Solarmodule sind in den letzten Jahren immer größer geworden. Für einen Hersteller von Montagesystemen geht es bei dieser Änderung um mehr als die Montage eines größeren Panels auf einer vorhandenen Schiene.
Eine Änderung der Modulgröße kann sich auf die Schienenposition, die Klemmenposition, den Stützabstand, die strukturellen Belastungen, die Modulanordnung und die Installationsmethode auswirken. In einigen Projekten kann eine Montagestruktur, die mit einem älteren Modul gut funktioniert hat, nicht einfach mit einem Modul im größeren -Format wiederverwendet werden.
Aus diesem Grund überprüfen wir die tatsächlichen Modulabmessungen, bevor wir den Entwurf einer Solarmontagestruktur finalisieren.
Modullänge und -breite bestimmen den Grundaufbau
Als erstes muss die tatsächliche Modullänge und -breite überprüft werden.
Bei einem größeren Modul ändert sich der Abstand zwischen den Montagepunkten und die erforderliche Schienenlänge zur Unterstützung der einzelnen Paneele. Wird das Modul länger, kann sich je nach Schienenabschnitt und statischer Berechnung auch der Abstand zwischen den Stützen ändern.
Auch die Breite spielt eine Rolle, denn sie beeinflusst den Abstand zwischen benachbarten Modulen, die Gesamtreihenlänge und die Position der Montageschienen.
Aus diesem Grund sollte eine Solarmodul-Montagestruktur anhand der tatsächlichen Modulabmessungen und nicht anhand einer allgemeinen Beschreibung wie „Hochleistungs-Solarmodul“ entworfen werden.
Zwei Module mit ähnlicher Leistung können unterschiedliche Abmessungen haben und erfordern daher unterschiedliche Montageanordnungen.
Größere Module bedeuten nicht automatisch stärkere Schienen
Es ist verlockend anzunehmen, dass ein größeres Modul einfach eine schwerere Schiene erfordert.
Das ist nicht unbedingt der Fall.
Der bauliche Bedarf hängt von mehreren Faktoren ab, darunter:
- Modulabmessungen
- Modulgewicht
- Schienenabschnitt und Material
- Stützabstand
- Windlast
- Schneelast
- Montageausrichtung
- Dach- oder Bodenbedingungen
Beispielsweise kann ein längeres Modul den Abstand zwischen den Strukturstützen vergrößern. Wenn der Stützabstand vergrößert wird, ohne die Durchbiegung der Schiene zu überprüfen, kann es zu einer höheren Biegebeanspruchung der Schiene kommen.
Daher sollte bei der Gestaltung einer Solarmontagestruktur die Beziehung zwischen Modulgröße und Schienenspannweite berücksichtigt werden, anstatt sie als separate Spezifikationen zu behandeln.
Die Modulgröße bestimmt die Klemmposition
Hersteller von Solarmodulen geben in der Regel zugelassene Klemmbereiche vor.
Diese Zonen sind wichtig, da der Modulrahmen darauf ausgelegt ist, Lasten über bestimmte Bereiche zu übertragen.
Wenn sich die Modulabmessungen ändern, kann sich auch die Position dieser Zonen ändern.
Die Montageschiene und Klemmen müssen daher entsprechend dem aktuellen Moduldatenblatt positioniert werden.
Für ein Solarpanel-Montagesystem ist die praktische Reihenfolge:
Modulabmessungen → zugelassene Klemmzonen → Schienenposition → Stützposition
Wenn ein Installateur einfach ein größeres Modul auf ein bestehendes Schienensystem setzt, ohne diese Abmessungen zu überprüfen, kann es sein, dass die Klemmen nicht mehr in den vom Hersteller empfohlenen Bereichen sitzen.
Dies ist einer der Gründe, warum wir Käufer um das Datenblatt des Moduls bitten, bevor wir eine detaillierte Montagelösung vorbereiten.
Das Modulgewicht beeinflusst die strukturelle Belastung
Ein größeres Modul ist nicht immer proportional schwerer, dennoch muss das Modulgewicht bei der Montageberechnung berücksichtigt werden.
Das Montagesystem trägt die kombinierte Eigenlast der Module und der Strukturbauteile.
Bei einem Solarmontagesystem auf dem Dach muss diese Last schließlich in die Dachkonstruktion übertragen werden.
Bei einem bodenmontierten System-wird die Last über die Pfosten und Fundamente in den Boden übertragen.
Das Modulgewicht selbst ist in der Regel nicht der schwierigste Lastfall. Windsog und Schneelast können je nach Projektstandort deutlich stärker ins Gewicht fallen.
Das Modulgewicht bleibt jedoch Teil der gesamten Dachlast- oder Bodenstrukturberechnung des Solarmontagesystems.
Größere Module können den Stützabstand verändern
Der Stützabstand ist einer der Bereiche, in denen sich die Modulgröße direkt auf die Montagestruktur auswirken kann.
Für ein längeres Modul ist je nach Installationskonfiguration und Auslegungslast möglicherweise eine andere Schienenanordnung oder zusätzliche Unterstützung erforderlich.
Das Ziel besteht nicht darin, möglichst viele Stützen zu platzieren. Zu wenige Stützen können die Durchbiegung der Schiene und die Verbindungslasten erhöhen, während zu viele Stützen den Materialverbrauch und den Installationsaufwand erhöhen.
Die richtige Anordnung hängt vom Schienenprofil, den Modulabmessungen, den Klemmanforderungen, den Wind- und Schneelasten sowie der Tragkonstruktion ab.
Aus diesem Grund gibt es keine allgemeingültige Antwort wie „alle X Meter eine Halterung“, die auf jedes Solarmontageprojekt angewendet werden kann.
Größere Module können die Anzahl der Module verringern, aber die strukturellen Herausforderungen erhöhen
Hochleistungsmodule ermöglichen es einem Projekt, eine bestimmte Gleichstromkapazität mit weniger Panels zu erreichen.
Dadurch kann die Gesamtzahl der Module, Klemmen und einige Installationsvorgänge reduziert werden.
Doch weniger Module bedeuten nicht automatisch ein einfacheres Montagesystem.
Ein großformatiges Modul erfordert möglicherweise längere Schienen, andere Stützpositionen, mehr Aufmerksamkeit bei der Handhabung und eine sorgfältigere Installation um Dachhindernisse herum.
Auf einem Industriedach beispielsweise können die physikalischen Abmessungen der Module darüber entscheiden, ob die geplante Anordnung zwischen Oberlichtern, Lüftungsgeräten, Dachkanten und Wartungsdurchgängen passt.
Das Montagesystem muss daher Modulgröße und nutzbare Installationsfläche gemeinsam berücksichtigen.
Die Modulgröße beeinflusst die Installation im Hoch- und Querformat
Großformatige Module können sich bei der Installation im Hochformat anders verhalten als im Querformat.
Durch die Änderung der Ausrichtung ändert sich die Position des Modulrahmens relativ zu den Schienen und damit auch die Anordnung der Stützen.
Es kann sich auch auf die Anzahl der Module, die in eine Reihe passen, und die erforderliche Gesamtschienenlänge auswirken.
Bei einem kommerziellen Solarmontagesystem auf dem Dach kann dies einen erheblichen Unterschied machen, wenn das Dach eine begrenzte Breite oder mehrere Hindernisse aufweist.
Bei bodenmontierten PV-Anlagen können die Modulabmessungen auch die Reihenkonfiguration und den Abstand zwischen den Strukturstützen beeinflussen.
Daher hängt die Modulgröße eng mit der Montageausrichtung zusammen, selbst wenn das Projekt dieselben Solarmontagekomponenten verwendet.
Die Windlast wird wichtiger, wenn sich die Array-Geometrie ändert
Die physikalische Größe des Moduls trägt zur Geometrie der Solaranlage bei.
Die Auswirkungen des Windes hängen von weit mehr als nur der Modulgröße ab, einschließlich der Modulneigung, der Array-Höhe, der Dachposition, der Gebäudehöhe, dem Randabstand und den örtlichen Windbedingungen.
Ein größeres Modul kann die Abmessungen des Arrays und die von einzelnen Schienen, Klammern und Stützen getragenen Lasten verändern.
Daher sollte die Windlast des Solarmontagesystems anhand der tatsächlichen Modulabmessungen und der endgültigen Array-Konfiguration bewertet werden.
Dies ist besonders wichtig für Dach- und Bodenprojekte in Gebieten mit hohen Windgeschwindigkeiten.
Die Schneelast muss auch anhand der Modulkonfiguration überprüft werden
Die Schneelast ist ein weiterer projektspezifischer-Faktor.
Ein größeres Modul verändert die physische Oberfläche, die dem Schnee ausgesetzt ist, während sein Rahmen und seine Stützanordnung bestimmen, wie die Last auf die Montagestruktur übertragen wird.
Daher ist das Montagesystem auf die für den Projektstandort vorgesehene Auslegungsschneelast zu prüfen.
Für die Berechnung der Schneelast eines Solarmontagesystems sind die Modulabmessungen ein Input, aber nicht der einzige Input. Auch Neigungswinkel, Stützabstand, Schieneneigenschaften und die gesamte Strukturkonfiguration spielen eine Rolle.
Aus diesem Grund ist es keine geeignete Lösung, einfach die Schienengröße zu vergrößern, ohne die gesamte Struktur zu überprüfen.
Größere Module können die Installationseffizienz beeinträchtigen
Die Modulgröße hat auch einen praktischen Effekt, der in Strukturzeichnungen nicht immer auftaucht: die Installationshandhabung.
Ein größeres Panel erfordert möglicherweise eine sorgfältigere Handhabung beim Transport und bei der Installation. Auf einem Dach können Zugangswege, Hebezeuge, Dachkanten und Arbeitsräume immer wichtiger werden.
Dies kann Einfluss auf das bevorzugte Panel-Layout und die Montagereihenfolge haben.
Bei großen Gewerbe- und Industrieprojekten sollte das Montagesystem daher nicht nur den baulichen Anforderungen genügen, sondern auch dem Montageteam ein effizientes Arbeiten ermöglichen.
Ein technisch korrekter Aufbau kann dennoch zu Problemen führen, wenn sich die Module nur schwer in Position bringen lassen.
Was sollten Käufer an den Montagehersteller senden?
Wenn Sie ein Angebot für ein Montagesystem für ein neues Modul anfordern, stellen Sie nach Möglichkeit das vollständige Moduldatenblatt bereit.
Der Hersteller benötigt normalerweise:
Modullänge und -breite
Modulgewicht
Moduldicke
Rahmenhöhe
Zugelassene Klemmzonen
Maße der Befestigungslöcher, falls zutreffend
Anforderungen im Hoch-/Querformat
Projektstandort
Dach- oder Bodenbedingungen
Wind- und Schneelasten
Verfügbarer Installationsbereich
Mit diesen Informationen kann der Hersteller des Solarmontagesystems prüfen, ob die vorhandene Schienen-, Klemmen-, Stütz- und Verbindungsanordnung geeignet ist oder ob die Konstruktion neu gestaltet werden muss.
Die Modulgröße ist eine strukturelle Eingabe, nicht nur eine Dimension
Wenn sich die Modulabmessungen ändern, sollte die Montagestruktur vom Verbindungspunkt aufwärts überprüft werden.
Die Kernfragen lauten nicht einfach:
„Kann diese Schiene das neue Panel halten?“
Sie sind:
Wo sollen die Klammern angebracht werden?
Wo sollen die Schienen verlaufen?
Wie weit sollten die Stützen voneinander entfernt sein?
Welche Lasten trägt jede Verbindung?
Passt das neue Modul zum tatsächlichen Dach- oder Bodengrundriss?
Dies ist die praktische Beziehung zwischen der Modulgröße und dem Design der Solarmontagestruktur.
Bei gewerblichen, industriellen, Dach-, Carport- und bodenmontierten PV-Projekten besteht der sicherste Ansatz darin, den Montageentwurf erst dann fertigzustellen, wenn das tatsächliche Moduldatenblatt und die Projektbedingungen bekannt sind. Dadurch können die Schienen, Klammern, Stützen und strukturellen Verbindungen für das tatsächlich zu installierende Modul ausgelegt werden-und nicht für eine angenommene Panelgröße.
