Ensinnäkin aurinkopaneelien spesifikaatioiden ja mallien, moduulien lukumäärän ja sarjaan kytketyn paneelikokoonpanon perusteella voidaan määrittää paneelien rakenteelliset mitat. Toiseksi voidaan määrittää optimaalinen kallistuskulma ja paneelien välinen etäisyys projektipaikan leveysasteen ja aurinkosähköjärjestelmän vuotuisen sähköntuotannon maksimoinnin periaatteen perusteella. Kolmanneksi voidaan määrittää paneelien kantama suurin tuulikuorma projektipaikan tuuliresurssien ja suurimman mahdollisen tuulitason perusteella. Näin ollen paneelin perustus ja tukirakenne analysoidaan rasituksen varalta ja suunnitellaan mekaanisten suunnitteluperiaatteiden mukaisesti. Lisäksi aurinkopaneelijärjestelmää suunniteltaessa paneelin alareunan tulisi olla 30–50 cm maanpinnan tai katon yläpuolella, jotta rikkaruohot eivät tukkisi paneelia eikä se peittyisi lumeen talvella.
Taulukon perusta (tai pohja)
Perustus rakennetaan yleensä maahan tai katon kantavaan kerrokseen kaadetusta betonista, ja katoilla käytetään myös ristikkorakenteita (sepelipalikoilla). Tukirakenne kiinnitetään yleensä perustuksiin laippojen ja upotettujen komponenttien avulla tai poraamalla reikiä betoniperustukseen ja kiinnittämällä ne laajennuspulteilla. Rakennusten katoilla perustus tulee sijoittaa esimerkiksi päärakenteen seinien tai palkkien päälle suunnitelman edellyttämällä tavalla varmistaen tukeva kiinnitys päärakenteeseen. Samalla on huomattava, että tukirakenteen virheellinen asennuspaikka perustuksissa voi aiheuttaa poikkeamia, jotka vaikuttavat päärakenteen rasitukseen.
Perustusten ja tukirakenteiden suunnitteluvaatimukset
Tukirakenteen suunnittelussa on otettava huomioon kantavuus, tuulenkestävyys ja maanjäristystekijät. Rannikkoalueilla on otettava huomioon myös taifuuninkestävyys, kosteudenkestävyys ja suolasumun korroosionkestävyys. Ennen tukirakenteen asentamista on levitettävä korroosionestopinnoitteita, ja näkyviin jäävät metalliosat on käsiteltävä korroosionesto- ja ruosteenkestävästi vaurioiden ja lujuuden heikkenemisen estämiseksi. Tukirakenteen yhdistämiseen käytettävät kiinnikkeet tulee olla ruostumattomasta teräksestä. Jos käytetään galvanoituja kiinnikkeitä, niiden on täytettävä kansalliset standardit käyttöiän ja korroosionkestävyyden varmistamiseksi. Pulttien, muttereiden, aluslevyjen ja jousialuslevyjen on täytettävä suunnitteluvaatimukset määrän, eritelmien ja mallien osalta. Pulttien kiristämisen jälkeen näkyviin jäävän osan pituuden tulee olla kaksi kolmasosaa pultin halkaisijasta.
Maahan asennettavan aurinkosähkövoimalaitoksen erityisvaiheet
Todellisten paikan olosuhteiden mukaan:
1. Merkitse paikat ja kaiva perustuskuopat tasoitetulle tontille.
2. Aseta upotetut komponentit, aseta muotti ja kaada betoni. Asenna tukirakenne 48 tunnin kovettumisen jälkeen.
3. Asenna aurinkopaneelit, vedä johdotus, asenna maadoitus ja ukkossuojaus sekä vedä kaapelikourut.
Aurinkopaneelien herkkyys muodonmuutokselle
On hyvin tunnettua, että aurinkosähkömoduulit ovat lasia sisältävinä osina erittäin herkkiä muodonmuutokselle. Tämä johtuu pääasiassa siitä, että lasi on hauras materiaali, joka voi helposti vaurioitua tukien epätasaisen painumisen sekä moduulin tasossa tapahtuvan lämpölaajenemisen ja supistumisen vuoksi.
Teräksen ja lasin laajenemiskertoimien erojen vuoksi lasikomponentin ja teräsrakenteen välille voi syntyä laajenemisvoimia, kun lasikomponentin rajoittimen jäykkyys on suuri. Siksi kylmämuovattujen ohutseinäisten profiilien käyttö aurinkopaneelien tukirakenteena poistaa teräsrakenteiden jäykkyyden haitalliset vaikutukset. Tämä auttaa lieventämään rakenteellisia muodonmuutoksia, perustusten painumia ja laajenemismuodonmuutoksia, mikä tekee siitä ihanteellisen tukirakenteen aurinkosähkömoduuleille. Tuen ja perustusten rakennesuunnittelun optimointi ei ainoastaan täytä moduulien asennus- ja käyttövaatimuksia, vaan myös vähentää merkittävästi tukiin ja perustuksiin tehtäviä investointeja.
