Was ist ein Solarregal? Grundlegendes zu den Komponenten einer Solaranlage

Ein Solarregalsystem oder eine Solarpanelhalterung wird verwendet, um eine Solaranlage auf einer beliebigen Oberfläche zu befestigen, normalerweise auf einem Dach oder direkt auf dem Boden. Dachmontagen sind in der Regel kostengünstiger, da sie die strukturelle Unterstützung des vorhandenen Daches nutzen können. Jedoch, Freiflächenanlagen sind einfacher zu erreichen und zu warten und beinhalten nicht die Sicherheitsbedenken, die mit der Arbeit auf einem Dach einhergehen.

Arten von Halterungen

Auf einem Dach bestehen die meisten Halterungen aus einem Rahmen, der an der Struktur der Dachbalken und Sparren befestigt wird. Wenn ein dachdurchdringendes System unerwünscht ist, beispielsweise auf Tonziegeldächern, Metalldächern oder einem Flachdach, auf dem sich Wasser ansammeln kann, können Regalsysteme freistehend und mit Ballast ausgestattet sein.

Bodenmontierte Regalsysteme bestehen entweder aus Metallrahmen, die an einer Betonplatte befestigt sind, oder werden auf Stangen montiert, um einen leichteren Abstand darunter zu ermöglichen, beispielsweise in Gebieten mit starkem Schneefall oder in Systemen mit doppeltem Verwendungszweck, z Agrar-PV, die die Landwirtschaft mit Sonnenkollektoren integrieren.

Die meisten Regalkomponenten sowohl bei Dach- als auch bei Freiflächenanlagen bestehen aus hochwertigem Aluminium und Edelstahl. Ein wichtiger Gesichtspunkt ist die Stärke des Regals, das in vielen Gebieten Schnee und starkem Wind standhalten muss. Ein starkes Regalsystem kann einer Schneelast von bis zu 90 Pfund pro Quadratfuß und Windgeschwindigkeiten von 300 km/h standhalten.

Dachkomponenten

Die drei Hauptkomponenten einer Dachsolaranlage sind:

• Dachaufsätze, die an der Dachkonstruktion befestigt werden

• Montageschienen, auf denen die Solarmodule montiert werden

• Klemmen, die die Montageschienen an den Dachbefestigungen und die Paneele an den Schienen befestigen.

Die Dachbefestigungen können je nach Dachart variieren. Die bei Schindeldächern am häufigsten verwendeten Dachbefestigungen werden in die tragenden Balken und Sparren des Daches gebohrt und dann mit Einfassungen und Dichtmittel abgedichtet. Bei einem gefalzten Metalldach dienen am Blech befestigte Dachklammern oder -winkel als Halterung für die Montageschienen.

Ein ballastiertes Dachsystem besteht aus einem Schienen- und Klemmrahmen mit Ausnahme der Dachbefestigungen, die durch Betonblöcke ersetzt werden, um den Rahmen festzuhalten. Einige handelsübliche Rahmen sind mit integrierten Ballastierungskomponenten ausgestattet. Aufgrund ihres Gewichts funktionieren Ballastsysteme nur auf Dächern mit geringer Neigung, und viele ältere Dächer sind möglicherweise nicht in der Lage, das zusätzliche Gewicht zu tragen.

Weitere bei Dachsystemen übliche Komponenten sind Kabelkanalhalterungen, die die Verkabelung vom Dach abheben, um sie vor Überhitzung zu schützen.

Bodenmontierte Komponenten

Bodenmontierte Systeme, die Rahmen verwenden, ähneln Dachsystemen, mit der Ausnahme, dass die Rahmen in eine Betonplatte eingelassen werden, was die zusätzlichen Schritte des Aushebens, Setzens von Fundamenten und Gießen von Zement erfordert. Viele bodenmontierte Rahmen können manuell angepasst werden, um die Sonneneinstrahlung zu maximieren.

Bei einem Mastmontagesystem wird ein Mast in einem mit Beton gefüllten Loch befestigt, das etwa halb so lang wie der Mast ist. Mastmontierte Systeme können entweder mit einem automatischen Solartracker ausgestattet sein oder manuell eingestellt werden. Bei diesen Systemen können mehrere Stangen verwendet werden, die eine größere Paneelanordnung mit geringerer Grundfläche tragen können, als wenn der Rahmen direkt in einer Betonplatte befestigt würde.

Gemeinsame Komponenten aller Regalsysteme

Solar-Regalsysteme sind mit Wechselrichtern ausgestattet, die den von Solar-Photovoltaikanlagen erzeugten Gleichstrom (DC) in Wechselstrom (AC) umwandeln, mit dem Wohn- und Gewerbegebäude betrieben werden. Diese Wechselrichter werden manchmal direkt in das Racksystem eingebaut, in den meisten Systemen werden sie jedoch mit Clips befestigt.

Die Verkabelung verläuft durch eine Solaranlage innerhalb der Montageschienen und verbindet den elektrischen Anschlusskasten, der an der Rückseite des Solarmoduls angebracht ist, mit dem Anschlusskasten des Systems.

Ösen, Bolzen, Endkappen, Endklemmen, Drahtklemmen, Halterungen und verschiedene andere Montageteile sind ebenfalls übliche Elemente jedes Regalsystems.

Die richtige Neigung finden

Bei einem Dach- oder Bodenrahmen, der nicht ideal geneigt ist, um die größtmögliche Sonneneinstrahlung zu erhalten, können Kippfüße die Paneele so einstellen, dass sie sowohl horizontal als auch vertikal im idealen Winkel zur Sonne geneigt sind.

Der Neigungswinkel ist der vertikale Winkel, während der Azimutwinkel der horizontale Winkel in Bezug auf den Äquator ist. Den Titelwinkel einzustellen ist einfach: Stellen Sie ihn auf Ihren Breitengrad ein. Etwas schwieriger ist es, den Azimutwinkel zu ermitteln.

Auf der Nordhalbkugel sollten die Panels (fast immer) nach Süden ausgerichtet sein und nicht nach dem magnetischen Süden, der je nach Erdmagnetfeld variieren kann. Sie können den wahren Süden finden, wenn Sie einen Kompass haben und die magnetische Deklination mit dem Magnetfeldrechner der NOAA berücksichtigen.

Kosten

Die Dachmontage kann 10 % der Gesamtkosten einer durchschnittlichen Dachsolaranlage ausmachen, also etwa 40 bis 80 US-Dollar pro Modul, ohne Installation. Im Gegensatz dazu kann die Rack-Hardware für ein bodenmontiertes Rahmensystem 60 bis 100 US-Dollar pro Panel kosten. Da für eine Freilandanlage jedoch zusätzliche Rohrleitungen und Beton erforderlich sind, können sich diese Kosten verdoppeln.

Ein auf einem Mast montiertes System mit Trackern ist die teuerste Option und kostet bis zu doppelt so viel wie ein auf dem Boden montiertes Rahmensystem. Die erhöhte Effizienz von Solarmodulen mithilfe eines Trackers kann jedoch dazu führen, dass sich die zusätzlichen Vorabkosten lohnen.