Sončne elektrarne so postale priljubljena rešitev za trajnostno pridobivanje električne energije. So okolju prijazne, pomagajo zmanjšati emisije toplogrednih plinov in prispevajo k večji energetski neodvisnosti, saj zmanjšujejo odvisnost od fosilnih goriv. Za postavitev sončne elektrarne na strehah gospodinjstev je potrebna zgolj pridobitev soglasja za priključitev na omrežje, pri čemer je velikost elektrarne omejena z največjo dovoljeno priključno močjo. Seveda pa je treba elektrarno pravilno dimenzionirati glede na dejansko porabo gospodinjstva ali poslovnega objekta.
Sončne elektrarne omogočajo samooskrbo in prispevajo k nižjim stroškom za elektriko. Po začetni naložbi so nizki tudi stroški vzdrževanja in delovanja, zaradi česar so dolgoročno zelo ekonomske. Kljub številnim prednostim pa imajo sončne elektrarne tudi svoje omejitve. V zimskih mesecih, ko se porabi več energije zaradi ogrevanja, je proizvodnja energije nižja, prav tako pa ni mogoča proizvodnja energije v slabem vremenu ali ponoči.
Poleg tega lahko nepravilna namestitev sončnih modulov vodi v zmanjšano učinkovitost ali celo nevarnosti. Pomembno je, da so moduli nameščeni na južni strani, da niso senčeni zaradi dreves ali drugih objektov in da imajo ustrezen naklon. Prav tako je ključnega pomena kakovost komponent, kot so kabli, razsmerniki in drugi električni deli, da preprečimo morebitne okvare ali nevarnost požara.
Tehnične in varnostne nevarnosti
Tehnične nevarnosti lahko pri sončnih elektrarnah delimo na požarno tveganje, statično obremenitev strehe, električne nevarnosti in vpliv vremena.
Požarno tveganje
Pri montaži sončne elektrarne je najbolj pomembno, da je elektrarna varna, predvsem pred požarom, zato morajo projektanti upoštevati Smernice o požarni varnosti za sončne elektrarne SZPV-512. Vir vžiga pri sončnih elektrarnah je lahko električni oblok, ki nastane kot posledica okvare na enosmerni napetosti.
To se zgodi zaradi več dejavnikov, najpogostejši so:
- Slabo projektiranje, saj niso urejeni ustrezni odmiki in razmiki modulov ter se ne upošteva obstoječ koncept.
- Neprimerna izbira komponent sončne elektrarne, saj lahko pride do oblokov na strani enosmernega toka. Ti so posledica dotrajanega materiala.
- Nepravilna izvedba sončne elektrarne, kot so poškodbe izolacije, ostri robovi,…
- Slabo vzdrževanje elektrarne, saj lahko pride do pregrevanja ali drugih poškodb
- Neznanje lastnikov elektrarn, ki niso dovolj dobro poučeni glede ukrepanja v primeru napak na elektrarni. Aplikacija, kjer se spremlja delovanje sončne elektrarne namreč opozori vsakič, ko pride do odstopanja od normalnega stanja, pri čemer je potrebno ukrepati in poklicati strokovnjake.
Pomembo se je torej držati smernic, najpomembnejša pa je strokovna montaža elektrarne.
Statična obremenitev strehe
Nameščeni moduli na streho predstavljajo dodatno težo oz. obremenitev strehe. Pri načrtovanju sončnih elektrarn je pomembno upoštevati, kako bo ta obremenitev vplivala na strešno konstrukcijo, še posebej pri starejših objektih, katerih konstrukcija morda ni bila zasnovana za dodatno težo.
Vsak posamezen modul ima svojo maso (med 15 do 25 kg na modul, odvisno od vrste modula in materialov). Z njihovo namestitvijo se poveča skupna teža na določenem delu strehe, kar lahko privede do različnih težav, če streha ni zasnovana za dodatne obremenitve. Poleg teže modulov je potrebno upoštevati tudi težo montažnih struktur (nosilci, okvirji, nosilci za povezovanje), ki skupaj z drugimi komponentami (npr. kabli in zaščitnimi napravami) povečajo skupno obremenitev strehe.
Streha praviloma lahko prenese dodatno obremenitev sončne elektrarne – ta znaša okrog 20 kg na kvadratni meter. Le v redkih primerih je potrebna statična presoja. Prav tako naj kritina, na katero se montira sončno elektrarno, ne bi bila starejša od 25 let.
Preverjanje statične nosilnosti strehe je načeloma potrebno pri večjih sončnih elektrarnah, ki se nameščajo na poslovne stavbe. Za sončne elektrarne nameščene na strehah gospodinjstev to ni potrebno.
S statično presojo se dokaže, da zaradi dodatne obremenitve ne bosta ogroženi mehanska odpornost in stabilnost objekta. To mora biti urejeno v skladu z aktualnimi predpisi (standardi Evrokod, Gradbeni zakon, Uredba o manjših napravah za proizvodnjo električne energije iz obnovljivih virov energije ali s soproizvodnjo z visokim izkoristkom).
Vpliv vremena
Vreme lahko predstavlja pomembno tveganje za delovanje sončnih elektrarn, še posebej, če gre za ekstremne vremenske razmere, kot so močan veter, sneg ali toča. Ta tveganja lahko povzročijo poškodbe sončnih modulov, strehe, nosilnih konstrukcij in drugih komponent sistema.
Tukaj je podrobnejši opis tveganj, povezanih z različnimi vremenskimi pojavi:
Močan veter
Močan veter lahko poškoduje sončne module ali celotno montažno konstrukcijo sončne elektrarne, vendar to v zelo ekstremnih primerih. Če moduli niso pravilno pritrjeni ali če so materiali, ki držijo module, šibki, lahko močan veter module odtrga z montažne podlage.
Prav tako se lahko nosilna podkonstrukcija začne premikati ali celo zlomi. Če so moduli podvržene stresu ali premikanju, vpliva to na njihovo učinkovitost in dolgoročno življenjsko dobo.
Sneg
Sneg na sončne elektrarne vpliva predvsem zaradi teže snežne plasti, ki se nabira na modulih in strehi. Problem kopičenja snega na modulih nastane pri premalem naklonu modulov. Sneg lahko pokrije module, kar zmanjšuje količino svetlobe, ki doseže module. S tem se zmanjša učinkovitost sistema. Tudi nizke temperature lahko povzročijo poškodbe kablov in električnih komponent, če pride do kondenzacije in zamrznitve vode znotraj teh komponent.
Toča
Toča je eden izmed najbolj uničujočih vremenskih pojavov za sončne module. Toča lahko zlahka poškoduje stekleno površino modulov, kar vodi do razpok ali celotnega uničenja modula. Že manjše poškodbe na posameznih delih modula lahko vplivajo na njegovo delovanje. Če se poškoduje le del modula, bo njegova učinkovitost občutno padla, saj je celoten sistem odvisen od celotne površine za pretvorbo sončne energije, kar pomeni, da je potrebno modul zamenjati.
Električne nevarnosti
Pri sončnih elektrarnah se lahko pojavi tveganje za električne nevarnosti, kamor spadajo nepravilno povezani kabli in slabo vzdrževani sistemi, ki so posledica neustrezne montaže ali neupoštevanja varnostnih standardov. Tako lahko pride do tveganja za požar, električni šok ali okvare sistema. Glavne električne nevarnosti tako predstavljajo:
Nepravilno povezani kabli
Nepravilno povezani ali poškodovani kabli predstavljajo eno izmed glavnih električnih nevarnosti v sončnih elektrarnah. Vzrok so lahko slabe ali neustrezne povezave med samimi kabli na priključkih, kar lahko povzroči večjo odpornost v električnem toku in vodi do pregrevanja žic. Nastane lahko kratek stik. Zato je pomembno, da so uporabljeni kabli v skladu s standardi.
Kratek stik in preobremenitev sistema
Kratek stik nastane, ko pride do nehotenega stika dveh električnih vodnikov, kar povzroči nenaden in močan tok. To lahko vodi do pregrevanja kablov, požara, poškodbe sistemskih komponent ali električnega udara.
Zgodi se lahko tudi preobremenitev sistema npr. če so kabli premajhni glede za zahtevane tokove ali če pride do napake v napravi npr. razsmerniku.
Prekomerna vlag in kondenzacija
Kondenzacija in vlaga lahko povzročita nastanek kratkih stikov v električnih sistemih. Ko so kabli ali električni sistemi izpostavljeni vlagi, lahko v notranjosti naprave npr. razsmernika kondenzira voda, kar povečuje tveganje za kratke stike in okvare. Enak efekt ima slabo tesnjenje komponent.
Vpliv na strešno konstrukcijo in izolacijo
Napačna namestitev sončnih modulov lahko privede do nevšečnosti kot so puščanje vode in poškodbe strehe. Pri montaži solarnih modulov se pogosto vrtajo luknje v strešno kritino, da se pritrdijo nosilci. Če luknje niso pravilno zaprte ali je tesnjenje slabo izvedeno, lahko voda prodre v notranjost konstrukcije in povzroči poškodbe strehe.
Problem tudi nastane, če so moduli nameščeni brez upoštevanja naklona strehe, lahko to vodi do neravnih površin, kjer se voda ne odteka pravilno, temveč se zbira in povzroči korozijo ali puščanje. Napačno nameščeni nosilci lahko omejijo naravno prezračevanje strehe, kar vodi v povečano vlažnost v konstrukciji. To poškoduje tako strešno kritino kot tudi notranje dele objekta (npr. izolacijo, zidove).
Nepravilno nameščeni ali pretežki sistemi za montažo lahko obremenijo strešno konstrukcijo, kar lahko privede do poškodb kritine ali celo do deformacij nosilne strukture strehe, kar povečuje tveganje za puščanje.
Pred namestitvijo sončne elektrarne je potrebno streho ustrezno pripraviti oz. pregledati. Ključno je, da se streha temeljito pregleda za ugotovitev morebitnih poškodb, obrabe ali slabega stanja nosilne podkonstrukcije. Če streha potrebuje obnovo, je priporočljivo, da se ta izvede pred montažo solarnih modulov, saj bi kasnejši posegi lahko ovirali namestitev in poškodovali elektrarno. Pred montažo je potrebno preveriti nosilnost strehe. Pred namestitvijo modulov je potrebno tudi zagotoviti, da je izolacija strehe v dobrem stanju.
Ustrezna priprava strehe in pravilna montaža solarnih modulov prispevata k podaljšanju življenjske dobe strehe in same elektrarne, saj zmanjšujeta tveganje za poškodbe in potrebo po dragih popravilih. Pravilna montaža in priprava strehe tako preprečujeta morebitne poškodbe, ki bi lahko nastale zaradi nepravilne montaže, kot so puščanja, poškodbe konstrukcije in dolgoročni problemi z vlago.
Regulativa in dovoljenja
Za postavitev sončne elektrarne je najbolj pomemben dokument pridobljeno soglasje za priključitev sončne elektrarne. To je obvezen dokument za postavitev elektrarne (razen za balkonske sončne elektrarne, ki so lahko do moči 600W). Za prostostoječe sončne elektrarne je potrebno tudi gradbeno dovoljenje. Pri sami gradnji sončne elektrarne je potrebno upoštevati predpisi kot so SONDSEE, ZUNPEOVE, Uredbo o samooskrbi z električno energijo iz obnovljivih virov energije itd, ki zagotavljajo, da bo instalacija izvedena v skladu z varnostnimi, okoljevarstvenimi in gradbenimi standardi.
Če montaža sončne elektrarne ni izvedena v skladu s predpisi, lahko to pripelje do dodatnih stroškov za preurejanje, popravke ali celo odstranjevanje sistema. Poleg tega lahko nepravilna montaža vpliva na učinkovitost sistema ali povzroči tehnične težave, ki povečajo stroške vzdrževanja in popravila. Zato je zelo priporočljivo, da se pri načrtovanju in postavitvi sončne elektrarne upoštevajo vsi zakonski predpisi in pridobijo vsa potrebna dovoljenja s čemer se izognemo morebitnim težavam in dodatnim stroškom.
Kako preprečiti tveganja?
Tveganje za nevarnosti pri sončni elektrarni se lahko zmanjša s preventivnimi ukrepi kot so:
Izbira pravega izvajalca
Pomembno je izbrati izvajalca s profesionalnimi in certificiranimi strokovnjaki, bi bodo svoje delo opravili strokovno in v skladu s predpisi. To zmanjša tveganje za nastanek nepričakovanih nevarnosti in dodatnih stroškov. Pri tem je najpomembnejša kvalitetna montaža sončne elektrarne.
Pravilno in redno vzdrževanje
Za daljšo življenjsko dobo sončne elektrarne se priporoča redno preverjanje in vzdrževanje, kjer se pregledajo komponente sistema. V pomoč nam je tudi aplikacija, preko katere spremljamo delovanje sončne elektrarne. Aplikacija nas obvešča tudi o napakah, s tem se zmanjša tudi tveganje za nevarnosti, ki se lahko zgodijo. Prav tako je priporočljivo redno čiščenje sončnih modulov, saj se lahko na različnih območjih zaradi gostega prometa in industrije moduli hitreje umažejo, kar se vidi v zmanjšani proizvodnji.
Kakovostna oprema
Pomembna je tudi izbira kvalitetnih komponent sončnega sistema kot so moduli in razsmernik, saj s tem zagotovimo učinkovitost elektrarne. Moduli in podkonstrukcija morajo biti odporni na ekstremne vremenske pogoje kot so toča, močan veter in težak sneg. Za razsmernik je pomembno, da so izgube pri pretvorbi iz enosmerne v izmenično napetost minimalne. Komponente naj bodo certificirane, za sončne module je pomembno, da imajo certifikat IEC 6121, saj se tudi to upošteva pri zavarovanju elektrarne.
Priprava strehe
Nosilnost strehe je najpomembnejša komponenta, saj se z montažo modulov streha dodatno obremeni. Zato je potrebno preveriti, ali kritina vzdrži težo sončnih modulov in nosilne podkonstrukcije. Velik poudarek je tudi na starosti strehe, saj starejše strehe morda niso več v najboljšem stanju. Če streha ne izpolnjuje zahtev za nosilnost, jo je treba ustrezno okrepiti ali obnoviti. To lahko vključuje dodajanje nosilnih elementov ali zamenjavo poškodovanih delov strehe.
Pred montažo sončnih modulov je priporočljivo preveriti, ali so na strehi prisotne morebitne poškodbe (kot so uhajanje vode, razpoke ali poškodovani deli konstrukcije), saj bi lahko to vplivalo na dolgoročno zanesljivost elektrarne.
Nasveti in praktične informacije
Spodaj podajamo nekaj praktičnih nasvetov, če se odločate za postavitev sončne elektrarne.
Primernost strehe
Preverjanje primerne strehe za montažo sončne elektrarne smo poudarjali v celotnem članku. Če povzamemo – najpomembnejša je starost strehe in njena nosilnost. Če streha ni zasnovana za to obremenitev, je priporočljivo posvetovanje z gradbenim strokovnjakom. Za najboljšo učinkovitost proizvodnje energije iz modulov je pomembna tudi usmerjenost strehe.
Proizvodnja je največja, če so moduli postavljeni na jug, kjer je naklon strehe med 20° in 45°. Prav tako je potrebno preveriti senčenje zaradi dreves, dimnikov ali drugih zgradb, ki lahko zmanjšajo učinkovitost sistema.
Zavarovanje
Ob postavitvi sončne elektrarne je smiselno razmisliti tudi o zavarovanju le te. Zavarovanje sončne elektrarne se nanaša na morebitne nevarnosti, ki bi se zgodile tekom življenjske dobe elektrarne npr. požar, toča, vihar ali direktni udar strele. Zavarovanje tako povrne stroške v primeru uničenja ali poškodovanja sončne elektrarne ali sestavnih delov. Določitev vrednosti zavarovanja je načeloma odvisna od velikosti in vrednosti elektrarne ter izbranih kritij.
Pri tem je seveda potrebno pri različnih zavarovalnicah preveriti, kaj in pod kakšnimi pogoji ponujajo zavarovanje.
Ponudniki in oprema
Za kakovostno izbiro in montažo sončne elektrarne je potrebno izbrati strokovnega in izkušenega ponudnika z dobrimi referencami in strokovnim znanjem. Več kot ima podjetje certifikatov in usposobljenega kadra, več je možnosti za kakovostno nameščeno elektrarno, skladno s predpisi. Pomembno je tudi, da je podjetje odzivno v primeru napak, ki bi se lahko pojavile na sončni elektrarni.
Pametno je izbrati tudi kakovostne komponente, pri čemer je damo več pozornosti na izkoristek modulov in razsmernika, garancijo vseh komponent in kakovostne sistem podkonstrukcije, ki je primeren za vaš tip kritine.
Velikokrat je lahko cena tista, ki odvrne kupca od produkta, pri čemer pa je pomembno pretehtati med ceno in kvaliteto. Lahko je začetni strošek postavitve elektrarne višji, a je zaradi garancije in kvalitete komponent cena vzdrževanja nižja. Prav tako pa so na voljo subvencije za sončne elektrarne, ki znižajo celotno investicijo.
