نصب پنل خورشیدی روی پشت بام و سقف شیروانی: زاویه، جهت، سازه و آب‌بندی

بهترین زاویه نصب پنل خورشیدی در ایران چند درجه است؟

بین ۲۷ و ۳۵ درجه، بسته به عرض جغرافیایی شهر: در تهران ۳۳ درجه، و هرچه جنوبی‌تر، کم‌شیب‌تر. قاعده سرانگشتی «عرض جغرافیایی منهای چند درجه» است، اما لازم نیست دقیق باشد: در تهران پنل ۳۰ درجه تقریباً به اندازه پنل ۳۳ درجه تولید می‌کند و حتی ۲۰ درجه فقط حدود ۲٪ کمتر.

این عددها را در آبان ۱۴۰۵ از ابزار PVGIS کمیسیون اروپا گرفته‌ایم (پایگاه SARAH3؛ برای مشهد که خارج از پوشش آن است، ERA5). محاسبه‌گر ما برای بیشتر شهرها عددی نزدیک به کار می‌برد — تهران ۱٬۶۵۰ — اما برای گیلان و مازندران عددهای بالاتری (۱٬۳۵۰ و ۱٬۴۰۰) دارد؛ اختلاف در شمال بیشتر است و آنجا عدد PVGIS محتاط‌تر است.

پنل خورشیدی را رو به کدام جهت نصب کنیم؟

رو به جنوب جغرافیایی؛ جنوب‌غربی و جنوب‌شرقی فقط ۴ تا ۷ درصد کم می‌کنند، غرب و شرق ۱۶ تا ۱۹ درصد، و شیب شمالی حدود ۳۸ درصد. جنوب جغرافیایی با جنوب قطب‌نما چند درجه فرق دارد؛ نصاب باید جهت را از روی نقشه یا با تصحیح انحراف مغناطیسی تعیین کند. اگر شیروانی دو شیب شرقی و غربی دارد، هر دو قابل استفاده‌اند.

شیب شمالی کم‌شیب هم بی‌فایده نیست: با ۱۰ درجه، هنوز حدود ۷۹٪ تولید بهینه را دارد. اما روی شیب تند شمالی، پنل زمستان تقریباً هیچ تولیدی ندارد. روی بام تخت این انتخاب‌ها مطرح نیست؛ سازه را رو به جنوب می‌چینید، حتی اگر ساختمان کج باشد.

فاصله ردیف‌های پنل خورشیدی روی پشت بام چقدر باشد؟

آن‌قدر که ظهر کوتاه‌ترین روز سال، سایه ردیف جلو به ردیف عقب نرسد: در تهران با پنل ۲٫۴ متری ایستاده و زاویه ۳۰ درجه، حدود ۴ متر از ابتدای یک ردیف تا ابتدای ردیف بعد، یعنی حدود ۲ متر فاصله آزاد میان ردیف‌ها. ارتفاع خورشید ظهر در اول دی در تهران حدود ۳۱ درجه است؛ سایه از همین زاویه حساب می‌شود.

اینجا یک بده‌بستان پنهان است: زاویه کمتر یعنی سایه کوتاه‌تر و ردیف‌های نزدیک‌تر، پس پنل بیشتری روی همان بام جا می‌شود. هر پنل کمی کمتر تولید می‌کند، اما کل بام بیشتر. وقتی بام کوچک است و ظرفیت را بام محدود می‌کند — نه انشعاب — زاویه ۱۵ تا ۲۰ درجه معمولاً تولید کل بیشتری می‌دهد.

روی ۶۰ متر مربع بام آزاد در تهران، زاویه ۱۵ درجه حدود ۹٫۵ کیلووات جا می‌دهد و سالانه حدود ۱۴٬۸۰۰ کیلووات‌ساعت تولید می‌کند؛ زاویه ۳۰ درجه حدود ۷٫۸ کیلووات و ۱۲٬۶۰۰ کیلووات‌ساعت. عدد ۶ متر مربع برای هر کیلووات که محاسبه‌گر ما به کار می‌برد، به همین چیدمان‌های کم‌شیب‌تر نزدیک است.

نحوه نصب پنل خورشیدی روی پشت بام تخت چگونه است؟

سازه زاویه‌دار گالوانیزه یا آلومینیومی، یا روی پایه‌های وزنه‌ای بتنی که روی لایه محافظ ایزوگام می‌نشینند، یا با انکرهایی که در سقف بتنی کاشته و آب‌بندی می‌شوند. پایه وزنه‌ای بام را سوراخ نمی‌کند اما سنگین‌تر است؛ انکر سبک‌تر است اما هر سوراخ آن باید مثل یک درز بام آب‌بندی شود.

• ایزوگام را اول ببینید: اگر فرسوده است، پیش از نصب نوسازی کنید. تعمیر بعدی یعنی برداشتن همه پنل‌ها.
• مسیر آب: پایه‌ها نباید جلوی شیب‌بندی و ناودان را بگیرند؛ آب پشت پایه‌ها جمع می‌شود و عایق را می‌پوساند.
• عبور کابل از بام: کابل از سوراخ آب‌بندی‌شده با کلاهک یا از کنار جان‌پناه پایین می‌آید، نه از لای درز در.
• سازه بلند بالای تأسیسات: وقتی کولر و منبع آب جا را گرفته‌اند، سازه مرتفع پنل‌ها را بالای آن‌ها می‌برد.

نصب پنل خورشیدی روی سقف شیروانی چگونه است؟

پنل‌ها موازی شیب بام روی ریل نصب می‌شوند؛ ریل روی سفال با قلاب‌هایی که زیر سفال به تیر سقف پیچ می‌شوند، و روی ورق با گیره یا پیچ آب‌بندی‌شده به لاپه. جهت و زاویه را شیب بام تعیین می‌کند، پس طراحی از سنجیدن همین دو شروع می‌شود.

• سفال: سفال‌ها برداشته می‌شوند، قلاب به تیر یا لاپه بسته می‌شود و سفال — گاهی پس از تراش لبه — سر جایش برمی‌گردد. سفال شکسته باید همان روز عوض شود.
• ورق ذوزنقه‌ای و شیروانی فلزی: گیره روی قله ورق، با واشر آب‌بند؛ پیچ هرگز در کف موج، جایی که آب جریان دارد.
• ایرانیت: ورق‌های سیمانی شکننده‌اند؛ روی آن‌ها راه نروید و بار را مستقیم به لاپه‌ها برسانید. ورق‌های قدیمی ممکن است آزبست داشته باشند؛ برش و سوراخ‌کاری‌شان بدون حفاظت تنفسی خطرناک است، و گاهی تعویض ورق پیش از نصب منطقی‌تر است.
• فاصله از لبه‌ها: بیشترین مکش باد در لبه‌ها و گوشه‌های بام است؛ پنل را تا لبه نکشید.

برای سقف سوله و بام‌های صنعتی، راهنمای نیروگاه خورشیدی صنعتی و برای بام مشاع آپارتمان، راهنمای پنل خورشیدی آپارتمان را ببینید.

وزن پنل خورشیدی برای سقف خطرناک است؟ باد چه؟

برای بیشتر بام‌های بتنی نه: یک پنل ۶۰۰ واتی رایج حدود ۳۳ کیلوگرم وزن و ۲٫۷ متر مربع مساحت دارد، یعنی حدود ۱۲ کیلوگرم بر متر مربع؛ خطر جدی‌تر، کنده شدن با باد است. پایه‌های وزنه‌ای این عدد را چند برابر می‌کنند و در بام‌های سبک، قدیمی یا ایرانیتی، توان سازه را مهندس باید بسنجد.

• بار پنل: دیتاشیت پنل‌های معتبر بار جلو (برف) ۵۴۰۰ پاسکال و بار پشت (مکش باد) ۲۴۰۰ پاسکال را تأیید می‌کند — حدود ۵۵۰ و ۲۴۵ کیلوگرم بر متر مربع. سازه و گیره‌ها باید همین را تحمل کنند.
• باد منطقه: در شهرهای بادخیز شرق و جنوب کشور، سازه باید برای باد محل طبق مبحث ششم مقررات ملی ساختمان (بارهای وارد بر ساختمان) محاسبه شود.
• گیره‌ها: گیره پنل باید در محدوده‌ای از قاب بسته شود که سازنده مشخص کرده؛ گیره در جای اشتباه، گارانتی و مقاومت را با هم از بین می‌برد.
• ایمنی کار: کار روی بام مشمول مبحث دوازدهم (ایمنی و حفاظت کار در حین اجرا) است: خط ایمنی، جان‌پناه یا داربست.