Inwestycja w fotowoltaikę może ograniczyć ilość energii kupowanej przez przedsiębiorstwo z sieci i zmniejszyć jego ekspozycję na zmiany cen energii. Zanim jednak firma rozpocznie projekt, musi zdecydować nie tylko o mocy instalacji, lecz także o miejscu montażu modułów. Najczęściej wybór sprowadza się do dwóch możliwości: wykorzystania dachu budynku albo budowy instalacji fotowoltaicznej na gruncie.
Nie istnieje jedno rozwiązanie, które byłoby korzystniejsze dla każdej firmy. Dach pozwala wykorzystać powierzchnię, która zazwyczaj nie ma innego zastosowania gospodarczego, natomiast grunt daje znacznie większą swobodę w projektowaniu instalacji i jej późniejszej rozbudowie. Ostateczna decyzja powinna więc wynikać z analizy technicznej, ekonomicznej i organizacyjnej konkretnego przedsiębiorstwa.
Sprawdź ➡ fotowoltaika dla firm!
Fotowoltaika dla firmy na dachu a na gruncie – najważniejsze różnice
Instalacja dachowa wykorzystuje konstrukcję istniejącego budynku jako miejsce posadowienia modułów. Panele mogą zostać zamontowane między innymi na dachach płaskich hal produkcyjnych, magazynów i centrów logistycznych oraz na dachach skośnych budynków biurowych czy usługowych. W przypadku dachów płaskich stosuje się konstrukcje pozwalające ustawić moduły pod określonym kątem, natomiast na dachach skośnych sposób ich ułożenia jest w większym stopniu uzależniony od geometrii połaci.
Instalacja gruntowa jest niezależną konstrukcją posadowioną na działce. Moduły montuje się na systemach wsporczych kotwionych lub wbijanych w podłoże albo osadzanych na odpowiednio zaprojektowanych fundamentach. Pozwala to znacznie swobodniej ustalać orientację, kąt nachylenia i rozstaw poszczególnych rzędów paneli.
Największą zaletą instalacji dachowej jest możliwość zagospodarowania niewykorzystywanej powierzchni budynku. Z kolei instalacja gruntowa daje projektantowi większą swobodę techniczną i umożliwia łatwiejsze dopasowanie konstrukcji do warunków zapewniających wysoką produkcję energii.
| Kryterium | Fotowoltaika na dachu | Fotowoltaika na gruncie |
|---|---|---|
| Wykorzystanie powierzchni firmy | Zagospodarowanie istniejącego dachu | Zajęcie części działki |
| Swoboda ustawienia modułów | Ograniczona geometrią budynku | Duża |
| Możliwość rozbudowy | Zależna od wolnej powierzchni dachu | Zazwyczaj większa |
| Dostęp serwisowy | Może być utrudniony | Zwykle łatwiejszy |
| Wymagania konstrukcyjne | Konieczna ocena dachu | Konieczna ocena podłoża i konstrukcji wsporczej |
| Ryzyko zacienienia | Zależne od kominów, urządzeń i sąsiednich budynków | Zależne przede wszystkim od otoczenia i rozstawu rzędów |
| Wykorzystanie nieruchomości | Bez zajmowania terenu | Może ograniczyć inne zastosowanie działki |
| Optymalizacja orientacji i kąta | Często ograniczona | Zazwyczaj bardzo dobra |
Kiedy fotowoltaika na dachu jest dobrym rozwiązaniem dla firmy?
Instalacja dachowa jest szczególnie atrakcyjna dla przedsiębiorstw dysponujących dużymi halami produkcyjnymi, magazynami, obiektami handlowymi lub centrami logistycznymi. W takich budynkach powierzchnia dachu może wynosić tysiące metrów kwadratowych i często nie jest wykorzystywana do innych celów biznesowych.
Z ekonomicznego punktu widzenia dach ma istotną przewagę: montaż fotowoltaiki nie wymaga przeznaczania na instalację dodatkowej powierzchni działki. Ma to duże znaczenie zwłaszcza w lokalizacjach, w których grunt jest drogi albo przedsiębiorstwo planuje w przyszłości powiększenie zakładu, budowę nowej hali, parkingu lub placu manewrowego.
Możliwość wykorzystania dachu nie oznacza jednak automatycznie, że każdy budynek nadaje się do instalacji paneli.
Nośność i stan techniczny konstrukcji dachu
Przed rozpoczęciem inwestycji należy określić, czy konstrukcja budynku jest w stanie bezpiecznie przenieść dodatkowe obciążenia pochodzące od modułów, konstrukcji montażowej oraz oddziaływania wiatru i śniegu. Szczególnego znaczenia nabiera to w przypadku starszych obiektów przemysłowych.
Ocena powinna obejmować nie tylko masę samej instalacji, ale również sposób przekazywania obciążeń na konstrukcję budynku. Na dachach płaskich konieczne może być zastosowanie konstrukcji balastowych, których ciężar musi zostać uwzględniony w obliczeniach.
Brak odpowiedniej nośności dachu może oznaczać konieczność jego wzmocnienia, co wpływa na koszt i opłacalność całej inwestycji.
Stan pokrycia dachowego
Fotowoltaika dla firmy jest inwestycją planowaną na wiele lat, dlatego przed jej montażem trzeba ocenić również stan pokrycia dachowego i warstw hydroizolacyjnych. Jeżeli dach wymaga generalnego remontu w najbliższej przyszłości, montowanie na nim paneli bez wcześniejszych prac może prowadzić do dodatkowych kosztów.
Późniejsza wymiana membrany lub innego pokrycia może wymagać czasowego demontażu części instalacji fotowoltaicznej. Z tego względu modernizację dachu warto zsynchronizować z realizacją elektrowni słonecznej.
Zacienienie i urządzenia znajdujące się na dachu
Dachy obiektów przemysłowych rzadko są całkowicie puste. Znajdują się na nich świetliki, centrale wentylacyjne, klimatyzatory, kominy, instalacje oddymiające oraz inne urządzenia techniczne.
Elementy te mogą powodować okresowe zacienienie modułów albo ograniczać powierzchnię dostępną do ich instalacji. Projekt musi również pozostawiać odpowiedni dostęp do urządzeń wymagających przeglądów i napraw.
W praktyce oznacza to, że powierzchnia dachu widoczna na dokumentacji budynku nie jest równoznaczna z powierzchnią możliwą do wykorzystania pod moduły.
Orientacja budynku względem stron świata
Na dachu skośnym orientacja paneli jest w dużej mierze narzucona przez położenie połaci. Dach płaski zapewnia większą swobodę, jednak również tutaj występują ograniczenia wynikające z konieczności zachowania odstępów między rzędami oraz przejść technicznych.
Nie zawsze trzeba dążyć do maksymalizacji rocznej produkcji z każdego modułu. W instalacjach biznesowych równie ważne może być dopasowanie godzin produkcji energii do profilu zużycia przedsiębiorstwa.
Przykładowo odpowiednio zaprojektowany układ wschód–zachód może powodować bardziej równomierną produkcję energii w ciągu dnia niż klasyczne ustawienie wszystkich modułów w jednym kierunku. Dla firmy zużywającej energię przede wszystkim podczas pracy zakładu wartość energii zużywanej bezpośrednio na miejscu może mieć większe znaczenie niż maksymalizacja samego rocznego uzysku.
Kiedy instalacja fotowoltaiczna na gruncie będzie korzystniejsza?
Fotowoltaika gruntowa staje się atrakcyjna przede wszystkim wtedy, gdy przedsiębiorstwo dysponuje odpowiednią działką i nie ma wystarczającej powierzchni dachowej albo parametry budynków utrudniają instalację odpowiednio dużej mocy.
Rozwiązanie to jest często wybierane również wtedy, gdy zapotrzebowanie energetyczne zakładu jest na tyle duże, że dach pozwoliłby pokryć jedynie niewielką część potrzeb przedsiębiorstwa.
Większa swoboda projektowania instalacji
Największą przewagą instalacji gruntowej jest możliwość dopasowania konstrukcji do warunków terenowych i oczekiwanego profilu produkcji energii.
Projektant może określić orientację paneli, ich kąt nachylenia, odstępy pomiędzy rzędami oraz lokalizację poszczególnych części instalacji. Pozwala to ograniczać wzajemne zacienianie modułów i efektywniej wykorzystać dostępny teren.
W przypadku dobrze dobranej działki instalacja gruntowa może zapewnić bardzo dobre warunki ekspozycji modułów na promieniowanie słoneczne, bez ograniczeń wynikających z geometrii istniejącego budynku.
Łatwiejszy dostęp do modułów i urządzeń
Panele znajdujące się na gruncie są zazwyczaj łatwiej dostępne dla ekip serwisowych niż moduły umieszczone na wysokim dachu hali.
Ułatwia to inspekcję konstrukcji, diagnostykę instalacji, czyszczenie modułów oraz wykonywanie napraw. Odpowiednio zaprojektowane odstępy pomiędzy rzędami umożliwiają również dostęp sprzętu wykorzystywanego do utrzymania terenu.
Nie oznacza to, że instalacja gruntowa jest bezobsługowa. Konieczne jest między innymi kontrolowanie roślinności, która z czasem mogłaby zacieniać dolne części modułów.
Możliwość późniejszej rozbudowy
W przedsiębiorstwach rozwijających działalność zapotrzebowanie na energię może rosnąć. Powodem może być zwiększenie produkcji, uruchomienie nowych linii technologicznych, elektryfikacja procesów cieplnych albo rozwój floty pojazdów elektrycznych.
Dach posiada ściśle określoną powierzchnię. Po jej wykorzystaniu rozbudowa systemu może wymagać zagospodarowania kolejnych budynków.
Na gruncie, jeżeli pozwala na to działka oraz warunki techniczne i formalne, pozostawienie miejsca na kolejne sekcje fotowoltaiki jest znacznie prostsze. Dla przedsiębiorstwa planującego dynamiczny wzrost możliwość etapowego zwiększania mocy instalacji może być ważnym argumentem przemawiającym za rozwiązaniem gruntowym.
Ile miejsca zajmuje fotowoltaika na gruncie?
Powierzchni instalacji gruntowej nie można określać wyłącznie na podstawie sumy powierzchni modułów. Konieczne jest uwzględnienie odstępów między rzędami, infrastruktury elektrycznej, dróg lub przejść serwisowych oraz odległości wynikających z warunków lokalnych.
Znaczenie ma również sposób ustawienia paneli. Im większy kąt ich nachylenia, tym większy może być wymagany odstęp pomiędzy kolejnymi rzędami, aby ograniczyć wzajemne zacienienie przy niskim położeniu słońca.
Z tego względu dokładną powierzchnię potrzebną dla instalacji o określonej mocy powinno się ustalać dopiero podczas projektowania na podstawie geometrii działki, wybranych modułów oraz konstrukcji montażowej.
Warto jednocześnie ocenić alternatywną wartość danego terenu. Jeżeli działka może w przyszłości zostać wykorzystana pod budowę kolejnego obiektu produkcyjnego lub magazynowego, zajęcie jej przez fotowoltaikę może mieć istotny koszt biznesowy, nawet jeżeli sam grunt należy już do przedsiębiorstwa.
Fotowoltaika na gruncie czy dachu – gdzie uzysk energii będzie większy?
Sama lokalizacja modułów na gruncie lub dachu nie przesądza o wielkości produkcji energii. Kluczowe są warunki, jakie można zapewnić panelom w konkretnym miejscu.
Na uzysk wpływają przede wszystkim poziom nasłonecznienia, orientacja modułów, ich nachylenie, temperatura pracy, zacienienie oraz sprawność całego systemu.
Instalacja gruntowa często daje większą możliwość ustawienia modułów w korzystnej pozycji. Na dachach sposób rozmieszczenia paneli może być natomiast ograniczany przez geometrię budynku i znajdujące się na nim urządzenia.
Istotna jest również temperatura. Wraz ze wzrostem temperatury ogniw moc modułów fotowoltaicznych spada. Konstrukcja zapewniająca dobrą wentylację tylnej części panelu może więc korzystnie wpływać na warunki jego pracy.
Nie oznacza to jednak, że instalacja gruntowa zawsze wyprodukuje więcej energii. Dobrze zaprojektowana instalacja dachowa pozbawiona istotnego zacienienia może osiągać bardzo dobre uzyski, a różnica względem konstrukcji gruntowej może być zbyt mała, aby sama produkcja energii przesądzała o wyborze wariantu.
Które rozwiązanie jest tańsze?
Koszt fotowoltaiki dla firmy należy analizować jako koszt całego przedsięwzięcia, a nie tylko modułów i falowników. Dwa systemy o identycznej mocy mogą znacząco różnić się nakładami potrzebnymi do ich wykonania.
W instalacji dachowej znaczenie ma rodzaj pokrycia, konstrukcja budynku, sposób mocowania systemu i ewentualna konieczność wzmocnienia dachu. Koszt może zwiększać również utrudniony transport komponentów na dach oraz organizacja zabezpieczeń niezbędnych do prowadzenia prac na wysokości.
W instalacji gruntowej pojawiają się z kolei wydatki związane z przygotowaniem terenu, wykonaniem konstrukcji wsporczej, fundamentowaniem lub palowaniem, trasami kablowymi i zagospodarowaniem przestrzeni wokół instalacji.
Dlatego nie można przyjąć ogólnej zasady, że jeden wariant zawsze będzie tańszy. Najbardziej miarodajne jest porównanie dwóch koncepcji przygotowanych dla tej samej mocy instalacji i uwzględniających wszystkie prace niezbędne do jej uruchomienia.
Czy tańsza instalacja zawsze jest bardziej opłacalna?
Najniższy koszt inwestycji nie musi oznaczać najlepszego wyniku ekonomicznego. W przedsiębiorstwie kluczowe jest to, ile energii fotowoltaika będzie produkować oraz jaka część tej energii zostanie wykorzystana bezpośrednio przez firmę.
Jeżeli zakład pracuje głównie w dzień, profil produkcji instalacji PV może dobrze pokrywać się z profilem poboru energii. W takim przypadku znaczna część produkcji zostaje wykorzystana na potrzeby własne przedsiębiorstwa.
Projekt powinien więc uwzględniać rzeczywiste dane dotyczące zużycia energii, najlepiej w możliwie wysokiej rozdzielczości czasowej. Roczna suma poboru energii nie pokazuje bowiem, kiedy przedsiębiorstwo zużywa najwięcej prądu.
Dwie instalacje produkujące w skali roku podobną ilość energii mogą mieć różną wartość ekonomiczną, jeżeli ich profil godzinowy jest inny. W przypadku firm o wysokim zużyciu energii w godzinach pracy warto optymalizować instalację przede wszystkim pod kątem autokonsumpcji i rzeczywistego zapotrzebowania zakładu.
Znaczenie przyłącza elektroenergetycznego
Dostępna powierzchnia dachu lub działki nie powinna być jedynym kryterium określającym wielkość instalacji. Znaczenie mają również parametry instalacji elektrycznej przedsiębiorstwa oraz możliwości współpracy projektowanego systemu z siecią.
Firma może posiadać wystarczającą powierzchnię do budowy bardzo dużej instalacji, ale z technicznego lub ekonomicznego punktu widzenia nie zawsze oznacza to, że wykorzystanie całego dostępnego miejsca będzie optymalne.
W niektórych projektach stosuje się rozwiązania ograniczające oddawanie nadwyżek energii do sieci lub systemy zarządzania energią sterujące pracą instalacji i odbiorników. Możliwe jest również połączenie fotowoltaiki z magazynem energii, jeżeli wynika to z profilu zużycia przedsiębiorstwa i analizy ekonomicznej.
Dobór takich rozwiązań powinien wynikać z rzeczywistych pomiarów oraz modelu pracy przedsiębiorstwa, a nie z samej mocy możliwej do zainstalowania na dostępnej powierzchni.
Serwis instalacji na dachu i na gruncie
Warunki eksploatacji powinny zostać przeanalizowane jeszcze na etapie wyboru lokalizacji.
Instalacja gruntowa jest zazwyczaj łatwiej dostępna. Serwisant może dostać się do paneli i konstrukcji bez organizowania prac na wysokości. Jednocześnie pojawia się konieczność utrzymywania terenu, między innymi poprzez kontrolę roślinności.
Instalacja dachowa nie zajmuje gruntu i jest mniej narażona na niektóre przypadkowe uszkodzenia związane z ruchem osób lub pojazdów. Dostęp serwisowy może być jednak bardziej skomplikowany i wymaga odpowiednio przygotowanej komunikacji na dachu oraz zabezpieczeń podczas pracy.
W obu wariantach projekt powinien zapewniać możliwość bezpiecznej kontroli modułów, przewodów, konstrukcji, falowników oraz pozostałych elementów systemu przez cały okres eksploatacji.
Jak bezpieczeństwo wpływa na wybór miejsca montażu?
W instalacji dachowej szczególne znaczenie ma sposób prowadzenia przewodów, rozmieszczenie urządzeń oraz zachowanie dostępu do elementów infrastruktury budynku. Projekt nie powinien utrudniać funkcjonowania systemów technicznych obiektu ani prowadzenia przyszłych prac serwisowych.
Istotne są również kwestie związane z bezpieczeństwem pożarowym, które należy rozpatrywać w odniesieniu do konstrukcji konkretnego obiektu, sposobu rozmieszczenia modułów i parametrów instalacji.
W przypadku systemów gruntowych dochodzą zagadnienia dotyczące zabezpieczenia urządzeń przed dostępem osób nieuprawnionych, warunków terenowych, odwodnienia oraz bezpiecznego prowadzenia infrastruktury kablowej.
Bezpieczeństwo powinno być elementem projektu od początku inwestycji, a nie dodatkowym zagadnieniem rozwiązywanym dopiero po wybraniu mocy i rozmieszczenia modułów.
Co trzeba sprawdzić przed podjęciem decyzji?
Wybór pomiędzy dachem a gruntem powinien zostać poprzedzony analizą całej inwestycji. W praktyce warto zweryfikować:
- profil zużycia energii elektrycznej w przedsiębiorstwie i przewidywane zmiany zapotrzebowania;
- powierzchnię dachu oraz działki możliwą do wykorzystania;
- stan techniczny i nośność konstrukcji dachu;
- stan pokrycia dachowego oraz planowane remonty;
- zacienienie obu potencjalnych lokalizacji;
- orientację i możliwy kąt ustawienia modułów;
- warunki gruntowe i sposób posadowienia konstrukcji;
- parametry wewnętrznej instalacji elektrycznej i możliwości przyłączeniowe;
- długość tras kablowych pomiędzy instalacją a punktem włączenia;
- dostęp do instalacji w celu wykonywania prac eksploatacyjnych;
- możliwość późniejszej rozbudowy systemu;
- alternatywne wykorzystanie dachu i terenu;
- formalne uwarunkowania planowanej inwestycji.
Dopiero zestawienie tych informacji pozwala rzetelnie porównać oba warianty. Analiza przeprowadzona wyłącznie na podstawie ceny za jednostkę mocy może pomijać istotne koszty oraz ograniczenia, które pojawią się podczas projektowania albo eksploatacji.
Kiedy warto połączyć instalację dachową i gruntową?
Wybór nie zawsze musi oznaczać zastosowanie wyłącznie jednego rozwiązania. W dużych zakładach przemysłowych możliwe jest wykorzystanie zarówno powierzchni dachów, jak i części działki.
Takie podejście może być korzystne, gdy dach pozwala zamontować tylko część potrzebnej mocy. Pozostałe moduły można wówczas umieścić na gruncie, o ile warunki przestrzenne i techniczne na to pozwalają.
Połączenie obu wariantów daje także możliwość zróżnicowania orientacji modułów. W efekcie produkcja energii może być rozłożona bardziej równomiernie w ciągu dnia.
Instalacja hybrydowa pod względem lokalizacji może być szczególnie interesująca dla przedsiębiorstw o dużym i stabilnym zapotrzebowaniu na energię, które chcą maksymalnie wykorzystać potencjał własnej nieruchomości.
Dach czy grunt – jak podjąć ostateczną decyzję?
Najlepszą metodą jest wykonanie dwóch wariantów koncepcyjnych i porównanie ich na podstawie jednakowych kryteriów.
Pierwszy wariant powinien przedstawiać realną moc możliwą do zamontowania na dachu po uwzględnieniu jego nośności, urządzeń technicznych, zacienienia i wymaganych przestrzeni serwisowych. Drugi powinien określać potencjał dostępnego gruntu z uwzględnieniem jego geometrii, warunków terenowych i przyszłych planów przedsiębiorstwa.
Następnie warto zestawić przewidywaną produkcję energii, poziom autokonsumpcji, całkowite nakłady inwestycyjne, koszty eksploatacyjne i możliwości rozbudowy.
Przy porównaniu można przyjąć następującą logikę:
- Jeżeli przedsiębiorstwo posiada duży, wytrzymały i niezacieniony dach, którego nie trzeba w najbliższym czasie remontować, instalacja dachowa jest zwykle naturalnym pierwszym wariantem do analizy.
- Jeżeli dach ma niewystarczającą powierzchnię, skomplikowaną konstrukcję lub ograniczoną nośność, a firma posiada odpowiednią działkę, warto przeanalizować instalację gruntową.
- Jeżeli zapotrzebowanie energetyczne firmy jest większe niż potencjał pojedynczej lokalizacji, warto rozważyć wykorzystanie obu powierzchni.
- Jeżeli działka ma wysoką wartość z punktu widzenia przyszłej rozbudowy zakładu, przewaga instalacji gruntowej może okazać się pozorna.
- Jeżeli przedsiębiorstwo zakłada znaczący wzrost zużycia energii, należy już na etapie projektu ocenić możliwość późniejszego zwiększenia mocy systemu.
Fotowoltaika dla firmy na gruncie czy na dachu – rozwiązanie powinno wynikać z warunków przedsiębiorstwa
Instalacja dachowa jest dobrym rozwiązaniem przede wszystkim wtedy, gdy firma posiada dużą, odpowiednio wytrzymałą i dobrze nasłonecznioną powierzchnię dachu. Pozwala wykorzystać istniejącą część nieruchomości bez zajmowania dodatkowego terenu i może być szczególnie atrakcyjna dla przedsiębiorstw posiadających hale produkcyjne, magazynowe i logistyczne.
Fotowoltaika na gruncie zapewnia natomiast większą swobodę ustawienia modułów, łatwiejszy dostęp serwisowy oraz większy potencjał przyszłej rozbudowy. Wymaga jednak odpowiedniej działki, której zajęcie nie powinno kolidować z planami dalszego rozwoju przedsiębiorstwa.
O wyborze nie powinna decydować wyłącznie powierzchnia dostępna pod moduły ani najniższy koszt wykonania systemu. Najlepszy wariant to ten, który odpowiada rzeczywistemu profilowi zużycia energii, warunkom technicznym nieruchomości, możliwościom przyłączeniowym i długoterminowym planom firmy. Dlatego przed realizacją inwestycji warto porównać przynajmniej wariant dachowy i gruntowy, a w większych przedsiębiorstwach również rozwiązanie wykorzystujące oba typy powierzchni.
