Kirchdorf/Haag (Almanya), Haziran, 2022. Verim açısından bakıldığında, ekvator bölgesi fotovoltaik sistemler için ideal bir konumdur. Dünyanın hiçbir yerinde güneş ışığı süresi ve yoğunluğu tropik bölgelerde olduğu kadar yüksek değildir. Ancak, bir sorun var: Yaz sonu ve sonbaharda bu bölgelerde, düzenli olarak saatte 200 kilometrenin üzerinde rüzgar hızına sahip tropikal siklonlar meydana gelmektedir. Bu durum ciddi ve maliyetli bir hasar tehdidi oluşturmaktadır. Schletter Group’un uzmanı ve CTO’su Cedrik Zapfe, "kasırgaya dayanıklı" fotovoltaik sistemlerinin burada nasıl kurulabileceğini ve neyin önemli olduğunu açıklıyor.

1. Yerel standartlara uyun

Çoğu ülkede, diğer şeylerin yanı sıra, bölgede etkili olan rüzgar yüklerine ilişkin yerel standartlar vardır. Bu standartlar, tesisatın statik hesaplamasının temelini oluşturmaktadır. Bu, örneğin açık alan rafları için direk aralıkları ve modül kelepçeleri için gerekli matematiksel doğrulamalar ve daha pek çok şeyle sonuçlanır.

2. Toprak durumunu kontrol edin

Ancak, sistem kelimenin tam anlamıyla "kum üzerine inşa edilmişse" en iyi statik hesaplamanın bile hiçbir faydası yoktur. Bunun nedeni, sisteme etki eden tüm kuvvetlerin direkler tarafından emilmesi ve zemine yayılması gerektiğidir. Ve zemin, yüksek rüzgar hızlarında genellikle zincirin en zayıf halkasıdır. Bir kasırga güneş modüllerinin üzerinden geçerse, uçak kanadına benzer şekilde bir emme etkisi oluşur. Sistemin temelleri üzerinde muazzam gerilme ve kaldıraç kuvvetleri etkili olur ve bu da temellerin gevşemesine ve hatta zeminden çekilmesine yol açabilir.

Bu nedenle her ciddi planlamanın temelinde, toprak koşullarının hassas bir şekilde araştırılması yer alır. Bu genellikle, diğer şeylerin yanı sıra toprağın yapısını, bileşimini ve gözenekliliğini analiz eden bir jeolojik araştırma yoluyla yapılır. Uzman görüşü ya uzman bir hizmet sağlayıcı tarafından ya da ilgili deneyime sahip olması koşuluyla montaj sistemi üreticisi tarafından hazırlanır. Bu, gerekli doğrulamalar da dahil olmak üzere kurulumun genel statiğine yönelik bir teknik belirtimle sonuçlanır.

3. Statik hesaplama - temel bilgilerden haberdar olun

Sistemin müteakip statik hesaplamasında, öncelikle yük etkisi olarak adlandırılan tarafın tam olarak anlaşılması önemlidir: Rüzgar yükleri nerededir ve her şeyden önce nasıl etki eder? Yerel teknik standartlardan beklenen rüzgar hızları madalyonun sadece bir yüzüdür. Bunlar hangi kuvvetlerin oluşabileceğini gösterir, ancak bu kuvvetlerin münferit bileşenler üzerinde gerçekte nasıl etki ettiğini göstermezler. Bunu araştırmak montaj hizmeti sağlayıcının görevidir. Bu nedenle kapsamlı rüzgar tüneli testleri, yüksek kaliteli sistem üreticileri için ürün geliştirmenin ayrılmaz bir parçasıdır. Süreçte elde edilen veriler yardımıyla kuvvet etkisi tam olarak hesaplanabilmektedir. Tüm bileşenlerin dikkate alınması önemlidir. Uygulamada, örneğin sadece profillerin taşıyabileceği yükler kontrol edilirken, makaslar ve modül kelepçeleri gibi diğer bileşenler ihmal edilmektedir.

Hesaplama için ikinci önemli parametre, bileşen direnci tarafı olarak adlandırılan, yani münferit bileşenlerin yük taşıma kapasitesidir. Burada da saf hesaplama modelleri yeterli olmayıp test edilmelidir. Bunun nedeni: Fotovoltaik sistemleri planlanırken, inşaat sektöründe yaygın olarak kullanılan standartlar ve hesaplama yöntemleri sınırlarına ulaşmaktadır. Bunun arka planında, bir fotovoltaik sistemin mükemmel koşullar altında bir montaj salonunda değil, açık havada kurulması yatmaktadır. Bu nedenle, örneğin engebeli arazide kazıklı temellerin oturtulmasında toleranslar kaçınılmaz olarak klasik yapı mühendisliğinden daha büyüktür.

Bu nedenle tedarikçi, ürün geliştirmenin bir parçası olarak kapsamlı bileşen testlerine büyük önem vermektedir. Saygın tedarikçiler, ürün geliştirme sırasında bileşen dirençlerini, bileşenlerin yük altındaki fiziksel davranışlarının ayrıntılı bir şekilde simüle edildiği ve hesaplandığı "sonlu elemanlar yöntemi" kullanarak test eder ve hesaplar. İdeal olarak, gerçek stres testleri de eklenmelidir. Bu da geliştirme sürecini daha zahmetli kılar. Bununla birlikte, bir montaj sisteminin ekstrem koşullar altında bile planlandığı gibi 25, 30 ve hatta 40 yıl dayanması önemli bir ön koşuldur.

4. Hassas montaj talimatları

Hesaplanan ögelerin pratikte de işlev gösterdiğinden emin olmak için, sistem elbette şantiyede profesyonel olarak monte edilmelidir. Bunun için, özellikle montaj genellikle üçüncü taraf şirketler tarafından yapıldığından, ilgili teknik çizimlerle birlikte kesin ve kapsamlı dokümantasyon ve montaj talimatları sağlanması çok önemlidir. Bu çizimler sadece ayrıntılı montaj talimatlarını içermez. Vidaların doğru sıkma torku gibi hata kaynaklarına da işaret ederler.

5. Şantiyede: Doğaçlama yapın - ama doğru yapın

Şantiyedeki planlamanın yüzde 100 tam olarak uygulanabildiği neredeyse hiçbir açık alan fotovoltaik projesi yoktur. Neredeyse her zaman sizi yer yer plandan sapmaya zorlayan öngörülemeyen zorluklar vardır. Örneğin, zeminde sık sık kayalara rastlar ve bu nedenle de bazı kazıklı temelleri planlandığı gibi yerleştiremezsiniz.

Ancak yine de statiği garanti altına alacak şekilde şantiyede doğaçlama yapabilme becerisine sahip olmak önemlidir. Bu, montaj üreticisi tarafından sağlanan duyarlı ve deneyimli bir "satış sonrası destek" ile mümkün kılınır. İdeal olarak, planlamaya zaten dahil olan teknisyenler alternatif çözümlerin hesaplanması ve uygulanmasıyla da ilgilenir.

6. Statik bir soruna dönüşebilir: Korozyon

Tropik bölgeler sadece olası rüzgar yükleri açısından ekstrem bir bölge değildir. Atmosfer de çelik bileşenler için dünyanın diğer hemen her yerinden daha agresiftir. Öncelikle, kıyı bölgelerindeki hava, korozyonu büyük ölçüde kolaylaştıran ve hızlandıran çok yüksek bir klorür içeriğine sahiptir. Buna ek olarak, yüksek nem oranı vardır ve sabah ve akşam saatlerinde bina bileşenleri üzerinde sıklıkla yoğuşma oluşur. Metal parçalar için aşırı stres yaratan bu iki olay, kıyı bölgelerinde eşzamanlı olarak meydana gelir.

Geleneksel korozyon koruması bu tür ağır koşullar altında yalnızca birkaç yıl dayanır. Kaplama "çıktığında", çukurlaşma ve hatta münferit bileşenlerin arızalanma riski vardır. Bu da gösteriyor ki; dayanıklılık tropik bölgelerde diğer yerlere göre daha önemlidir. Bundan dolayı, tropikal yüksek rüzgarlı bölgelerde, bu agresif koşullarla başa çıkabilen özellikle dayanıklı ve dirençli bir korozyon koruması sağlanması zorunludur.

Sağlam montaj sistemi, yatırımı güvence altına alır

Tropikal bölgelerdeki fotovoltaik sistemler ortalamanın üzerinde verime sahiptir. Aynı zamanda kasırga, şiddetli yağmur, nem ve korozyon gibi ortalamanın üzerinde risklere maruz kalmaktadırlar. Bu nedenle yatırımcılar ve proje geliştiricileri montaj sistemini seçerken ve planlarken çok dikkatli olmalıdır. Basit bir hesaplama bunun neden değerli olduğunu göstermektedir: Montaj sistemi toplam yatırımın yalnızca yaklaşık yüzde 10’unu, modüller ise yaklaşık yüzde 70’ini oluşturmaktadır. Bu noktada öncelikleri yanlış belirleyenler, pahalı bir karmaşa riskiyle karşı karşıya kalırlar.