Jak przygotować podłoże pod konstrukcję fotowoltaiczną na gruncie?

Inwestycja w fotowoltaikę na gruncie

Decyzja o inwestycji w instalację fotowoltaiczną na gruncie to coraz częściej wybierane rozwiązanie, zarówno przez właścicieli gospodarstw rolnych, przedsiębiorców, jak i osoby prywatne posiadające działki o dużej powierzchni. 

Instalacje gruntowe są szczególnie atrakcyjne dla tych, którzy dysponują przestrzenią, a jednocześnie chcą uniknąć ingerencji w dach budynku, co w przypadku dachów starszych lub o specyficznej konstrukcji może być problematyczne. 

Panele fotowoltaiczne zamontowane na gruncie umożliwiają łatwiejszy dostęp do instalacji, co ułatwia konserwację oraz czyszczenie modułów PV, a także pozostawiają elastyczność w dostosowywaniu konstrukcji do optymalnego kąta nachylenia paneli względem promieni słonecznych i kierunków świata. Jednak, aby taka inwestycja była opłacalna i efektywna, kluczowe jest właściwe przygotowanie podłoża pod konstrukcję PV.

Czynniki do rozważenia przy montażu instalacji PV na gruncie

Wybór instalacji PV na gruncie, choć oferuje szereg korzyści, wymaga szczególnego przygotowania oraz analizy kilku istotnych czynników, które mogą wpływać na stabilność i efektywność systemu. Kluczowe aspekty to:

• Rodzaj gleby i jej wpływ na stabilność konstrukcji PV

Analiza gleby to kluczowy etap poprzedzający montaż konstrukcji fotowoltaicznej na gruncie. Ocena nośności oraz stabilności podłoża ma fundamentalne znaczenie, ponieważ grunt o niewłaściwych parametrach może prowadzić do osiadania konstrukcji, co w konsekwencji wpływa na wydajność i trwałość instalacji PV. Podstawowe badania geotechniczne pozwalają zidentyfikować, z jakim typem gleby mamy do czynienia – czy jest to grunt piaszczysty, gliniasty, torfowy, czy mieszany – oraz ocenić jego wytrzymałość na obciążenia, co jest istotne przy konstrukcjach, które mogą oddziaływać na podłoże przez wiele dekad.

W przypadku gruntów o niskiej nośności, jak gleby piaszczyste lub podmokłe, konieczne może być przeprowadzenie dodatkowych prac przygotowawczych, takich jak stabilizacja lub wzmocnienie. Grunt piaszczysty charakteryzuje się niską spoistością i łatwością w przesuwaniu, co czyni go podatnym na przemieszczanie się pod wpływem obciążenia oraz działań czynników zewnętrznych, takich jak deszcz czy wiatr. Stabilizacja podłoża piaszczystego może obejmować zagęszczanie mechaniczne, dodanie warstwy kruszywa o większej nośności lub zastosowanie geowłóknin, które wzmacniają strukturę gruntu i zapobiegają osuwaniu się.

Z kolei gleby podmokłe – często spotykane w dolinach, terenach o wysokim poziomie wód gruntowych lub na obszarach bagnistych – są jeszcze bardziej wymagające pod względem przygotowania. Tego typu grunt wymaga zazwyczaj zastosowania dodatkowych technik drenażowych, aby odprowadzić nadmiar wody, co zapobiegnie osiadaniu fundamentów konstrukcji PV. Można tutaj zastosować również systemy odwodnień, które skierują wodę poza teren instalacji. W ekstremalnych przypadkach stosuje się pale fundamentowe, które wbijane są głęboko w ziemię, sięgając do warstw o większej nośności, lub też fundamenty betonowe na specjalnych podporach, które unoszą konstrukcję nad wilgotnym podłożem.

Jeśli gleba jest gliniasta lub torfowa, stabilność podłoża może zmieniać się sezonowo, co oznacza, że zimą może ona twardnieć, a w porze deszczowej mięknąć, co powoduje zmiany w poziomie i stabilności. W takich przypadkach warto zastosować materiały stabilizujące lub zdecydować się na fundamenty punktowe, które umożliwiają przeniesienie obciążeń na głębsze, stabilniejsze warstwy gruntu. Dodatkowo zastosowanie geowłóknin oraz warstw żwirowych zapobiega osiadaniu i rozluźnianiu się gleby wokół fundamentów.

• Nachylenie i ekspozycja terenu

Wybór miejsca o odpowiednim nachyleniu i ekspozycji na słońce jest kluczowy dla maksymalizacji wydajności instalacji PV, ponieważ wpływa na ilość energii, jaką panele mogą generować. Najlepiej sprawdza się teren płaski lub o lekkim nachyleniu w kierunku południowym, co pozwala modułom PV na jak najdłuższy kontakt z promieniowaniem słonecznym przez cały dzień. Nachylenie terenu ułatwia także naturalne spływanie wody deszczowej, co zapobiega zaleganiu wilgoci wokół konstrukcji. Zbyt strome nachylenie może jednak wymagać dodatkowych wzmocnień konstrukcji PV, by zachować stabilność i uniknąć osunięcia paneli. Optymalna ekspozycja terenu przyczynia się więc bezpośrednio do wydajności i trwałości instalacji, zwiększając jej opłacalność.

• Warunki atmosferyczne 

W rejonach, w których występują trudne warunki atmosferyczne, takie jak silne wiatry, intensywne opady śniegu lub deszczu, konstrukcja PV wymaga dodatkowego wzmocnienia i starannego przygotowania podłoża. Silny wiatr może powodować obciążenie dynamiczne, dlatego w takich miejscach zaleca się głębsze fundamenty lub dodatkowe stabilizatory, które zapobiegną przesuwaniu się konstrukcji. W obszarach o obfitych opadach śniegu ważne jest z kolei, aby grunt był solidnie wyrównany i utwardzony, co zminimalizuje ryzyko osiadania pod ciężarem śniegu zalegającego na panelach PV. Woda deszczowa może również prowadzić do podmywania fundamentów, dlatego istotne jest zaprojektowanie odpowiedniego systemu jej odprowadzania, który zabezpieczy instalację PV przed zalewaniem i osłabieniem struktury.

• Wpływ konstrukcji PV na estetykę otoczenia

Choć estetyka w przypadku instalacji PV na gruncie często nie jest pierwszym czynnikiem decyzyjnym, warto uwzględnić, jak konstrukcja PV będzie komponować się z otoczeniem, zwłaszcza w przypadku instalacji przydomowych. Instalacja fotowoltaiczna na otwartej przestrzeni, blisko domu lub w widocznej części działki, może wpływać na odbiór całego krajobrazu, dlatego dobrze jest uwzględnić elementy takie jak wysokość konstrukcji czy rozmieszczenie paneli. Dla osób dbających o estetykę otoczenia, rozwiązaniem mogą być niskoprofilowe konstrukcje PV, które lepiej wkomponowują się w przestrzeń i są mniej widoczne.

Dla inwestycji komercyjnych lub na terenach o walorach przyrodniczych dobrym pomysłem jest zastosowanie takich materiałów i kolorów konstrukcji, które będą harmonizować z otoczeniem, minimalizując wpływ na estetykę i naturalny krajobraz.

Oprócz kwestii estetycznych, należy również dostosować inwestycję do obowiązujących przepisów oraz miejscowego planu zagospodarowania przestrzennego. Przepisy te mogą ograniczać wysokość konstrukcji, rozmieszczenie paneli lub wymagać dostosowania inwestycji do specyfiki otoczenia, szczególnie w przypadku obszarów objętych ochroną krajobrazową. Nieprzestrzeganie lokalnych regulacji może prowadzić do problemów formalnych, a w skrajnych przypadkach nawet do konieczności demontażu instalacji. Z tego względu, planując montaż konstrukcji PV, warto sprawdzić obowiązujące przepisy i zadbać, aby instalacja była zgodna z wymaganiami prawnymi oraz estetycznie komponowała się z otoczeniem.

Jak przygotować podłoże pod konstrukcję fotowoltaiczną na gruncie?

Przygotowanie podłoża pod konstrukcję PV to kluczowy etap, który wpływa na stabilność całego systemu. Właściwe przygotowanie gruntu pozwala uniknąć osiadania, przesunięć i innych problemów konstrukcyjnych. Poniżej przedstawiamy mini przewodnik, który krok po kroku wskaże, jak prawidłowo przygotować podłoże:

1. Badanie geotechniczne podłoża – wykonanie odwiertów i ocena gleby pod kątem jej nośności oraz zdolności do odprowadzania wody jest kluczowa, zwłaszcza na terenach o zmiennych warunkach. Na podstawie wyników geotechnicznych można ocenić, czy podłoże wymaga dodatkowego wzmocnienia, np. stabilizacji lub zagęszczenia.

2. Stabilizacja gruntu – w zależności od wyników badań geotechnicznych grunt pod konstrukcję fotowoltaiczną może wymagać stabilizacji. Wykorzystuje się wówczas specjalne kruszywa, jak żwir lub tłuczeń, które poprawiają jego nośność. Na niektórych terenach, zwłaszcza podmokłych, stosuje się z kolei systemy odwadniające oraz geowłókniny lub specjalne membrany wzmacniające, aby zapobiec osiadaniu konstrukcji PV.

3. Wyrównanie i przygotowanie terenu – teren pod instalację PV powinien być odpowiednio wyrównany, aby zapewnić równomierne ustawienie konstrukcji wsporczej. Użycie niwelatorów i maszyn budowlanych pozwala na precyzyjne wyrównanie podłoża. W przypadku terenów o lekkim nachyleniu, można rozważyć utwardzenie i stopniowe poziomowanie, co zwiększy stabilność konstrukcji fotowoltaicznej.

4. Instalacja fundamentów konstrukcji PV – fundamenty są kluczowe dla stabilności całej instalacji. Zwykle stosuje się dwa rozwiązania: wbijane pale lub fundamenty betonowe. Pale są szybsze w montażu i ekologiczne, jednak wymagają odpowiedniego typu gleby. Betonowe fundamenty sprawdzają się natomiast niemal przy każdym typie gruntu, choć ich wykonanie jest czasochłonne.

5. Drenaż terenu – odpowiednie odprowadzanie wody z terenu instalacji PV jest kluczowe, aby uniknąć podmoknięcia i osiadania konstrukcji fotowoltaicznej. W miejscach o wysokim poziomie wód gruntowych zaleca się także wykonanie systemu drenażowego, który zabezpieczy instalację przed wodą.

Znaczenie odpowiedniego przygotowania podłoża dla efektywności instalacji PV

Starannie przygotowane podłoże ma kluczowe znaczenie dla stabilności i efektywności pracy instalacji PV. Konstrukcja PV osadzona na solidnym gruncie jest odporniejsza na warunki atmosferyczne, co przekłada się na efektywność jej pracy na przestrzeni lat i niezawodność systemu. Niewłaściwie przygotowane podłoże może prowadzić do osiadania i przesunięć, co może skutkować obniżeniem wydajności, koniecznością kosztownych napraw, a nawet uszkodzeniem systemu montażowego oraz samych paneli PV. Dodatkowo, solidne podłoże minimalizuje ryzyko wystąpienia korozji i innych uszkodzeń mechanicznych wynikających z ruchów gruntu.

Przygotowanie podłoża pod konstrukcję PV – kluczowy etap inwestycyjny

Przygotowanie podłoża pod konstrukcję fotowoltaiczną to kluczowy etap każdej instalacji PV na gruncie. Solidne i przemyślane przygotowanie terenu zapewnia stabilność, minimalizuje ryzyko uszkodzeń i zwiększa efektywność pracy całego systemu PV. Konstrukcja PV wpływa także na estetykę budynku i jego otoczenia – instalacje dachowe mogą harmonijnie wkomponować się w bryłę budynku, natomiast instalacje gruntowe warto odpowiednio wkomponować w krajobraz. Staranna analiza podłoża i wybór odpowiedniego rodzaju konstrukcji PV gwarantują bezproblemową eksploatację całego systemu fotowoltaicznego przez wiele lat.