalne parametry montażu.
•Wkręty gruntowe (śruby fundamentowe) – sprawdzają się w trudniejszych gruntach, np. na terenach podmokłych. Wkręty wwiercane są w ziemię przy użyciu specjalistycznych maszyn, co pozwala uniknąć betonowania.
•Fundamenty betonowe – rzadziej stosowane, ale konieczne w przypadku bardzo luźnych gruntów, gdzie wbicie lub wkręcenie konstrukcji jest niemożliwe.
2. Konstrukcje dachowe
Podstawą są lekkie i wytrzymałe systemy montażowe, które można podzielić na:
•Konstrukcje balastowe – stosowane głównie na dachach płaskich, gdzie nie można ingerować w poszycie. Ciężar balastu (np. bloczki betonowe) utrzymuje stabilność systemu.
•Konstrukcje przykręcane – montowane na dachach skośnych, przykręcane bezpośrednio do więźby dachowej.
•Systemy aerodynamiczne – innowacyjne rozwiązania redukujące siłę wiatru poprzez odpowiedni profil konstrukcji, eliminujące potrzebę dodatkowego obciążenia.
Jak głęboko wbija się konstrukcje?
Wbijanie profili to kluczowy etap montażu farmy fotowoltaicznej. Aby zapewnić stabilność, głębokość wbicia zależy od:
✅ Rodzaju gruntu:
•Piaski i gleby luźne: min. 2–2,5 m
•Grunty gliniaste i średnio zwarte: 1,5–2 m
•Skały i podłoża bardzo twarde: wymaga się wiercenia i kotwienia konstrukcji
✅ Obciążeń wiatrowych i śniegowych
W regionach o wysokiej prędkości wiatru (np. nadmorskie tereny) oraz tam, gdzie występują intensywne opady śniegu, konstrukcje muszą być głębiej osadzone i dodatkowo wzmocnione.
Przed wbiciem wykonuje się testy statyczne i dynamiczne, które określają optymalną siłę nacisku oraz wytrzymałość gruntu.
Jak długo mogą być w ziemi?
Średnia trwałość konstrukcji stalowych wynosi 25–30 lat, ale przy odpowiednim zabezpieczeniu antykorozyjnym mogą wytrzymać jeszcze dłużej. Na ich żywotność wpływają:
🟢 Ocynkowanie ogniowe – zabezpiecza stal przed korozją, zwiększając odporność nawet na 50 lat.
🟢 Powłoki antykorozyjne (np. Magnelis®) – dają jeszcze lepszą ochronę przed warunkami atmosferycznymi.
🟢 Rodzaj gleby – gleby kwaśne i podmokłe mogą przyspieszać korozję, dlatego stosuje się dodatkowe warstwy ochronne.
Wpływ warunków atmosferycznych na konstrukcje
💨 Wiatr:
•Konstrukcje muszą wytrzymać porywy nawet do 150 km/h.
•W terenach wietrznych stosuje się profile o większym przekroju i dodatkowe wzmocnienia.
❄️ Śnieg:
•W regionach o dużych opadach śniegu zwiększa się kąt nachylenia paneli do 30–40° dla lepszego zsuwania śniegu.
🌧️ Wilgoć i zasolenie:
•W rejonach nadmorskich kluczowe jest zastosowanie materiałów odpornych na korozję (np. Magnelis®).
Ciekawostka: „Co dzieje się z konstrukcją po zakończeniu eksploatacji?”
Kiedy farmy fotowoltaiczne kończą swój cykl życia, konstrukcje można w całości poddać recyklingowi! Stalowe elementy są demontowane, a ziemia przywracana do pierwotnego stanu. To jedna z przewag fotowoltaiki nad innymi źródłami energii – po zakończeniu użytkowania teren może wrócić do naturalnej formy bez szkody dla środowiska.
Podsumowanie
Konstrukcje wsporcze to fundament stabilnej i wydajnej instalacji fotowoltaicznej. Wybór odpowiedniego rozwiązania, testy gruntowe i zabezpieczenie antykorozyjne mają kluczowe znaczenie dla ich trwałości. Zastosowanie nowoczesnych technologii pozwala na budowę farm odpornych na wiatr, śnieg i inne ekstremalne warunki, co sprawia, że inwestycje w OZE są jeszcze bardziej opłacalne.