Instalacje fotowoltaiczne od kilku lat powoli ale konsekwentnie pojawiają się na terenie naszego kraju. Wraz ze wzrostem rynku pojawiają się również nowi wykonawcy i projektanci tego typu elektrowni. W niektórych przypadkach brak doświadczenia, a czasem również brak należytej staranności powoduje popełnianie błędów na różnych etapach inwestycji. Pomyłki te mogą być bardzo kosztowne, podważając ekonomiczny sens przedsięwzięcia budowy systemu PV.

Instalacji fotowoltaicznych na terenie Polski jest coraz więcej, ale niestety szybki rozwój tej dziedziny nadal hamowany jest szeregiem czynników, między innymi lukami w polskim ustawodawstwie. Jeżeli już jednak dochodzi do decyzji o wybudowaniu takiej instalacji, należy pamiętać, że jednym z podstawowych kryteriów, jakie musi być spełnione, jest opłacalność przedsięwzięcia. Dlatego tak ważne jest, aby instalacja oraz jej projekt były wykonane poprawnie oraz zgodnie ze sztuką inżynierską. Niestety w wielu przypadkach dochodzi do popełniania błędów na różnych etapach projektu i budowy, co w konsekwencji przyczynia się do szybkich awarii instalacji i niweczy ekonomiczny sens jej powstania.

Błędy w konstrukcji nośnej instalacji PV mogą skutkować brakiem wymaganej wytrzymałości (Źródło: www.pvpowerway.com)

Projekt

Konstrukcja
Najczęstsze błędy popełniane są już na etapie wykonania projektu. Brak odpowiedniej wiedzy elektrycznej oraz konstrukcyjnej często skutkuje szeregiem nieprawidłowości. Zależnie od tego, czy jest to instalacja dachowa czy naziemna, pierwszym podstawowym błędem jest dobieranie konstrukcji bez wcześniejszej ekspertyzy nośności dachu bądź ekspertyzy geologicznej gruntu. Wiatr w wielu przypadkach także jest sporym wyzwaniem dla projektantów. Przy źle dobranej konstrukcji silniejsze wiatry mogą okazać się bardzo niebezpieczne, a skutkiem tego mogą być ogromne straty. Dlatego ważne jest, aby wszystkie elementy i sposób montażu były profesjonalnie i sumiennie dobierane, za każdym razem indywidualnie.

Zacienienie zmniejsza wydajność i destabilizuje pracę systemu PV (Źródło: www.youtube.pl)

System elektryczny
Pod względem elektrycznym instalacja fotowoltaiczna to układ łączący ze sobą prądy i napięcia stałe ze zmiennymi. Nieznajomość różnic objawia się stosowaniem nieodpowiednich zabezpieczeń elektrycznych po obu stronach falowników. Takie praktyki często kończą się nieprawidłowym działaniem urządzeń w momentach, kiedy oczekuje się od nich niezawodności i efektywności, do czego w założeniach zostały zaprojektowane.

Niedbałe wykonanie instalacji utrudnia i komplikuje bieżącą obsługą i prace serwisowe
(Źródło: www.elektroda.pl)

Lokalizacja
Ponadto, instalacje są stawiane niekiedy bez względu na to, czy dana lokalizacja jest dla nich odpowiednia. Zdarza się, że teren bądź dach, na którym jest wykonywany projekt, jest mocno zacieniany przez różnego rodzaju obiekty stojące w najbliższej okolicy. Zacienienie to jeden z największych problemów, który uniemożliwia wydajną pracę całego systemu. Dodatkowo, nawet zacienienie małej powierzchni może skutkować wyłączeniem z pracy całej lub części instalacji w zależności od wybranych rozwiązań projektowych. Producenci modułów fotowoltaicznych starają się temu przeciwdziałać stosując w swoich produktach diody bocznikujące, które pozwalają przepływać prądowi tylko przez część niezacienionych celek PV. Najlepsze produkty mają nawet do trzech takich diod, co daje możliwość pracy nawet 2/3 systemu przy zacienieniu do 1/3. Zdarza się, że przy projektowaniu te rozwiązania nie są brane pod uwagę i moduły rozmieszczane są w ułożeniu pozwalającym na zacienianie fragmentu wszystkich obwodów zamiast tylko jednego. W przypadku, kiedy nie można wyeliminować przysłonięcia, można zastosować np. obwód na oddzielnym falowniku, który zostanie wyłączony z produkcji zamiast całej instalacji.

Warunki atmosferyczne
Zróżnicowane warunki atmosferyczne w dużym stopniu wpływają na produkcję energii elektrycznej ze słońca. Jeżeli klimat jest bardzo ciepły, to sprawność instalacji spada, co przejawia się mniejszą produkcją. Także spadek temperatury ma wpływ na system – może nie bezpośrednio na produkcję energii, jednak podnosi napięcie na zaciskach modułów. Ważne jest, aby uwzględnić to przy doborze falownika. W przeciwnym razie będzie on przeciążony, a w ekstremalnych przypadkach może zostać uszkodzony.

Dostosowanie do potrzeb
Ważnym elementem jest projektowanie instalacji dokładnie na potrzeby inwestora. W przypadku średnich i dużych elektrowni, projektowanych w celach zarobkowych, znaczenie mają tylko możliwości finansowe oraz przyłączeniowe. Małe przydomowe instalacje są niekiedy projektowane zgodnie z zasadą „ile się zmieści”, co jest błędem. Każda instalacja powinna być przemyślana i wykonana dokładnie według potrzeb użytkownika, w zależności od tego, czy energia ma być produkowana na własne potrzeby, czy będzie możliwość odsprzedaży nadwyżek do sieci.

Konstrukcje stosowane do budowy instalacji PV powinny posiadać potwierdzenie spełniania wymaganych standardów i norm (Źródło: www.lothianrenewables.co.uk)

Wykonanie

Także podczas samego montażu instalacji można zauważyć często powtarzające się błędy popełniane przez wykonawców. Nasilającym się zaniedbaniem jest już samo niedokładne, niechlujne wykonanie, odbiegające od standardów. Podczas montażu powinny być również bezwzględnie przestrzegane zasady bezpieczeństwa oraz przepisy BHP. Jednak prace na wysokości bez zabezpieczenia oraz bez oznaczenia terenu podczas montażu mniejszych instalacji są ciągle praktykowane. Oprócz braku dbałości i lekkomyślności wykonawców, dzieje się tak również ze względu na wprowadzane na każdym etapie oszczędności. Konsekwencją tego typu działań jest np. brak odpowiednich narzędzi do wykonania konkretnych prac. W efekcie stają się one trudniejsze do dokładnego i schludnego wykonania przez monterów. Nasila się również wykorzystywanie elementów zamiennych, bez odpowiednich testów jakościowych popartych odpowiednimi certyfikatami, takich jak: okablowanie, zabezpieczenia, konstrukcje montażowe itp.
Ze względu na rozwój branży PV na rynku polskim, powstało wiele nowych firm świadczących usługi w projektowaniu oraz montażu elektrowni. Doświadczenie tych podmiotów w wielu przypadkach nie jest zbyt bogate, a często ogranicza się do dwudniowych szkoleń, które są bardzo popularne w ostatnim czasie i na pewno przydatne, ale nie dają praktycznej wiedzy, jaką powinni posiadać inżynierowie zajmujący się tą dziedziną. Ważne jest, aby kierować się doświadczeniem wykonawców w tej branży i wybierać firmy, które będą potrafiły poradzić sobie z każdym napotkanym problemem w sposób zgodny ze standardami i wymaganiami technicznymi.

mgr inż. Piotr Dąbrowski
Autor pracuje jako Project Manager
Działu Energii Odnawialnych
firmy Wamtechnik