Cum funcționează calculatorul pentru acoperiș
Nu poți acoperi tot acoperișul cu panouri. Marginile și coama au nevoie de spațiu liber pentru vânt, acces pentru pompieri și montaj, coșurile și ferestrele de mansardă întrerup rețeaua de module, iar modulele vin doar în dimensiuni fixe. Pe terase, rândurile înclinate trebuie în plus distanțate ca să nu se umbrească între ele. Așa că, în loc să împartă metri pătrați, calculatorul așază module reale.
Acoperișuri înclinate. Dacă ai măsurat adâncimea acoperișului pe un plan sau de la sol, calculatorul o transformă în lungimea reală pe pantă (adâncimea în plan ÷ cos înclinare; un acoperiș de 35° e cu 22% mai adânc pe pantă decât în plan). Scade distanțele față de streașină, coamă și laterale și așază modulele, cu spațiile pentru cleme, în trei feluri: toate pe verticală, toate pe orizontală și în rânduri mixte, unde după rândurile pe verticală urmează un rând pe orizontală în fâșia rămasă. Câștigă așezarea cu cele mai multe module. Varianta în două ape repetă așezarea pe apa opusă, cu producția ei proprie.
Terase. Modulele stau în rânduri înclinate. Rândurile orientate spre ecuator sunt distanțate astfel încât rândul din spate să rămână neumbrit la amiaza solară în cea mai scurtă zi a anului, la latitudinea ta. Așezarea est–vest pune rândurile spate în spate, în perechi, cu o cale de acces pentru mentenanță între perechi. Se testează atât montarea pe verticală, cât și pe orizontală, și se păstrează cea mai densă.
Obstacolele se scad la de 1,5 ori suprafața lor, pentru că fiecare întrerupe rânduri și coloane. Puterea sistemului înmulțită cu producția ta specifică dă energia anuală, iar greutatea modulelor și a structurii dă încărcarea suplimentară a acoperișului.
Geometria
m este latura modulului care urcă pe înclinare, β înclinarea rândului, iar α înălțimea soarelui la amiază la solstițiul de iarnă.
Exemplu de calcul: un acoperiș spre sud de 10 m × 5 m, înclinat la 35°
Acoperișul implicit are 10 m lungime la streașină și 5 m adâncime în plan, cu o înclinare de 35°. Pe pantă are 6,1 m adâncime, deci o suprafață de 61 m². Scazi 0,3 m la streașină, 0,4 m la coamă și câte 0,4 m la fiecare fronton și rămâne un dreptunghi de 9,2 × 5,4 m.
Cu module de 430 W de 1,722 × 1,134 m și spații de 20 mm pentru cleme, pe verticală încap 3 rânduri a câte 7 = 21 de module, iar pe orizontală 4 rânduri a câte 5 = 20. Așezarea mixtă nu mai reușește să strecoare încă un rând. Coșul de 1 m² costă un modul, așa că rămân 20 de panouri = 8,6 kWp. La 1.200 kWh/kWp, asta înseamnă circa 10.300 kWh pe an. Modulele acoperă 64% din suprafața acoperișului și adaugă circa 14 kg/m².
Comparația dintre panouri aduce o lecție mai puțin evidentă. Modulele de 450 W, într-un format puțin mai mare, ocupă aceleași 20 de poziții pentru 9,0 kWp, în timp ce formatele mari de 550–700 W se potrivesc prost pe acest acoperiș mic și dau mai puțină putere totală.
Cum citești rezultatele
- Panourile care încap și așezarea (rânduri × coloane, pe verticală sau pe orizontală) sunt ce ar desena un instalator.
- Suprafața utilă după distanțele de siguranță arată cât din acoperiș iau regulile, adesea 20–30% la acoperișurile mici.
- Densitatea de putere (Wp pe m² de acoperiș) te ajută să compari acoperișuri și așezări. Acoperișurile înclinate ajung de obicei la 120–160 Wp/m², rândurile spre sud de pe terase la 80–110 Wp/m², iar așezările est–vest pe terase la 120–150 Wp/m².
- Încărcarea suplimentară a acoperișului este o primă cifră pe care o duci la verificarea structurii.
Valori tipice
| Acoperiș | Parte utilă tipică | Module (430 W) la 10 m² de acoperiș | Wp pe m² de acoperiș |
|---|---|---|---|
| Acoperiș înclinat simplu, puține obstacole | 70–85% | 3,5–4,5 | 140–180 |
| Acoperiș înclinat cu lucarne/ferestre de mansardă | 50–70% | 2,5–3,5 | 100–140 |
| Terasă, rânduri spre sud la 15° (lat. 45–50°) | 40–50% acoperire cu module | 2–2,5 | 85–110 |
| Terasă, est–vest la 10° | 55–70% acoperire cu module | 3–3,5 | 120–150 |
Sfaturi ca să încapă mai multe panouri
- Încearcă ambele orientări și rândurile mixte. Un rând în plus de module pe orizontală într-o fâșie rămasă liberă e un câștig frecvent.
- Uită-te la formatul modulului, nu doar la putere. Pe acoperișurile mici sau cu forme incomode, modulele compacte cu 108 celule dau adesea mai mulți kWp decât formatele mari cu 144 de celule sau de 210 mm.
- Alege est–vest pe terase când suprafața e limita. Rândurile spre sud au mai mult sens când contează mai mult producția pe modul.
- Află regulile pentru distanțele de siguranță. Cerințele privind accesul pompierilor și zonele de vânt diferă mult, iar în unele jurisdicții din SUA iau o treime dintr-un acoperiș mic.
- Apoi dimensionează restul sistemului. Verifică numărul de panouri față de consum cu câte panouri fotovoltaice îți trebuie, simulează producția cu calculatorul pentru panouri fotovoltaice și proiectează stringurile cu calculatorul pentru dimensionarea stringurilor.
Limitări
Fiecare acoperiș e tratat ca un dreptunghi. Împarte acoperișurile în patru ape, doliile, lucarnele și formele neregulate în secțiuni dreptunghiulare și introdu-le pe rând. Obstacolele sunt tratate statistic, nu după poziție. Calculatorul nu modelează umbrirea de la coșuri, copaci sau clădiri vecine și nici rândurile parțiale decalate în jurul obstacolelor. Distanțarea pe terase folosește regula amiezii solare, iar la latitudini mari proiectanții acceptă adesea puțină umbrire iarna ca să încapă mai multe module. Încărcările pe acoperiș sunt orientative: cere evaluarea structurii la zăpadă și vânt înainte de montaj.
Metodă și ipoteze
Acoperișuri înclinate: adâncimea pe pantă = adâncimea în plan ÷ cos(înclinare). Dreptunghiul util are lungimea − 2 × distanța laterală, pe adâncimea pe pantă − distanța de la streașină − distanța de la coamă. Modulele (plus spațiile pentru cleme) se așază în rânduri pe verticală, pe orizontală și mixt (rânduri pe verticală, apoi pe orizontală în fâșia rămasă); se păstrează varianta cu cele mai multe panouri.
Terase: rândurile orientate spre ecuator, înclinate la β, au nevoie de un pas între rânduri d = m·cos β + m·sin β ÷ tan α, unde m este latura modulului pe pantă, iar α înălțimea soarelui la amiază la solstițiul de iarnă (90° − latitudine − 23,44°). Rândurile est–vest stau spate în spate, în perechi separate de o cale de acces pentru mentenanță. Obstacolele elimină ⌈1,5 × suprafață ÷ suprafața modulului⌉ module. kWh = kWp × producția specifică.
Întrebări frecvente
Câte panouri fotovoltaice încap pe acoperișul meu?
Ce suprafață de acoperiș îmi trebuie pentru un sistem fotovoltaic de 6 kW?
E mai bine să montezi panourile pe verticală sau pe orizontală?
La ce distanță se pun rândurile de panouri pe o terasă?
Merită panourile est–vest pe o terasă?
Rezistă acoperișul meu la panouri fotovoltaice?
Surse și referințe
- International Fire Code (IFC 2021) Section 1205: Solar photovoltaic power systems (roof access and pathways)
- NREL: Rooftop Solar Photovoltaic Technical Potential in the United States (roof suitability and packing assumptions), NREL/TP-6A20-65298
- Eurocode 1 (EN 1991-1-3/-1-4): acțiunea zăpezii și a vântului asupra acoperișurilor
- European Commission JRC: PVGIS (producția pe kWp pentru orice orientare)
Integrează acest calculator
Gratuit pentru bloguri, instalatori, școli și ONG-uri. Copiază codul de mai jos; se actualizează singur.