Особенности установки солнечных панелей на плоских крышах

Солнечные панели на плоской крыше ставят на каркасах под углом 15–30° и держат либо балластом, либо анкерами. Угол 30–35° даёт максимум выработки за год, 15–20° теряют 4–6 %, зато требуют вдвое меньше балласта и плотнее укладываются в ряды. На 100 м² крыши с учётом проходов и отступов от края получается примерно 18–20 панелей по 585 Вт при угле 15° или 13–15 при угле 30°.

Плоская кровля — удобное основание: направление и наклон можно задать любыми, а не принимать как у готового ската. Но у неё свои задачи: ветровая нагрузка, вес балласта, гидроизоляция, снег и тень от соседних рядов. Скатную крышу и общие способы крепления здесь не повторяем — они разобраны в статье про крепление панелей к крыше.

Угол наклона на плоской крыше

Для Минска оптимальный угол по расчётам PVGIS — 39°, но на плоской крыше его почти никогда не ставят: чем круче панель, тем больше она работает «парусом» и тем больше балласта нужно, а ряды приходится разносить дальше. Компромисс выглядит так.

Угол	Выработка за год	Балласт	Шаг рядов	Снег
10–12°	минус 8–10 % к оптимуму	минимальный	самый плотный	сходит плохо, нужна чистка
15–20°	минус 4–6 %	вдвое меньше, чем при 30°	плотный	сходит в оттепель
30–35°	максимум	самый тяжёлый	редкий, площади нужно больше	сходит за 1–2 солнечных дня

Горизонтально панели класть можно, но выработка падает на 10–12 %, а вода и грязь не стекают — модули зарастают пылью и лишайником. Минимально разумный рабочий угол — 10–12°. Для коммерческих крыш с большим запасом по площади чаще берут 15–20°; на небольшой крыше дома, где важна каждая панель, — 25–30°. Как ориентация влияет на выработку, разобрано в статье «Ориентация солнечных панелей».

Шаг рядов: считаем по зимнему солнцу

Каждый следующий ряд оказывается в тени предыдущего, если ряды стоят слишком близко. Тень считают для самого низкого солнца года. В Минске 22 декабря в полдень солнце стоит на высоте около 13° (90° минус широта 53,9° минус 23,4° склонения). Расстояние между рядами, при котором тень не накрывает следующий ряд в полдень, равно высоте верхнего края ряда, делённой на тангенс 13°, то есть примерно 4,3 высоты.

Пример для панели 585 Вт длиной 2,28 м под углом 15°:

• высота верхней кромки: 2,28 × sin 15° ≈ 0,59 м;
• длина проекции панели на кровлю: 2,28 × cos 15° ≈ 2,20 м;
• зазор без тени в декабрьский полдень: 0,59 × 4,3 ≈ 2,5 м;
• полный шаг рядов: 2,20 + 2,5 ≈ 4,7 м.

Ставить ряды с шагом 4,7 м нет смысла: в декабре Минск даёт всего 19,1 кВт·ч с 1 кВт панелей за месяц, то есть меньше 2 % годового объёма. Поэтому на практике зазор делают в 2–3 раза короче и мирятся с частичной тенью в ноябре–январе, когда выработки почти нет. При 15° шаг получается 3,0–3,4 м, при 30° — 4,0–4,5 м. Это условный расчёт, точный шаг определяют в проекте с учётом парапетов и соседних зданий, о влиянии тени читайте в статье «Облачность и тень».

Если часть рядов всё же затеняется, помогают инверторы с несколькими входами MPPT и микроинверторы, которые не дают затенённой панели тянуть за собой остальные. Подробнее — в статье о микроинверторах.

Крепление солнечных панелей на плоской крыше: балласт или анкер

Для плоской кровли применяют три способа, каждый со своей ценой и последствиями для гидроизоляции.

Способ	Как держится	Плюсы	Минусы
Балласт	вес бетонных блоков или плит на каркасе	не нарушает гидроизоляцию, можно разобрать без следов	нагрузка на кровлю, не подходит слабым перекрытиям
Анкеры	крепления через кровельный пирог к основанию	вес системы меньше в 3–4 раза	каждая точка — место возможной течи, работа кровельщика
Приварка к мембране	ПВХ-полосы привариваются к мембранной кровле, к ним крепят направляющие	нет пробоя мембраны	только для мембранных кровель, нужна проверка совместимости

Балласт для панели 585 Вт под углом 15° обычно составляет 60–90 кг на модуль; в какой-то мере это зависит от ветровой зоны и высоты здания, поэтому точную цифру даёт расчёт производителя крепежа или проектировщика. Общая нагрузка вместе с панелями — порядка 45–60 кг/м², и перекрытие должно её выдержать: это нужно уточнить по проекту здания до закупки. Если плита не рассчитана на нагрузку, остаётся анкерная схема или лёгкая система без балласта. Анкеры и герметизацию делает кровельщик, а не электрик. Для плоских кровель на сайте собран крепёж Mibet для плоской кровли, для скатных — Mibet для скатной кровли.

Сколько панелей поместится на плоской крыше 100 м²

Свободную площадь крыши уменьшают парапеты, вентшахты, антенны, люки и зона по периметру. По краю крыши оставляют 1–1,5 м свободной зоны: там ветровая нагрузка наибольшая, и балластные системы туда не ставят. Между рядами оставляют проход 60–80 см для чистки и осмотра. Из 100 м² кровли остаётся для рядов около 60–70 м². Дальше считаем шаг на одну панель шириной 1,13 м:

• угол 15°, шаг 3,2 м: 3,2 × 1,13 ≈ 3,6 м² на панель, 65 / 3,6 ≈ 18 панелей, около 10,5 кВт;
• угол 30°, шаг 4,3 м: 4,3 × 1,13 ≈ 4,9 м² на панель, 65 / 4,9 ≈ 13 панелей, около 7,6 кВт.

Цифры условные и зависят от конкретной кровли. Выработка каждого варианта: 10,5 кВт × 1 012 × 0,95 ≈ 10 100 кВт·ч в год при 15° и 7,6 × 1 012 ≈ 7 700 кВт·ч при 30° (с учётом, что угол 15° теряет 4–6 %). То есть пологий угол на той же крыше даёт больше энергии за счёт большего числа панелей. Для коммерческих крыш это и есть главный довод в пользу малых углов, подробности — на странице «для склада и производства».

Снег, ветер, вода и обслуживание

На малом угле снег не сходит сам: после снегопада в 20 см панели под 15° лежат под снегом до оттепели, тогда как под 30° очищаются за 1–2 солнечных дня. В зимние месяцы выработка мала, так что потерянная выработка невелика, но чистку на практике нужно предусмотреть. Нижнюю кромку ряда поднимают над кровлей минимум на 15–20 см, чтобы снег не заваливал нижний край и вода уходила к воронкам. Кабельные трассы ведут в лотках над кровлей, а не по ней, чтобы не лежать в воде и не перетираться. Под опорами и балластом кладут защитные маты, чтобы не повредить мембрану. Ещё перед монтажом проверяют, что водоотвод исправен и что сток не перекрывают каркасы.

Солнечные панели на крыше многоэтажки

На крыше многоквартирного дома действуют иные правила, чем на частном доме. Кровля относится к общему имуществу, поэтому установка требует согласия собственников или решения управляющей организации, проекта с расчётом нагрузок на перекрытие и ветровых нагрузок, а подключение — согласования с энергоснабжающей организацией. Своими силами и без проекта на чужой крыше ничего не ставят. Практически такие станции делают на нежилых зданиях, складах, торговых центрах и производственных корпусах, где один собственник и плоская кровля с нужной несущей способностью. Если ваша цель — снизить затраты предприятия, смотрите страницу «для бизнеса» и каталог солнечных панелей.

Запрос «крыша из солнечных панелей» относится к интегрированным решениям, где панели служат самой кровлей. В Беларуси они встречаются редко: такие модули дороже на ватт и обычно слабее по КПД, а замена одного элемента затрагивает всю кровлю. Для большинства домов надёжнее обычная кровля и панели поверх неё на каркасе.

Частые вопросы

Нужно ли разрешение на панели на крыше в Беларуси?

Для станции на собственном здании, работающей на собственное потребление, отдельное разрешение на установку обычно не требуется, а подключение к сети оформляется техническими условиями у энергоснабжающей организации. Крыши многоквартирных и общественных зданий согласуют с собственниками и проектировщиком.

Можно ли класть панели на плоскую крышу горизонтально?

Можно, но выработка падает на 10–12 %, а грязь и вода не стекают. Лучше задать хотя бы 10–12°.

Балласт или анкеры — что надёжнее?

Оба способа надёжны, если рассчитаны по ветровой нагрузке. Балласт не нарушает кровлю, но нагружает перекрытие; анкеры легче, но требуют герметизации каждой точки. Выбор зависит от несущей способности плиты и типа гидроизоляции.

Сколько панелей помещается на плоской крыше 100 м²?

При угле 15° и шаге рядов около 3 м — 18–20 панелей по 585 Вт, при угле 30° и шаге 4–4,5 м — 13–15. Точное число даёт проект с учётом отступов от края и препятствий.