Panele fotowoltaiczne pionowo czy poziomo? Co wybrać

Panele fotowoltaiczne można montować pionowo i poziomo: przy tym samym kącie nachylenia i tym samym kierunku sprawność modułu jest taka sama, a o wyborze decydują zacienienie, kształt dachu i konstrukcja montażowa. Przy ryzyku cienia na dolnej krawędzi modułów korzystniejszy jest zwykle układ poziomy, bo cień wyłącza wtedy 1/3 modułu, a nie cały moduł. Układ pionowy zużywa za to mniej materiału na konstrukcję wsporczą. Osobną decyzją jest ustawienie paneli pionowo na ścianie lub ogrodzeniu: taki montaż daje więcej energii zimą, ale wyraźnie mniej latem niż panele nachylone na dachu pod kątem 30-40 stopni.

• Co znaczy montaż paneli fotowoltaicznych pionowo i poziomo?
• Czy panele ułożone pionowo i poziomo mają taką samą wydajność?
• Jak zacienienie zmienia wybór między układem pionowym a poziomym?
• Jak kłaść panele fotowoltaiczne pionowo czy poziomo na dachu?
• Czy panele fotowoltaiczne można montować pionowo na ścianie lub ogrodzeniu?
• Panele pionowo, pod kątem czy płasko: jak zmienia się produkcja w roku?
• Które panele lepiej znoszą śnieg i zabrudzenia: pionowe czy poziome?
• Czy można łączyć układ pionowy i poziomy paneli na jednym dachu?
• Najczęstsze błędy przy wyborze układu paneli fotowoltaicznych
• Jak wybrać układ paneli fotowoltaicznych: lista kontrolna

Co znaczy montaż paneli fotowoltaicznych pionowo i poziomo?

Montaż pionowy i poziomy to zwykle dwa sposoby ułożenia prostokątnego modułu na tej samej połaci, a nie dwa różne kąty nachylenia. Zgodnie z opisem układów modułów Maysun Solar w montażu poziomym dłuższa krawędź modułu biegnie równolegle do kalenicy, a w montażu pionowym dłuższa krawędź stoi w pionie. Układ pionowy nazywa się też portretowym, a poziomy krajobrazowym.

Drugie znaczenie pytania dotyczy nachylenia całej instalacji fotowoltaicznej: panel stojący pionowo na elewacji, balkonie lub ogrodzeniu pracuje inaczej niż panel leżący na dachu. Obie decyzje trzeba rozdzielić. Obrót modułu na połaci zmienia głównie zachowanie przy zacienieniu i konstrukcję, a zmiana kąta nachylenia zmienia rozkład produkcji energii w ciągu roku.

Czy panele ułożone pionowo i poziomo mają taką samą wydajność?

Tak, jeśli mają ten sam kąt nachylenia i ten sam kierunek: według analizy orientacji modułów PRO-SUN wydajność instalacji ułożonej pionowo jest identyczna z ułożoną poziomo, a sprawność modułów krzemowych wynosi zwykle 15-22%. Różnice zaczynają się dopiero wtedy, gdy cień pada na część modułu.

W polskich warunkach optymalny kąt nachylenia paneli to 30-40 stopni i według porównania efektywności Neptun Energy można go uzyskać zarówno w układzie pionowym, jak i poziomym. Neptun Energy przypisuje ustawieniu pionowemu nawet o 30% więcej energii zimą dzięki lepszemu kątowi padania promieni przy nisko położonym słońcu; taka przewaga wynika z kąta, a nie z samego obrócenia modułu na połaci. Dobór nachylenia do konkretnego dachu opisuje poradnik pod jakim kątem montować panele fotowoltaiczne.

Jak zacienienie zmienia wybór między układem pionowym a poziomym?

Gdy dolną krawędź modułów może zacieniać przeszkoda, lepszy jest układ poziomy. Moduł opisany przez PRO-SUN ma po szerokości 6 ogniw, po wysokości 10 ogniw oraz trzy diody bypass, które wyłączają zacienioną sekcję. Cień na dolnym rzędzie ogniw w układzie pionowym (rząd 6 ogniw) wyłącza cały moduł, a w układzie poziomym (rząd 10 ogniw) tylko 1/3 modułu.

Taki cień na dachu płaskim mogą rzucać same moduły z poprzedniego rzędu, a na dachu skośnym kominy i inne wystające elementy. Ten sam mechanizm dotyczy pasa brudu lub śniegu zalegającego przy dolnej ramie. W modułach o innym układzie ogniw lub diod podział na sekcje może być inny, dlatego przed wyborem sprawdź kartę katalogową modułu.

Zacienione ogniwa nagrzewają się, a diody bypass mają według PRO-SUN zabezpieczać instalację przed pożarem związanym z tym nagrzewaniem, więc trwałego cienia na fragmencie modułu trzeba unikać już na etapie projektu.

Jak kłaść panele fotowoltaiczne pionowo czy poziomo na dachu?

Na nasłonecznionej połaci bez cieni zwykle wybiera się układ pionowy, bo według PRO-SUN wymaga mniej materiału na konstrukcję i dzięki temu jest tańszy. Układ poziomy wybiera się, gdy dolną część modułów może zacieniać przeszkoda albo gdy połać jest niska i szeroka. Neptun Energy zaznacza, że układ pionowy potrzebuje więcej miejsca w pionie, czego nie zawsze ma mały dach, a układ poziomy dobrze wykorzystuje duże dachy płaskie.

Źródła różnią się w ocenie, który układ jest częstszy: PRO-SUN wskazuje pion jako najczęstszą orientację w praktyce, a Maysun Solar opisuje poziom jako powszechny na dachach ze względu na prostsze okablowanie i mniejsze obciążenie wiatrem. Rozstrzyga konkretna połać, a nie przyzwyczajenie ekipy montażowej.

O tym, ile modułów zmieści się w każdym układzie, decydują też odstępy od krawędzi dachu. Odpowiedź FotowoltaikaOnline o odległości od kalenicy przytacza zalecenie z książki Bogdana Szymańskiego Instalacje Fotowoltaiczne: przy dachach nachylonych pod kątem 40-60 stopni minimalna odległość modułów od rynny to 25-35 cm. Ta sama książka wskazuje, że montaż w strefie brzegowej może być dopuszczalny przy odpowiednim sprzęcie i wzmocnieniach, a rozbieżności między instalatorami mogą wynikać z różnych systemów montażowych.

Kolejne etapy prac, od mocowań po układanie profili, opisuje poradnik jak zamontować panele fotowoltaiczne na dachu.

Co wpływa na koszt montażu paneli w układzie pionowym i poziomym?

Na koszt najbardziej wpływa ilość profili i elementów konstrukcji wsporczej, a tę według PRO-SUN ogranicza układ pionowy. Znaczenie mają też liczba modułów, które zmieszczą się na połaci po zachowaniu odstępów od krawędzi, rodzaj pokrycia dachu i system mocowań. Przy montażu na ścianie lub ogrodzeniu dochodzi osobna konstrukcja kotwiona do podłoża i zaprojektowana na wiatr. Porównuj wyceny przygotowane dla tej samej liczby i mocy modułów, bo tylko wtedy różnica dotyczy samego układu.

Czy panele fotowoltaiczne można montować pionowo na ścianie lub ogrodzeniu?

Tak, panele fotowoltaiczne można zamontować pionowo na elewacji, balkonie lub ogrodzeniu, ale trzeba przyjąć niższy uzysk latem. Artykuł Solar-expert o montażu w pionie i w poziomie wyjaśnia, że moduły na ścianie bardzo słabo pracują latem, gdy słońce jest wysoko, a lepiej jesienią i zimą, gdy promienie padają na nie bardziej bezpośrednio.

Konkretny pomiar przewagi pionu pochodzi z Oslo: według artykułu ŚwiatOZE o pionowej fotowoltaice norweska firma Over Easy uzyskała z pionowej instalacji na dachu 1070 kWh/kWp, wobec około 800 kWh/kWp dla systemu tej samej wielkości pod standardowym nachyleniem. Producent tłumaczy przewagę głównie zimą: pionowe panele nie znikają pod śniegiem. To wynik pilotażu jednego producenta w klimacie z intensywnymi opadami śniegu, więc nie należy go przenosić wprost na dom w Polsce.

W tej instalacji panele ustawiono tak, by słońce oświetlało je rano od strony wschodniej, a po południu od zachodniej, co przesuwa produkcję energii na poranek i popołudnie. Taki rozkład może lepiej pasować do domu, w którym prąd zużywa się głównie przed pracą i po niej. Sprawdź to na własnym profilu zużycia, a nie na średniej rocznej.

Panel na ścianie lub ogrodzeniu wymaga konstrukcji zaprojektowanej na obciążenie wiatrem i mocowania dopasowanego do podłoża. Sposoby mocowania opisuje poradnik jak zamontować panele fotowoltaiczne na ścianie.

Panele pionowo, pod kątem czy płasko: jak zmienia się produkcja w roku?

Pionowe ustawienie przesuwa produkcję na jesień i zimę, ułożenie prawie płaskie na lato, a nachylenie 30-40 stopni Neptun Energy podaje jako optymalne w polskich warunkach. Solar-expert opisuje, że przy panelu prawie płaskim latem wystarczy około 5 stopni pochylenia w kierunku południa, by moc była maksymalna, ale jesienią i zimą promienie padają na niego gorzej.

Przy ułożeniu płaskim dochodzą dwa problemy: według Solar-expert takie panele latem słabo się wentylują, osiągają wyższą temperaturę i przez to tracą moc, a nagromadzony kurz tworzy osad, którego opady nie zmywają grawitacyjnie.

Które panele lepiej znoszą śnieg i zabrudzenia: pionowe czy poziome?

Lepiej znoszą je panele ustawione stromo lub pionowo, bo woda spływa po nich szybciej, a śnieg nie zalega; panele leżące płasko zbierają kurz i śnieg najdłużej. W ułożeniu modułu na połaci Maysun Solar przypisuje lepsze odprowadzanie wody układowi pionowemu.

Przy tym samym kącie nachylenia różnica między układem pionowym a poziomym dotyczy głównie miejsca, w którym zbiera się brud. Pas osadu lub śniegu przy dolnej ramie w układzie pionowym obejmuje wszystkie trzy sekcje modułu, a w poziomym jedną. Jeśli osad nie spływa z deszczem, sposób czyszczenia opisuje poradnik jak myć panele fotowoltaiczne na dachu.

Czy można łączyć układ pionowy i poziomy paneli na jednym dachu?

Tak, łączenie obu układów na jednej połaci pozwala zapełnić miejsce, w które nie zmieści się kolejny rząd modułów w jednym ułożeniu. Ponieważ przy tym samym kącie i kierunku wydajność obu układów jest taka sama, o sensie takiego rozwiązania decydują konstrukcja i zacienienie poszczególnych rzędów. Konstrukcję i podział modułów na łańcuchy powinien zaprojektować instalator dla konkretnego dachu.

Rozwiązaniem mieszanym bywa też połączenie paneli nachylonych na dachu z pionowymi na elewacji: dach daje więcej energii latem, a ściana jesienią i zimą.

Najczęstsze błędy przy wyborze układu paneli fotowoltaicznych

Najwięcej strat przynosi wybór układu bez sprawdzenia cieni i odstępów od krawędzi dachu.

• Mylenie ułożenia modułu z kątem nachylenia: obrót modułu na połaci nie da więcej energii zimą, zmiana kąta może ją dać.
• Układ pionowy przy cieniu na dolnej krawędzi: rząd modułów na dachu płaskim albo komin mogą wyłączać całe moduły zamiast 1/3 każdego z nich.
• Brak odstępów od rynny i krawędzi dachu albo montaż w strefie brzegowej bez odpowiedniego sprzętu i wzmocnień.
• Układanie paneli płasko bez nachylenia, przez co zbiera się na nich kurz i śnieg, a latem słabiej się chłodzą.
• Pomijanie instrukcji montażu producenta modułu: sprawdź, czy dopuszcza wybrany układ i w których miejscach ramy wolno mocować moduł.
• Przenoszenie wyników pilotażu z Oslo albo deklaracji producentów na własny dach bez wyliczeń dla konkretnej lokalizacji.

Czy zły układ paneli może podnieść rachunki za prąd?

Sam obrót modułu nie podnosi rachunków, ale cień na dolnej krawędzi w układzie pionowym albo płaskie ułożenie bez nachylenia zmniejszają produkcję, więc więcej energii trzeba pobrać z sieci. Wysokie rachunki mogą mieć też przyczyny, których orientacja paneli nie wyjaśni. Zacznij od porównania rzeczywistej produkcji instalacji z jej projektem.

Jak wybrać układ paneli fotowoltaicznych: lista kontrolna

1. Ustal, czy decyzja dotyczy ułożenia modułu na połaci, czy montażu pionowo na ścianie lub ogrodzeniu.
2. Sprawdź kierunek i kąt połaci; w Polsce za optymalne uznaje się 30-40 stopni.
3. Oceń cienie od kominów, drzew, sąsiednich budynków i kolejnych rzędów modułów, zwłaszcza przy dolnej krawędzi.
4. Rozrysuj oba układy na połaci z zachowaniem odstępów od kalenicy, rynny i krawędzi bocznych, a potem porównaj liczbę modułów.
5. Sprawdź w instrukcji producenta dopuszczalny układ modułu i miejsca mocowania.
6. Poproś o wycenę konstrukcji dla obu układów przy tej samej liczbie i mocy modułów.
7. Przy montażu na ścianie porównaj rozkład produkcji z godzinami i miesiącami, w których zużywasz najwięcej energii.
8. Dla elewacji lub ogrodzenia upewnij się, że konstrukcja jest zaprojektowana na wiatr i dopasowana do podłoża.