Kommerzielle Dachsolarprojekte in den Vereinigten Staaten neigen dazu, Regale zu verwenden, die Photovoltaikanlagen in Landschaftsausrichtung platzieren. Es ist die beliebte Option, um die Leistungsdichte eines Solarprojekts innerhalb der Brüstungen eines kommerziellen Daches zu maximieren. Die Installation von Modulen im Querformat minimiert die Höhe eines Arrays und reduziert die zwischenreihigen Schattierungen und den Abstand zwischen Solarpanelreihen.
Die Installation von Modulen im Hochformat ist in den Vereinigten Staaten nicht so üblich, aber es ist in bestimmten Klimazonen und auf bestimmten Arten von Flachdächern nützlich. Viele Hochformat-orientierte Solarprojekte finden sich in Lateinamerika, wo Häuser flache Betondächer mit Hindernissen haben, die nicht förderlich sind, lange Spannen von Landschaftspaneelreihen zu legen, insbesondere wenn das Dach nicht mit dem Gewicht von Ballast umgehen kann.
Quelle: SunModo
Die Installation von Hochformat-Solarmodulen ist im Wesentlichen die gleiche wie im Querformat, wobei der größte Unterschied das Regalsystem ist. Die Installation variiert je nach Modell, aber die Schritte bleiben die gleichen: Regale werden am Dach befestigt, indem sie an einer strukturellen Stütze befestigt werden, mit Vorschaltgeräten beschweren oder beides kombinieren. Im Hochformat werden Module auf das Regal gelegt und mit Klemmen an der Längsseite des Plattenrahmens gesichert.
"Die kurzseitige Klemmung [im Hochformat] erlaubt einfach nicht die gleichen Belastungswerte wie die Klemmung in den richtigen Längsseiten, insbesondere in diesen nördlichen Regionen, in denen Schneelast oder übermäßige Windlast herrscht", sagte Mike O'Brien, Engineering Manager bei TerraGen Solar.
TerraGen Solar ist ein Hersteller von Regalen mit Sitz in New Tecumseth, Ontario, Kanada, und produziert Regale, die für Hochformat-Modulausrichtung optimiert sind. TerraGen wurde in 2009 als kommerzielles EPC gegründet und entwickelte schließlich eigene kommerzielle Dachträger. In 2017 hörte es die Installation auf und verkauft jetzt streng seine Montagestrukturen.
O'Brien empfiehlt, bei landschaftsorientierten Projekten in Klima mit starkem Wind und Schnee keine Klemmen auf der kurzen Seite von Modulen zu verwenden, da die Gefahr besteht, Mikrorisse zu entwickeln. Diese können im Laufe der Zeit zu drastischen Ausfällen von Systemen führen, die nicht auf extreme Umweltbelastungen getestet wurden.
Die Regalschienen von TerraGen, die die Paneele stützen, können auf oder von der Basisschiene montiert werden, und das Regal unterstützt auch Dual-Tilt- oder Ost-West-Panel-Layouts.
"Es gab einen Übergang in der Regalbranche, weg von schienenbasierten Systemen. Der Branchentrend hin zu fußbasierten Systemen, der für uns als Installateur zu der Zeit zu höheren Installationskosten führte, weil wir erhöhten Vorschaltanforderungen ausgesetzt waren, da die Montagesysteme weniger strukturell steif waren und die Arbeitszeit für die Installation der Systeme erhöht wurde", sagte Darren Jones, General Manager von TerraGen Solar.
SunModo, ein Solarmontagehersteller aus Vancouver, Washington, produziert Regale für verschiedene Anwendungen, einschließlich eines, das Paneele im Hochformat für kleinere Flachdächer ausrichtet. Das SMR Tilt Up System ist ebenfalls schienenbasiert und ähnelt Geländerregalen, die bei Schrägdach-Solarprojekten zu finden sind. Es verwendet zwei Montageschienen pro Plattenreihe und jede Schiene wird mit einem Satz Beine vom Dach gehoben, die vorne kürzer und hinten länger sind, um die Paneele zu kippen. Tilt Up wurde entwickelt, um auf Dächern mit geringem Gewicht zu arbeiten, so dass seine Beine mit SunModos proprietären NanoMount-Aufsätzen am Dach befestigt werden.
"Ich würde sagen, es ist definitiv eine Nische. Sie werden sie wirklich nur auf ziemlich kleinen kommerziellen Flachdachprojekten sehen, oder vielleicht seltener auf einem Wohndach", sagte Steve Mumma, CEO von SunModo. "Meistens aber auf kleineren gewerblichen Flachdächern, wahrscheinlich im 100-kW-Bereich."
Portraitorientierte Projekte hängen vom Standort ab
Je weiter nördlich ein Staat liegt, desto wahrscheinlicher ist es, dass er in den Wintermonaten regelmäßig Schnee fällt. Das hindert Solarinstallateure nicht daran, Module auf Dächern zu platzieren, aber angesammelter Schnee kann Module daran hindern, Strom zu produzieren. Ein Installateur hat herausgefunden, dass die Installation von Platten im Hochformat das Problem des Schneeschuppens löst und einige andere Vorteile gegenüber der Landschaft hat.
Arch Solar C&I, der kommerzielle und industrielle Installationsarm von Arch Electric aus Wisconsin, installiert ausschließlich kommerzielle Dachsolarprojekte in Hochformat, hauptsächlich wegen des Klimas im Bundesstaat. In seinen frühen Tagen installierte Arch Solar einige Projekte in der Landschaft und stellte fest, dass Schnee nicht von den Panels rutschte, was die Produktion im Winter beeinträchtigte.
"Ich hatte es wirklich satt, dass Leute Fotos machten und schickten, 'Ope, hier ist ein weiteres Sonnensystem in Wisconsin, das wieder gut funktioniert', sagte Dan Steinhardt, Projektentwickler bei Arch Electric. "Es hat nur mein Argument zerstört, dass Solarenergie die ganze Zeit funktionieren könnte."
Das Unternehmen suchte nach weiteren Regaloptionen und wurde TerraGen vorgestellt. Obwohl Arch und TerraGen durch die US-kanadische Grenze, zwei Great Lakes und den gesamten Bundesstaat Michigan getrennt sind, sind die Unternehmen in ähnlichen Breiten und Klimazonen ansässig. TerraGen war einst Solarunternehmer und wusste, wie es ist, kommerzielle Dachprojekte unter Berücksichtigung von Schneefällen zu installieren. Seit dem ersten Treffen hat Arch jedes kommerzielle Dachprojekt im Hochformat mit TerraGen Regalen installiert.
"Unsere Konkurrenten werden wahrscheinlich etwas dagegen harfen. "Im Winter gibt es nicht viel Sonnenlicht, warum sollte man die Ausrichtung ändern, man verliert die Leistungsdichte", so Steinhardt. "Einige der Argumente können je nach Dachfläche Wasser halten, aber in vielen Fällen nicht wirklich, und es ist fast besser, für eine höhere Effizienz im Vergleich zur Leistungsdichte zu schießen."
Arch erreicht diese Effizienz durch den Einsatz zweifazialer Module auf Flachdachprojekten. Das Unternehmen verfolgte die Produktion von zwei Solaranlagen, die es installiert hatte. Ein 199,9-kW Landschaftssolarprojekt, das im 2019 für die Stadt Whitefish Bay installiert wurde, hat im Durchschnitt 1,151 kWh pro Kilowatt produziert, seit es online ist. Das Array verwendet monofaziale Module und wurde in 10° Neigung installiert. Vergleichen Sie das mit einem 340-kW-Hochformat-Solarprojekt, das in 2021 in Oregon, Wisconsin installiert wurde, das durchschnittlich 1.290 kWh pro Kilowatt produziert hat. Die bifazialen Module wurden in einer 23°-Neigung installiert, damit sich Schnee nicht auf dem Glas ansammelt.
Die längere Spannweite und potenziell höhere Neigung von Hochformat-Modulen bedeutet auch, dass zwischen den Plattenreihen wahrscheinlich mehr Platz ist. Mit größeren Gehwegen haben die Crews einen einfacheren Zugang unter den Paneelen zur Wartung.
"Sie können ohne Demontage dorthin zurückkehren. Wenn ein Optimierer kaputt geht, können Sie einfach dorthin zurückkehren, ein paar Reißverschlüsse abschneiden und ihn auswechseln", sagte Andrew Holmstrom, Leiter Projektentwicklung, Arch Solar C&I. "Sie müssen nicht alle Schrauben lösen, die Module hochheben und trennen."
Selbst bei der längeren Ebene eines Hochformatmoduls wurden diese Systeme in Gebieten mit starkem Wind und Niederschlag eingesetzt. Das höhere Profil von Flachdach-Arrays mit Hochformat-Modulen hindert sie nicht zwangsläufig daran, die Standards für Windlasten zu erfüllen.
"Im Allgemeinen haben die Codes und Standards für Flachdach-Solaranlagen und die Bauvorschriften für die USA und Kanada ihre Beschränkung, wie hoch man von der Dachterrasse sein kann", sagte TerraGen O'Brien. "Solange man darunter liegt, arbeitet man im Rahmen ihrer Richtlinien. Obwohl ich sicher bin, dass es eine andere Winddynamik gibt, um etwas höher vom Dachdeck zu sein, zeigt sich dies nicht in den tatsächlichen Berechnungen."
Es ist unwahrscheinlich, dass die Hochformat-Panel-Ausrichtung die Landschaft in der kommerziellen Dachsolaranlage in den USA überholt. Aber es wird Dächer mit Hindernissen und geringen Tragfähigkeiten geben, bei denen ein skaliertes Portraitprojekt sinnvoll ist, insbesondere in schneereichen Klimazonen.
