Certyfikacja konstrukcji do mocowania systemów paneli fotowoltaicznych

Wzrost zainteresowania instalacjami paneli fotowoltaicznych spowodował, że powstało wiele firm oferujących takie rozwiązania na szeroką skalę. Konkurencja na rynku jest duża a opracowanie wydajnej, ekonomicznej i przede wszystkim bezpiecznej instalacji nie jest zadaniem prostym. Rozwiązaniem może być tutaj certyfikacja konstrukcji PV i dlatego firmy, którym zależy na podkreśleniu jakości i bezpieczeństwa oferowanych systemów, zwracają się do jednostki TÜV Rheinland z wnioskiem o taką certyfikację.

Opracowanie bezpiecznej i wydajnej instalacji trzeba odnieść do wielu wymagań i norm, a także do zidentyfikowanych zagrożeń. Niezależnie od sposobu realizacji takich działań należy odpowiednio dobrać i przygotować bezpieczne konstrukcje nośne dla wybranych modułów fotowoltaicznych.

Wśród norm mających zastosowanie do fotowoltaiki istnieją te bezpośrednio dotyczące paneli i instalacji elektrycznej. Nie ma jednak bezpośredniego odniesienia do konstrukcji nośnych i wsporczych.

Projektując takie systemy, powinno uwzględnić się kilka podstawowych czynników, takich jak te związane z docelową lokalizacją instalacji fotowoltaicznej. Od takiej lokalizacji zależą między innymi przyjmowane w projekcie wartości obciążeń związanych z działaniem wiatru i śniegu. Szczegóły dotyczące tych obciążeń dostępne są w polskich i europejskich normach: PN-EN 1991-1-4 (Eurokod 1 Oddziaływania na konstrukcje Część 1-4: Oddziaływania ogólne Oddziaływania wiatru) oraz PN-EN 1991-1-3 (Eurokod 1 Oddziaływania na konstrukcje Część 1-3: Oddziaływania ogólne Obciążenie śniegiem)

W pierwszej z norm dokonano wyodrębnienia trzech stref wiatrowych:

• strefa wiatru I – środkowa część Polski,
• strefa wiatrowa II – pas nadmorski na północy,
• strefa obciążenia wiatrem III – obszary górskie w południowej części Polski.

Druga z norm dzieli obszar kraju na pięć stref obciążenia śniegiem:

• strefa I - obejmuje przede wszystkim tereny zachodniej Polski,
• strefa II - obejmuje większą część środkowego terytorium kraju oraz część północno-zachodnią,
• strefa III - obszar obejmujący tereny Polski północno-wschodniej, wschodniej i południowo-wschodniej,
• strefa IV - części województwa warmińsko-mazurskiego oraz podlaskiego,
• strefa V - to część województwa małopolskiego, obejmującego teren górski.

Przytoczone normy związane są z eurokodem 3 - Projektowanie konstrukcji stalowych (normy serii 1993-1-X) oraz następującymi normami:

• PN-EN 1990: Podstawy projektowania konstrukcji
• PN-EN 1991: Oddziaływania na konstrukcje
• PN-EN 1090: Wykonanie konstrukcji stalowych - wymagania techniczne.

Normy te nie wyczerpują tematu regulacji mających zastosowanie, gdyż te zależne są z kolei od rodzaju zastosowanych materiałów, które niekoniecznie muszą zostać zawężone do wykorzystania stali.

Jednostka certyfikująca TÜV Rheinland od wielu lat zajmuje się tematyką paneli fotowoltaicznych. W swoich oddziałach na całym świecie posiada zaawansowanie technologicznie laboratoria wyspecjalizowane w badaniu instalacji.

TÜV Rheinland Polska realizuje procesy certyfikacji konstrukcji nośnych do paneli fotowoltaicznych. Certyfikacja konstrukcji PV prowadzona jest na podstawie autorskich procedur:

• PB-TÜV-78 (System montażu paneli słonecznych. Wymagania i badania)
• PC-TÜV-I21 (Procedura certyfikacji konstrukcji do mocowania systemów paneli fotowoltaicznych)

Do oceny dokumentacji producent jest zobligowany przedstawić obliczenia, w których uwzględniono przewidziane normami oddziaływania. Obliczenia muszą być przygotowane w formie spójnego raportu, zatwierdzonego przez osobę posiadającą odpowiednie uprawnienia w zakresie projektowania konstrukcji. Sprawdzenie obliczeniowe powinno zostać wykonane dla wszystkich typów ustrojów nośnych przewidzianych do certyfikacji.

Ważnym aspektem potwierdzenia bezpieczeństwa wyrobów, dla których jednostka wystawia certyfikat, są badania laboratoryjne dla wytypowanych konstrukcji. Badania takie mają na celu potwierdzenie bezpieczeństwa konstrukcji w odniesieniu do dostarczonej dokumentacji (rysunków konstrukcyjnych, instrukcji, obliczeń).

Badania prowadzone są w Laboratorium Mechanicznym TÜV Rheinland w Poznaniu i mogą obejmować prace terenowe wykonywane we wskazanych przez producenta lokalizacjach. Dla elementów konstrukcji nośnych laboratorium wykonuje testy korozyjności, sprawdzające czy zastosowane powłoki na materiałach mogą zapewnić długie użytkowanie, bez utraty jakości. Efektem pracy laboratorium jest raport z przeprowadzonych badań, który służy jako podstawa do certyfikacji na znaki zgodności TÜV Rheinland.

Dla producentów dysponujących odpowiednimi zasobami jak na przykład wykwalifikowana kadra inżynierska, odpowiedni sprzęt pomiarowy, spełniające wskazane kryteria lokalizacje testowe oraz inne wyposażenie, TÜV Rheinland może zgodzić się na uznanie wyników badań przeprowadzonych samodzielne przez producenta. Badania te muszą odbywać się jednak według zatwierdzonej przez jednostkę procedury, a sam ich przebieg musi być ściśle nadzorowany przez ekspertów TÜV Rheinland. Po wykonaniu badań producent konstrukcji przygotowuje stosowny raport, który po weryfikacji i zatwierdzeniu, podobnie jak raport laboratorium, może stanowić podstawę certyfikacji.

W ramach kontroli produkcji, eksperci jednostki przeprowadzają inspekcje miejsca produkcji. Działania te weryfikują warunki techniczno-organizacyjne oraz wdrożone procesy produkcyjne i kontrolne. W wyniku kontroli powstaje raport wskazujący - w zależności od wyniku, kontynuację certyfikacji lub konieczność przeprowadzenia działań korygujących.

Na podstawie zgromadzonych informacji, eksperci jednostki TÜV Rheinland weryfikują otrzymane raporty i pozostałą dokumentację, przygotowując własny raport z opinią, która ma kluczowe znaczenie dla wyniku procesu certyfikacji. Raport taki jest przekazywany klientowi w celu zapoznania się i podjęcia ewentualnych kroków naprawczych, jeżeli takowe będą niezbędne, do uzyskania certyfikatu TÜV Rheinland.

Zwieńczeniem procesu certyfikacji jest certyfikat wydany dla danego typu konstrukcji, ważny przez pięć lat. W tym okresie producent powinien poddawać nadzorowi miejsce produkcji oraz towarzyszącą certyfikowanemu rozwiązaniu technicznemu dokumentację.

Autor: Jarosław Graczyk, Specjalista ds. Certyfikacji TÜV Rheinland Polska