Наземная солнечная станция на участке с уклоном: как выставить ряды, фундамент и кабельную трассу
На склоне ряды наземной станции ставят по горизонтали, то есть вдоль горизонталей рельефа, а разницу высот выбирают длиной свай или стоек. Южный склон позволяет уменьшить расстояние между рядами, потому что поверхность поднимается к солнцу, а на северном склоне шаг нужно увеличивать: тень от переднего ряда на нём падает дальше. Фундамент, водоотвод и кабельная трасса на уклоне требуют отдельного внимания, а геодезию участка и несущую способность грунта определяют до монтажа.
Общая логика выбора места на участке описана в статье установка солнечных панелей на участке, а устройство самой конструкции — в статье наземная конструкция. Здесь только то, что меняет уклон.
Как расположить ряды на склоне
Ряды панелей идут вдоль линий равной высоты, то есть горизонталей. Тогда каждый ряд стоит на одном уровне по длине, а склон меняется только поперёк рядов. Это упрощает монтаж: оси опор лежат на одной высоте, рейки и рельсы получаются прямыми. Если расположить ряды поперёк склона, один конец ряда окажется выше другого, и придётся делать ступенчатую конструкцию или косые опоры, что усложняет и удорожает работу.
Ориентация рядов вдоль горизонталей не всегда совпадает с направлением «строго на юг». Склон может быть повёрнут на юго-запад или юго-восток, и ряды в этом случае идут не точно с востока на запад. Смотрите на компромисс: небольшое отклонение панелей от юга даёт небольшую потерю выработки, а сложная конструкция стоит дорого. Выбирайте простую схему, если потеря в пределах разумного, и считайте её в калькуляторе или на странице расчёта.
Что меняется на разных склонах
| Склон | Что меняется | Как учесть |
|---|---|---|
| Южный | Поверхность поднимается к солнцу, тень от переднего ряда короче | Шаг между рядами можно уменьшить, разместить больше панелей на участке |
| Северный | Поверхность понижается к югу, тень от переднего ряда длиннее | Шаг между рядами увеличить, иногда выгоднее ставить меньше рядов |
| Восточный или западный | Утром или вечером часть склона затенена самим рельефом | Проверить затенение по времени суток, расположить ряды вдоль горизонталей |
| Перепад внутри ряда | Концы одного ряда на разной высоте | Подгонять высоту опор по длине или выровнять площадку |
Шаг между рядами на склоне
Расстояние между рядами выбирают так, чтобы передний ряд не затенял задний в расчётное время зимой, когда солнце низко. Базовые принципы описаны в статье расстояние между рядами панелей. На ровном участке расстояние зависит от высоты переднего ряда и высоты солнца, а на склоне прибавляется уклон.
Рассуждение такое. Высота солнца над горизонтом зимой в полдень невелика, и тень от верхней кромки переднего ряда тянется далеко. Если земля за рядом поднимается к югу, то есть склон южный, верхняя кромка тени ложится на более высокую землю, и тень получается короче. Если земля понижается, как на северном склоне, тень ложится дальше по горизонтали, и шаг нужно увеличивать. Конкретных углов и расстояний здесь называть не будем: они зависят от вашей широты, высоты рядов, угла наклона панелей и самого уклона, и считаются для вашего участка. Условный пример: если на ровной земле вы получили шаг в несколько метров, то на северном склоне он может оказаться заметно больше, а на южном — меньше. Фактическое значение даёт расчёт или моделирование теней.
Если шаг на северном склоне получается слишком большим, иногда разумнее разместить меньше панелей, но на лучших местах, или вынести часть станции на другой участок. Не пытайтесь «впихнуть» ряды плотнее: потеря от затенения зимой и осенью быстро съест выигрыш от лишних панелей.
Фундамент на склоне
На склоне разница высот между опорами закрывается длиной надземной части. Винтовые сваи в этом смысле удобны: их можно вкручивать на разную глубину и оставлять разную длину над землёй, а выравнивать верх по уровню. Бетонные фундаменты на склоне сложнее: надо делать их разной высоты или со ступенями, и бетон хуже переносит смещения грунта. Сравнение подходов описано в статье винтовые сваи или бетонный фундамент для станции.
На склоне добавляется вопрос устойчивости самого грунта. Если склон крутой, глинистый или подвержен оползням, несущая способность и склонность к сползанию определяются до монтажа инженером-геологом или по результатам изысканий. Глубина свай, их тип и шаг рассчитываются по нагрузкам и грунту, а не «на глаз». Для регулировки по высоте в системах для земли применяются стойки с настраиваемой длиной, подробности есть в разделе наземные системы Mibet. Конструкцию и шаг опор принимайте по расчёту и инструкции изготовителя системы.
Вода и снег на склоне
Вода течёт вниз, и опоры в нижней части склона оказываются в зоне размыва. Талая и дождевая вода может подмывать грунт вокруг свай и бетонных оснований, особенно если склон лишён растительности. Что делать: оставить дерн или закрепить грунт, предусмотреть отвод воды выше по склону канавой или дренажем, чтобы поток не шёл под ряды. Если рядом проходит ручей или заболоченная низина, лучше уйти от неё выше.
Снег на склоне ведёт себя иначе, чем на ровной земле. Сход снега с нижней кромки нижнего ряда зависит от высоты нижней кромки над землёй: если снег наметает до панелей, нижний ряд работает хуже. На склоне снег может сползать и скапливаться у нижних рядов, поэтому нижнюю кромку нужно поднять выше. На северном склоне снег лежит дольше, и этот фактор тоже влияет на выработку. Учитывайте и снеговую нагрузку на раму и опоры, о чём говорит статья про крепёж в снеговых районах.
Кабельная трасса вниз по склону
Кабель идёт от рядов к инвертору и дальше в дом. На склоне трасса часто идёт вниз, и вода в траншее течёт по ней, как по желобу. Поэтому траншею нужно проектировать так, чтобы вода не скапливалась и не попадала в соединения: кабель в трубе, трубы без провисов, соединения в герметичных коробках или вынесены выше уровня возможной воды. Глубина прокладки и защита определяются нормами и условиями участка, подробнее в статье кабель в земле от наземной станции до дома. Каталог кабеля есть в разделе кабель.
Если инвертор стоит у дома, а ряды выше по склону, длинный участок постоянного тока идёт вниз. Потери в кабеле зависят от длины и сечения: сечение подбирают по току и допустимому падению напряжения. Для оценки используйте калькулятор сечения кабеля. Постоянный ток опасен, и прокладку и подключение выполняют специалисты.
С чего начать на практике
- Сделайте геодезическую съёмку или хотя бы замерьте уклон и направление склона в нескольких местах.
- Определите грунт и уровень воды: нужны ли изыскания, зависит от склона и участка.
- Разместите ряды вдоль горизонталей и проверьте затенение с учётом рельефа.
- Выберите фундамент: чаще всего винтовые сваи с регулируемыми стойками.
- Продумайте водоотвод, нижнюю кромку для снега и трассу кабеля.
Для оценки бюджета наземной станции смотрите ориентиры на странице сколько стоит станция в Беларуси, а подробный расчёт делается по заявке.
Частые вопросы
Как ставить ряды панелей на склоне?
Вдоль горизонталей рельефа, чтобы каждый ряд был на одном уровне. Разницу высот между рядами берут длиной свай или стоек.
Нужен ли больший шаг между рядами на северном склоне?
Да. Земля понижается к югу, тень от переднего ряда ложится дальше, и расстояние между рядами увеличивают. Точное значение даёт расчёт для вашего участка.
Что лучше на склоне: сваи или бетон?
Чаще удобнее винтовые сваи с регулируемыми стойками, но выбор зависит от грунта и крутизны. Решение принимается по расчёту.
Как защитить кабельную трассу от воды?
Прокладывать в трубе без провисов, соединения выносить в герметичные коробки, предусмотреть отвод воды выше по склону.