Dynamiczny rozwój energetyki odnawialnej sprawia, że inwestorzy coraz częściej decydują się na instalacje fotowoltaiczne montowane bezpośrednio na gruncie. Wybór odpowiedniej konstrukcji pod panele fotowoltaiczne zależy jednak nie tylko od wielkości instalacji czy kąta nachylenia, ale w dużej mierze również od rodzaju podłoża, na którym planowany jest montaż. To właśnie typ gruntu determinuje szereg decyzji technologicznych, wpływających zarówno na trwałość instalacji, jak i na koszty całego przedsięwzięcia.
Charakterystyka gruntów a wybór konstrukcji pod panele fotowoltaiczne
Dobór odpowiedniego rozwiązania montażowego w dużej mierze zależy od tego, z jakim typem gruntu mamy do czynienia. Inwestorzy muszą brać pod uwagę nośność, stabilność oraz przepuszczalność gruntu, a także jego podatność na przemarzanie. Właściwa analiza geotechniczna to pierwszy i kluczowy etap każdej inwestycji, który wpływa bezpośrednio na wybór odpowiedniej konstrukcji pod panele fotowoltaiczne.
Na gruntach o dobrej nośności – takich jak zwarte gliny lub stabilne żwiry – możliwe jest zastosowanie prostych i szybkich systemów montażowych, opartych np. na wbijanych palach stalowych. Inaczej sytuacja wygląda w przypadku terenów o słabej strukturze, jak torfy, gleby organiczne czy luźne piaski – tutaj wymagane są często fundamenty betonowe lub konstrukcje balastowe, które zapewniają odpowiednie obciążenie i stabilność.
Warto podkreślić, że różne rodzaje gruntów mogą wpływać także na kąt ustawienia instalacji czy konieczność stosowania wzmocnień poprzecznych, co przekłada się na koszty i czas realizacji projektu. Dobór nieodpowiedniej technologii może skutkować nie tylko dodatkowymi nakładami finansowymi, ale również ryzykiem destabilizacji konstrukcji w dłuższej perspektywie.
Montaż na gruncie skalistym, gliniastym i piaszczystym – różnice technologiczne
Każdy z typów gruntu stawia przed wykonawcą inne wyzwania techniczne, które wpływają na sposób przygotowania terenu, użycie odpowiednich narzędzi oraz wybór metody zakotwienia konstrukcji.
Na gruncie skalistym:
-
Konieczne jest wiercenie otworów pod kotwy lub użycie specjalistycznych śrub fundamentowych z ostrzem tnącym.
-
Czas montażu znacząco się wydłuża ze względu na twardość podłoża.
-
Często trzeba korzystać z ciężkiego sprzętu, co zwiększa koszty realizacji.
Na glinie:
-
Gliny mają dobrą nośność, ale są podatne na przemarzanie i pęcznienie, co może wpływać na stabilność słupów montażowych.
-
W takich warunkach preferuje się palowanie głębokie lub stosowanie kotew śrubowych z zabezpieczeniami przeciwprzemarzaniowymi.
-
Ważne jest odpowiednie odwodnienie gruntu, by uniknąć zalegania wody wokół fundamentów.
Na piasku:
-
Grunty piaszczyste charakteryzują się dużą przepuszczalnością, ale niską spoistością.
-
Stosuje się systemy z dłuższymi palami, wbijanymi głęboko, by osiągnąć stabilność.
-
W miejscach narażonych na silne wiatry preferuje się konstrukcje balastowe lub uzupełniające zbrojenia gruntowe.
Różnice w montażu konstrukcji fotowoltaicznych na różnych typach gruntu wynikają więc nie tylko z uwarunkowań technicznych, ale również z potrzeby zapewnienia trwałości i bezpieczeństwa instalacji w trudnych warunkach środowiskowych.
Wyposażenie i narzędzia niezbędne do montażu na różnych podłożach
Wybór odpowiedniego wyposażenia montażowego jest nieodłącznie związany z typem gruntu, na którym realizowana jest inwestycja. Każde podłoże wymaga indywidualnego podejścia technologicznego, a tym samym także specjalistycznych narzędzi, które umożliwią sprawną i bezpieczną instalację konstrukcji pod panele fotowoltaiczne.
Na twardych gruntach skalistych niezbędne są:
-
Wiertnice o wysokim momencie obrotowym do wykonywania głębokich odwiertów w skale.
-
Śruby fundamentowe o wzmocnionej konstrukcji, wyposażone w ostrza lub pierścienie tnące.
-
Młoty hydrauliczne do osadzania kotew w litej skale.
Na gruntach piaszczystych i luźnych konieczne będzie użycie:
-
Palownic do wbijania profili stalowych na głębokość przekraczającą 1,5 metra w celu zapewnienia stabilności.
-
Urządzeń pomiarowych do kontroli pionu i poziomu – ze względu na osiadanie gruntu pomiary muszą być wykonywane wielokrotnie.
-
Zagęszczarek mechanicznych przy pracach przygotowawczych w strefie fundamentowania.
W przypadku glin o zmiennej wilgotności stosuje się:
-
Wiertnice z głowicami spiralnymi do szybkiego przemieszczania urobku.
-
Ręczne urządzenia wspomagające zakotwienie w miękkich warstwach powierzchniowych.
-
Systemy kotew z podwójnym zabezpieczeniem – mechaniczne i chemiczne.
Wybór sprzętu i akcesoriów montażowych ma niebagatelne znaczenie dla jakości wykonania oraz żywotności instalacji. Odpowiednie narzędzia to nie tylko efektywność, ale przede wszystkim bezpieczeństwo użytkowania oraz możliwość przeprowadzenia prac w zgodzie z normami technicznymi. Na tym etapie szczególnie ważne jest, by wykonawca miał doświadczenie w dopasowywaniu technologii do warunków gruntowych, ponieważ każda pomyłka skutkuje trudnymi do usunięcia błędami konstrukcyjnymi.
Jakie są koszty i ryzyka związane z montażem konstrukcji fotowoltaicznych na trudnych terenach?
Decydując się na instalację systemu PV na gruncie, inwestor powinien być świadomy, że wybór trudnego podłoża może znacząco wpłynąć na budżet całego przedsięwzięcia. Zwiększone nakłady finansowe wiążą się nie tylko z koniecznością stosowania droższych rozwiązań technicznych, ale również z ryzykiem wydłużenia harmonogramu prac.
Najczęstsze źródła wzrostu kosztów to:
-
Konieczność przeprowadzenia szczegółowych badań geotechnicznych i analiz stabilności gruntu.
-
Wymóg zastosowania niestandardowych konstrukcji pod panele fotowoltaiczne, często prefabrykowanych i dostosowywanych do warunków lokalnych.
-
Wynajem specjalistycznego sprzętu budowlanego, którego koszt wzrasta wraz z głębokością i twardością podłoża.
W przypadku błędów na etapie projektowym pojawiają się również ryzyka konstrukcyjne:
-
Osuwanie się gruntu wokół kotew, prowadzące do przechyłów lub osiadań całych rzędów paneli.
-
Korozja elementów metalowych w wyniku nadmiernego zawilgocenia gruntu (np. w przypadku glin i iłów).
-
Utrudnione prace serwisowe i rewizyjne, szczególnie w rejonach o nierównym ukształtowaniu terenu.
Różnice w montażu konstrukcji fotowoltaicznych na różnych typach gruntu przekładają się więc bezpośrednio na strategię inwestycyjną – od etapu planowania, przez wykonawstwo, aż po eksploatację. Dobrze wykonana analiza ryzyk i kosztów pozwala ograniczyć przyszłe problemy, jednocześnie umożliwiając efektywne zarządzanie inwestycją w sektorze OZE.
Więcej na ten temat: konstrukcja pod panele fotowoltaiczne na gruncie.
