0

Plaatsing van pv-panelen op platte daken - 308

Het juist toepassen van pv-panelen op platte daken.

OPLOSSINGSRICHTINGEN

Constructie en optimale afstand

Constructie
Speciaal ontwikkelde platdakconsoles en andere draagconstructies maken het mogelijk de zonnepanelen eenvoudig in de ideale positie en in de richting van de zon te plaatsen. Platte daken zijn bij uitstek geschikt voor het plaatsen van zonnepanelen. De console (zie figuur 1) kan los op het dak staan als men deze verzwaard met tegels of grind: ‘ballastgewicht’. Het dak moet wel bestand zijn tegen het gewicht van de verzwaarde constructie: de pv-panelen, de draagconstructie en het ballastgewicht. Het noodzakelijke ballastgewicht is sterk afhankelijk van de toepassingssituatie en wordt gebaseerd op drie zogenaamde ‘bezwijkingsoorzaken’: kantelen, optillen en verschuiven van het pv-systeem. Voor elk van deze bezwijkingsoorzaken wordt vervolgens het benodigde ballastgewicht bepaald. De hoogste waarde van deze drie is bepalend voor het minimaal vereiste ballastgewicht.

In de NVN 7250 staat in Bijlage B een methode voor de berekening van het benodigde ballastgewicht. Dit gewicht wordt in hoofdzaak bepaald door vier factoren:

  1. locatie en gebouwvorm- en hoogte waarop het pv-systeem is geplaatst;
  2. uitvoering van het systeem, zoals de hoek waaronder de panelen zijn geplaatst en de uitvoering van de draagconstructie (open of gesloten);
  3. plaats van het pv-systeem op het dak (vlak bij rand of in het midden); omdat zich bij de rand onvoorspelbare windeffecten kunnen voordoen, kan men beter voldoende afstand houden (minimaal 1 meter) van de rand;
  4. wrijving tussen de pv-draagconstructie en de ondergrond, wat afhankelijk is van de toegepaste materialen.

De wrijvingsweerstand tussen draagconstructie en dakoppervlak wordt sterk bepaald door de toegepaste materialen. In de NVN 7250 is hiervoor een veilige waarde aangehouden van 0,3. Indien dit leidt tot een te hoog ballastgewicht voor de betrokken constructie, is het wenselijk om de daadwerkelijke wrijvingsweerstand te laten onderzoeken.

Figuur 1 laat een console zien die speciaal is ontwikkeld voor platte daken. Op de console, vervaardigd van polyethyleen, is een zonnepaneel te monteren. Door de vorm van de bak ligt het zonnepaneel na plaatsing in de ideale hellingshoek. Door meerdere consoles naast elkaar te plaatsen kunnen rijen zonnepanelen op een plat dak worden geplaatst. Men hoeft de consoles, indien ze met ballast worden gevuld, niet aan het dak te verankeren.

Figuur 1 Console voor plaatsing van pv-panelen op platte daken.

Bij geballaste systemen blijft de bestaande dakconstructie door het plaatsen van de zonnepanelen in stand. Problemen met daklekkages door het monteren van de pv-systemen komen dan niet voor. Als de onderliggende dakconstructie echter te zwak is om de geballaste pv-systemen te kunnen dragen, kan men het systeem ook aan het dak bevestigen. Zie figuur 2. Ook hier geldt dat de bevestiging stevig genoeg moet zijn om de berekende windbelasting aan te kunnen.

Figuur 2 Mechanisch bevestigde zonnepanelen op een plat dak.

Optimale afstand
Als de rijen zonnepanelen op het platte dak (‘arrays’) te dicht op elkaar staan, worden ze door elkaar beschaduwd. Hierdoor neemt de energieopbrengst af. Als ze echter te ver van elkaar af zijn geplaatst, wordt onvoldoende gebruik gemaakt van de beschikbare oppervlakte en neemt ook de energieopbrengst af. Er is dus een optimale afstand tussen de paneelrijen. Hierbij is de energieopbrengst maximaal in relatie tot het beschikbare dakoppervlak. Tabel 1 geeft op basis van een simulatiestudie de optimale afstand weer voor de verschillende hellingshoeken en afmetingen van de toegepaste zonnepanelen. Hierbij is naast de directe zoninstraling ook rekening gehouden met diffuse straling.

Tabel 1: Optimale afstand tussen pv-arrays.

Optimale afstand tussen pv-arrays
Hellingshoek (a) Verhouding
Array-afstand (d)/ paneellengte (l)
0 1.0
5 1.3
10 1.7
15 2.0
20 2.3
25 2.6
30 2.9
35 3.1
40 3.4
45 3.5
50 3.7
55 3.9
60 4.0
65 4.1
70 4.1
75 4.1
70 4.1
75 4.1
90 4.1

Rekenvoorbeeld: een pv-paneel met een lengte van 1,4 meter, dat onder een hellingshoek van 15° wordt geplaatst, moet volgens de tabel een verhouding tussen lengte en afstand van 2,0 (zie tabel 1) hebben. De optimale afstand tussen de rijen is dus 2,0 * 1,4 = 2,8 meter. Let op, de afstand tussen de paneelrijen wordt gemeten tussen de onderzijden van de betreffende zonnepanelen (zie ook figuur 3).

Figuur 3 pv-array: bepaling hellingshoek (a), paneellengte (l) en array-afstand (d).

ACHTERGROND

Platte daken zijn bij uitstek geschikt voor het plaatsen van zonnepanelen. De panelen zijn eenvoudig in de ideale hellingshoek en in de richting van de zon te plaatsen. De zonnepanelen op platte daken veranderen het aanzicht van een woning of gebouw meestal niet omdat ze vanaf de straat vrijwel onzichtbaar zijn. Hierdoor zullen nagenoeg nooit problemen met het afgeven van bouwvergunningen ontstaan. Verder kunnen de zonnepanelen altijd in een optimale oriëntatie en hellingshoek worden geplaatst. Dit komt de elektriciteitsproductie ten goede. Bij gebruik van het dak voor zonnepanelen is aandacht voor enkele kritische factoren van belang.

AANDACHTSPUNTEN

  • De dakdoorvoeren voor kabels moeten, ter voorkoming van vochtproblemen in de dakconstructie, water-, lucht- en dampdicht worden afgewerkt. Essentieel daarbij is dat de bekabeling via een manchet luchtdicht wordt aangesloten op de dampremmende laag aan de binnenzijde van de dakconstructie.
  • Gebruik om het gewicht van het pv-systeem te verdelen tegeldragers onder de draagconstructie, ter voorkoming van het indrukken en beschadigen van het dak.
  • Breng het grind na montage van het daksysteem weer op de plaats terug, in verband met bescherming van de dakbedekking tegen UV-straling.
  • Zorg dat het regenwater op het dak onbelemmerd (door het zonne-energiesysteem) blijft doorstromen naar de afvoer.
  • Maak goede afspraken over de garantieverplichtingen met het bedrijf dat het dak gemonteerd heeft!