Монтаж сонячних панелей на металочерепицю: покрокова інструкція

Монтаж сонячних панелей на металочерепицю потребує не лише правильного розміщення модулів, а й надійного з’єднання системи з несучими конструкціями даху. Кріплення повинні передавати вітрові та снігові навантаження на крокви або прогони, не деформувати покрівельний лист і не створювати місць для протікання.

Найчастіше для такого даху використовують різьбові шпильки з ущільнювачами, регульовані кронштейни, монтажні профілі та притиски для фотомодулів. Конкретна схема залежить від профілю металочерепиці, конструкції кроквяної системи, розмірів панелей і розрахункових навантажень.

Чи можна встановлювати сонячні панелі на металочерепицю

Металочерепиця підходить для дахового монтажу СЕС, якщо покрівельне покриття та несуча конструкція перебувають у належному стані. Перед початком робіт потрібно перевірити:

• наявність корозії та механічних пошкоджень;

• герметичність стиків і покрівельних саморізів;

• стан обрешітки та крокв;

• наявність прогинів покрівлі;

• допустиме додаткове навантаження;

• залишковий строк експлуатації даху;

• можливість безпечного пересування покрівлею.

Якщо металочерепиця потребуватиме заміни найближчими роками, доцільно спочатку відремонтувати дах. Інакше для покрівельних робіт доведеться демонтувати модулі, профілі та кабельні траси.

Під час проєктування також перевіряють несучу здатність даху та відповідність кріпильної системи місцевим вітровим і сніговим навантаженням.

З чого складається система кріплення

Стандартна профільна система для металочерепиці може містити:

• різьбові шпильки або спеціальні покрівельні кронштейни;

• EPDM-ущільнювачі;

• адаптери або L-подібні опори;

• поздовжні монтажні профілі;

• з’єднувачі профілів;

• крайні притиски;

• середні притиски;

• болти, гайки та шайби;

• кріплення для кабелів;

• компоненти зрівнювання потенціалів.

Монтажний профіль створює рівну основу, розподіляє навантаження між точками опори та дозволяє точно виставити фотомодулі відносно ската.

Загальні принципи вибору конструкції для різних видів покрівлі розглянуті у статті про монтаж сонячних панелей на даху.

Профільна чи безпрофільна система

На металочерепиці можуть застосовуватися профільні та короткопрофільні системи. Вони відрізняються кількістю металу, способом передавання навантажень і можливостями регулювання.

Профільне кріплення

У такій системі вздовж даху встановлюють суцільні металеві напрямні. До них крайніми та середніми притисками фіксують сонячні модулі.

Основні переваги:

• можливість точного вирівнювання панелей;

• зручне формування довгих рядів;

• розподілення навантажень між опорами;

• регулювання положення модулів;

• можливість нарощування напрямних;

• організоване прокладання кабелів.

Профільне рішення особливо зручне на дахах із незначними відхиленнями геометрії.

Короткопрофільне кріплення

Замість довгих напрямних під рамами модулів установлюють окремі короткі профілі або монтажні основи.

Таке рішення дозволяє:

• зменшити кількість металу;

• знизити вагу системи;

• спростити транспортування;

• скоротити час складання;

• зменшити висоту конструкції над дахом.

Однак короткопрофільна система має менші можливості вирівнювання. Розташування опор повинно точно відповідати допустимим зонам затискання модуля та положенню несучих елементів покрівлі.

Вибирати систему лише за вартістю комплекту неправильно. Потрібно враховувати геометрію даху, конструкцію металочерепиці, крок крокв і результати розрахунку навантажень.

Що потрібно зробити перед монтажем

До початку робіт потрібно підготувати проєктну схему розміщення обладнання.

У ній визначають:

• кількість і розміри фотомодулів;

• книжкову або альбомну орієнтацію;

• відступи від карниза, коника та країв даху;

• розташування крокв або прогонів;

• кількість точок кріплення;

• крок між опорами;

• напрямок монтажних профілів;

• місця стикування напрямних;

• схему кабельних трас;

• розташування інвертора та захисного обладнання.

Під час планування враховують димоходи, вентиляційні виходи, мансардні вікна, снігозатримувачі та інші елементи покрівлі.

Необхідно також залишити доступ до ділянок даху, які можуть потребувати огляду або ремонту після введення СЕС в експлуатацію.

Покроковий монтаж сонячних панелей на металочерепицю

Крок 1. Перевірка конструкції даху

Спочатку покрівлю оглядають ззовні та з боку горища.

Необхідно перевірити:

• стан крокв і обрешітки;

• наявність прогинів;

• сліди протікання;

• пошкодження антикорозійного покриття;

• ослаблені покрівельні саморізи;

• відповідність фактичного кроку крокв проєкту.

Особливо важливо точно визначити розташування несучих дерев’яних або сталевих елементів. Основні кріплення СЕС не повинні утримуватися лише тонким листом металочерепиці, якщо конкретна система не розрахована на такий спосіб фіксації.

Крок 2. Розмітка поля фотомодулів

На покрівлю переносять проєктну схему розташування панелей.

Розмітка повинна показувати:

• межі кожного ряду;

• положення монтажних профілів;

• точки встановлення шпильок або кронштейнів;

• місця стиків напрямних;

• відступи від країв ската;

• проходи для обслуговування.

Точки опори потрібно співвіднести з кроквами або прогонами. Не можна зміщувати їх довільно лише через те, що певна ділянка металочерепиці здається зручнішою для свердління.

У крайових і кутових зонах даху вітрове навантаження може бути вищим, тому проєкт іноді передбачає там менший крок кріплень.

Крок 3. Підготовка отворів

Тип і діаметр отворів залежать від використовуваної шпильки, матеріалу несучої основи та інструкції виробника системи.

Під час свердління важливо:

• потрапити в центральну частину крокви або прогону;

• не пошкодити сусідні ділянки покриття;

• видалити металеву стружку;

• не залишати незахищених подряпин;

• дотримуватися рекомендованого діаметра отвору.

Металева стружка, залишена на покрівлі, швидко іржавіє та може пошкодити полімерне покриття металочерепиці.

Місце проходження кріплення через покрівельний лист визначається конструкцією конкретної системи. Не слід самостійно переносити отвір із гребеня профілю в нижню водовідвідну частину хвилі або навпаки.

Крок 4. Установлення шпильок або кронштейнів

Різьбову шпильку проводять через покрівельний лист і закріплюють у крокві, обрешітці або сталевому прогоні відповідно до проєктної схеми.

У вузлі зазвичай передбачений EPDM-ущільнювач. Він повинен рівномірно прилягати до поверхні та захищати отвір від потрапляння води.

Ущільнювач не можна:

• залишати недостатньо притиснутим;

• затягувати до сильного деформування;

• встановлювати на брудну поверхню;

• монтувати на пошкоджену металочерепицю;

• замінювати випадковою гумовою прокладкою.

У технічній інструкції K2 Systems для монтажних шпильок зазначено, що ущільнювач має прилягати до покрівлі всією поверхнею без надмірного стискання.

Після закріплення шпильки встановлюють адаптер або монтажну пластину, на якій надалі фіксуватиметься профіль.

Крок 5. Вирівнювання опор

Усі адаптери одного ряду потрібно виставити в єдиній площині.

На цьому етапі перевіряють:

• висоту опор;

• паралельність рядів;

• відстань між кріпленнями;

• положення відносно карниза;

• відсутність контакту профілю з виступами металочерепиці.

Регулювання виконують до остаточного затягування з’єднань. Якщо пропустити цей етап, монтажні профілі можуть мати хвилеподібну форму, а рами панелей працюватимуть із додатковими напруженнями.

Крок 6. Монтаж напрямних профілів

Монтажні профілі укладають на підготовлені адаптери та фіксують штатними болтами або гайками.

Під час складання потрібно:

• контролювати горизонтальність профілів;

• дотримуватися проєктного кроку;

• використовувати сумісні з’єднувачі;

• не розташовувати стики в заборонених системою місцях;

• залишати компенсацію для температурного розширення;

• не перевищувати допустиму безперервну довжину напрямної.

Конкретні моменти затягування визначає виробник кріпильної системи. Використовувати одне універсальне значення для всіх болтів не можна.

Для металевих монтажних конструкцій і допоміжних каркасів може застосовуватися STRUT-профіль для сонячних станцій. Його перфорація дозволяє змінювати положення кріплень і складати вузли без зварювання.

Крок 7. Перевірка площини профілів

До піднімання панелей потрібно повторно перевірити готову основу.

Контролюють:

• прямолінійність кожного ряду;

• однакову висоту напрямних;

• надійність усіх опор;

• якість герметизації;

• правильність стиків;

• наявність температурних розривів;

• відсутність гострих країв біля кабельних трас.

Якщо профілі встановлені нерівно, виправити геометрію після фіксації модулів буде значно складніше.

Крок 8. Установлення першого модуля

Перший фотомодуль задає положення всього ряду. Його виставляють за розміткою та тимчасово фіксують крайніми притисками.

Необхідно перевірити:

• відступ від краю профілю;

• паралельність карнизу;

• положення рами на напрямних;

• відповідність зон затискання інструкції виробника;

• доступність кабельних роз’ємів.

Затискати рамку за межами дозволених зон не можна. Це може спричинити деформацію рами або порушити гарантійні вимоги виробника панелі.

Крок 9. Монтаж наступних панелей

Наступний модуль установлюють поруч із першим і фіксують середнім притиском.

Середній притиск одночасно утримує рами двох сусідніх панелей та формує потрібний міжмодульний проміжок.

Під час монтажу кожного модуля перевіряють:

• положення відносно попереднього;

• однакову ширину проміжків;

• відсутність перекосу;

• надійність притисків;

• правильне розташування кабелів.

Після встановлення останньої панелі ряд закривають крайніми притисками.

Крок 10. Прокладання кабелів

Кабелі закріплюють під модулями так, щоб вони:

• не лежали на металочерепиці;

• не торкалися гострих країв;

• не провисали у водовідвідні канали;

• не стискалися рамами та притисками;

• не перебували під постійним натягом;

• були захищені від механічних пошкоджень.

Роз’єми не можна залишати без опори або класти безпосередньо на покрівлю. Для фіксації використовують спеціальні кліпси, хомути та кабельні тримачі, придатні для зовнішньої експлуатації.

Крок 11. Зрівнювання потенціалів та електромонтаж

Металеві рами, профілі та інші струмопровідні частини з’єднують відповідно до проєкту електробезпеки.

Схема може передбачати:

• захисне зрівнювання потенціалів;

• заземлення монтажної системи;

• захист від перенапруг;

• блискавкозахист;

• DC-вимикачі;

• автоматичні захисні пристрої;

• маркування кабельних ліній.

Вимоги залежать від конфігурації СЕС, інвертора, конструкції будівлі та чинних норм. Електричне підключення повинен виконувати кваліфікований спеціаліст.

Додаткові вимоги до монтажу, кріплення та електричного з’єднання елементів наведені в інструкції K2 Systems.

Крок 12. Завершальна перевірка

Після механічного монтажу перевіряють:

• затягування всіх з’єднань;

• положення крайніх і середніх притисків;

• геометрію рядів;

• герметичність проходів через покрівлю;

• стан металочерепиці;

• фіксацію кабелів;

• відсутність металевої стружки;

• цілісність захисних покриттів;

• наявність передбачених зазорів;

• маркування електричних ліній.

Результати огляду бажано зафіксувати фотографіями. Особливу увагу приділяють кожному місцю проходження кріплення через покрівельний лист.

Як забезпечити герметичність даху

Герметизація — один із найвідповідальніших етапів монтажу на металочерепиці.

Надійний вузол передбачає:

1. Правильно вибране місце проходження кріплення.

2. Отвір відповідного діаметра.

3. Якісний EPDM-ущільнювач.

4. Рівне встановлення шпильки.

5. Контрольоване затягування.

6. Відсутність деформації покрівельного листа.

7. Захист місць пошкодження полімерного покриття.

Покладатися лише на нанесений зверху герметик не варто. Він може бути додатковим компонентом конкретного монтажного вузла, але не повинен компенсувати неправильний отвір, перекошену шпильку або пошкоджену прокладку.

Після першого сезону експлуатації доцільно оглянути місця кріплення з боку покрівлі та горища.

Як визначають крок кріплень

Крок між шпильками або кронштейнами не вибирають приблизно. На нього впливають:

• розміри фотомодуля;

• маса панелі;

• довжина та жорсткість профілю;

• крок крокв;

• кут нахилу даху;

• висота будівлі;

• вітрове навантаження;

• снігове навантаження;

• розташування системи на скаті;

• відстань від краю покрівлі.

У центральній та крайовій частинах даху схема опор може відрізнятися. Найбільше вітрове відривне зусилля часто діє біля карнизів, фронтонів і кутів.

Збільшувати крок опор для економії кріплень без перерахунку не можна. У такому разі профіль може надмірно прогинатися, а навантаження на окрему шпильку перевищить допустиме.

На якій відстані від металочерепиці встановлюють панелі

Між покрівлею та фотомодулями залишають вентиляційний проміжок. Він забезпечує:

• циркуляцію повітря;

• відведення тепла від панелей;

• просихання поверхні покрівлі;

• простір для кабельних трас;

• можливість огляду окремих вузлів.

Висота проміжку залежить від монтажної системи, профілю металочерепиці та адаптерів. Зменшувати її шляхом самовільного вкорочення опор не слід.

Надмірне підняття панелей також небажане, оскільки воно збільшує вітрове навантаження. Висота конструкції повинна відповідати проєкту.

Типові помилки під час монтажу

Кріплення лише до металевого листа

Металочерепиця є покрівельним покриттям, а не повноцінною несучою основою. Якщо система не має спеціально підтвердженого рішення для прямої фіксації, кріплення повинно передавати навантаження на крокви або прогони.

Свердління без перевірки положення крокв

Отвір поруч із несучим елементом не забезпечить необхідної міцності. Крім того, зайвий отвір доведеться окремо герметизувати.

Надмірне затягування ущільнювача

Сильно деформована EPDM-прокладка може втратити правильну форму, а металочерепиця — прогнутися навколо кріплення.

Відсутність розрахунку навантажень

Рівномірно розташовані опори не завжди відповідають фактичному вітровому впливу на різні ділянки покрівлі.

Неправильне положення притисків

Крайні та середні затискачі повинні встановлюватися лише в дозволених виробником модуля зонах.

Відсутність температурних розривів

Довгі металеві напрямні змінюють довжину під час нагрівання та охолодження. Без правильно виконаних стиків вони можуть деформуватися або створювати додаткові зусилля у кріпленнях.

Кабелі лежать на покрівлі

Постійний контакт із нагрітим металом, водою та гострими краями прискорює пошкодження ізоляції.

Монтаж на зношену металочерепицю

СЕС розрахована на тривалу експлуатацію. Якщо покрівля вже має значну корозію або протікання, її необхідно відремонтувати до встановлення панелей.

Що потрібно для підбору комплектуючих

Щоб правильно укомплектувати систему, потрібно надати:

• розміри скатів;

• кут нахилу даху;

• тип і профіль металочерепиці;

• схему крокв або прогонів;

• крок несучих елементів;

• кількість і розміри панелей;

• орієнтацію модулів;

• план їхнього розміщення;

• висоту будівлі;

• регіон установлення;

• фотографії покрівлі;

• інформацію про перешкоди на даху.

За цими даними визначають тип опор, довжину профілів, кількість притисків, схему стиків і потрібну кількість кріплень.

Надійна система для металевої покрівлі

Монтаж сонячних панелей на металочерепицю починається не зі свердління даху, а з обстеження покрівлі, розрахунку навантажень і вибору сумісної системи. Опори повинні бути закріплені до несучих елементів, місця проходження через лист — герметизовані, а профілі та притиски — установлені відповідно до проєкту.

У розділі комплектуючих для сонячних станцій представлені профілі та металеві конструкції для монтажу дахових СЕС. Комплектацію потрібно підбирати за параметрами покрівлі, розмірами фотомодулів і розрахунковими навантаженнями.

Ярослав Кучер | Інженер

Напрямки

проєктування металоконструкцій, конструкції для сонячних станцій, профнастил і металочерепиця, ЛСТК, холодний прокат, фасадні та покрівельні системи, монтаж і транспортування, стандарти якості, технічні розрахунки

Мови

українська, англійська

Про себе

Інженер компанії «Металіка Профіль» із досвідом у проєктуванні металевих конструкцій. Спеціалізується на технічних розрахунках, розробці конструкцій для сонячних станцій, профнастилу та ЛСТК