Słońce, śnieg i cień: jak zmierzyć własną działkę
Warunki, w których będzie pracować instalacja, są znane, zanim ktokolwiek ją zaprojektuje. Trzeba je tylko spisać. Ta strona pokazuje, jak zrobić to samodzielnie w kilku spokojnych krokach i co z każdego kroku wynika dla późniejszego projektu.
Krok pierwszy: nasłonecznienie dla tego konkretnego punktu
Nasłonecznienie różni się w Polsce mniej, niż sugerują rozmowy o „słonecznym południu" i „ciemnej północy", ale różni się na tyle, żeby liczyć je dla własnego adresu, a nie dla kraju. Służy do tego publiczny kalkulator PVGIS, prowadzony przez Wspólne Centrum Badawcze Komisji Europejskiej. Wskazujesz punkt na mapie, podajesz kąt nachylenia połaci i jej odchylenie od południa, a narzędzie pokazuje spodziewany rozkład w poszczególnych miesiącach.
Trzy rzeczy warto z tego wyciągnąć. Po pierwsze rozkład miesięczny, bo to on tłumaczy późniejsze zimowe rozczarowanie. Po drugie porównanie wariantów: ta sama moc na dachu południowym i na dachu wschodnio-zachodnim daje inny przebieg dnia, a nie tylko inną sumę. Po trzecie punkt odniesienia na przyszłość — mając rozkład miesięczny, można po latach sprawdzić, czy instalacja zachowuje się tak, jak powinna.
Kalkulator pozwala też wprowadzić linię horyzontu, czyli to, co zasłania niebo dookoła. Na działce otoczonej lasem jest to najważniejsza część obliczenia, a jednocześnie ta, którą najczęściej się pomija.
Krok drugi: rok, który tu jest bardzo nierówny
Na tej szerokości geograficznej czerwcowy dzień trwa bardzo długo, a grudniowy bardzo krótko, i słońce zimą wznosi się nisko. Skutek jest taki, że produkcja w miesiącach letnich i zimowych to dwa różne światy, a nie dwa punkty tej samej krzywej.
Ma to konsekwencje praktyczne. Instalacja nie „pokrywa zapotrzebowania" równomiernie przez rok, tylko produkuje najwięcej wtedy, gdy dom zużywa najmniej. Ogrzewanie elektryczne albo pompa ciepła pracują odwrotnie: najwięcej biorą w miesiącach o najniższej produkcji. Dlatego dobór mocy prowadzony wyłącznie przez roczne zużycie bywa mylący, a rozmowa o tym, ile energii uda się zużyć na miejscu w chwili produkcji, jest ważniejsza niż licytacja na kilowaty.
Krok trzeci: śnieg z dwóch stron
Śnieg dotyka instalacji na dwa niezależne sposoby i warto je rozdzielić.
Pierwszy to przerwa w produkcji. Warstwa śniegu na szkle odcina światło niemal całkowicie. W regionie, gdzie pokrywa utrzymuje się długo, oznacza to okresy, w których instalacja praktycznie stoi. To normalne i wliczone w rachubę roku — nie jest powodem do interwencji ani do wchodzenia na dach.
Drugi to obciążenie konstrukcji. Śnieg waży, a moduły i ich konstrukcja wsporcza muszą przenieść to obciążenie razem z dachem. Wartość, jaką należy przyjąć, wynika z normy i zależy od lokalizacji; północno-wschodnia część kraju bywa pod tym względem wymagająca. Nie jest to jednak liczba do wybrania przez właściciela — to element projektu, o który po prostu warto zapytać i poprosić o zapis w dokumentacji.
Kąt nachylenia a schodzenie śniegu
Im bardziej stroma połać, tym chętniej śnieg z niej schodzi, i tym krótsza przerwa w produkcji. Płaskie dachy i konstrukcje naziemne o małym kącie zatrzymują śnieg dłużej. Z drugiej strony stromy dach oznacza, że pokrywa potrafi zejść całym płatem, więc miejsce, w które spadnie, przestaje być obojętne: chodnik, wejście, taras, samochód, przyłącze gazowe, altana. Rozmowę o tym warto odbyć przed montażem, a nie po pierwszej zimie.
Krok czwarty: cień, czyli jedyny czynnik, który sam się zmienia
Cień na module nie działa jak przysłona — nie zabiera dokładnie tyle mocy, ile zajmuje powierzchni. Moduły w łańcuchu pracują szeregowo, więc zacienienie fragmentu potrafi wpłynąć na pracę całego łańcucha, a układy obejściowe w module tylko łagodzą skutek. Dlatego cień, który wygląda niewinnie, w danych bywa dobrze widoczny.
Cień ma trzy wymiary czasowe. W ciągu dnia wędruje — inne drzewo przeszkadza rano, inne po południu. W ciągu roku zmienia długość: zimą, gdy słońce stoi nisko, cień bywa kilkakrotnie dłuższy od wysokości obiektu, który go rzuca. A w perspektywie lat po prostu rośnie, bo drzewa nie stoją w miejscu.
Jak zmierzyć cień bez przyrządów
Wybierz miejsce, w którym mają stanąć moduły — na dachu wystarczy okno, wyłaz albo krawędź połaci widziana z drabiny ustawionej bezpiecznie na gruncie. Zrób z tego samego punktu zdjęcia panoramiczne: rano, w południe i po południu. Powtórz to w innej porze roku, najlepiej blisko przesilenia zimowego, kiedy cienie są najdłuższe.
Na planie działki zaznacz drzewa i budynki po stronie południowej, wschodniej i zachodniej, dopisując przy każdym przybliżoną wysokość i odległość od domu. Zaznacz też te po stronie północnej, jeżeli stoją blisko — na dachu wschodnio-zachodnim potrafią mieć znaczenie wcześnie rano i późno wieczorem latem.
Tak przygotowany zestaw materiałów jest wart więcej niż godzina rozmowy o zacienieniu, bo pokazuje sytuację zamiast ją opisywać. Co dalej zrobić z drzewami, które przeszkadzają albo dopiero będą przeszkadzać, opisuje wpis /blog/drzewa-i-cien-na-dzialce/.
Krok piąty: dach i to, co pod nim
Rodzaj pokrycia decyduje o sposobie mocowania i o tym, jak trudno będzie później zachować szczelność. Wiek pokrycia decyduje o tym, czy montaż nie zablokuje remontu na kolejne lata. Kształt połaci decyduje o tym, ile modułów w ogóle się zmieści po odjęciu odstępów, kominów i okien.
Osobna sprawa to poddasze i konstrukcja. Nośność ocenia osoba z uprawnieniami, nie sprzedawca i nie właściciel. Warto też z góry ustalić, którędy przejdą przewody, gdzie stanie falownik i jak będzie wentylowane to miejsce, bo urządzenie wydziela ciepło i nie lubi ciasnych, nagrzanych zakamarków.
Wariant naziemny i budynki gospodarcze
Na wielu działkach w regionie miejsca nie brakuje, a dach domu jest zacieniony albo źle zwrócony. Wtedy w grę wchodzi konstrukcja naziemna albo dach budynku gospodarczego. Zyskuje się swobodę ustawienia i łatwiejszy dostęp, ale pojawiają się nowe pytania: odległość od granicy działki, odległość od ściany lasu, sposób posadowienia w gruncie, długość trasy kablowej do budynku i to, czy teren nie jest objęty ochroną krajobrazową albo zapisami miejscowego planu.
Wymagania formalne dla instalacji wolno stojących różnią się od tych dla instalacji na budynku i zależą między innymi od wysokości i mocy. Zamiast zgadywać, warto zapytać wprost w urzędzie gminy i w starostwie o konkretną działkę.