Modulmontage
MONTAGE
Montage av byggnadsintegrerade solcellsmoduler - Introduktion

Valet av montagelösning i ett BIPV-projekt är förknippat med den arkitektoniska lösningen. Två huvudlösningar kan identifieras. Den ena är att montaget leder till en integrering av solcellerna i byggnaden (byggnadsintegrerat). Den andra innebär att solcellerna monteras på byggnaden (byggnadsapplicerat). I det senare fallet är byggnaden ett fundament för installationen och endast infrastruktur som närhet till elnätet och utplanade tak mm, utnyttjas.

Solcellerna kan sägas vara integrerade om de utgör en del i klimatskalet eller om de utför en annan funktion som t.ex. solavskärmning eller om de tillför byggnaden estetiska värden genom god arkitektur. 

Nedan visas exempel på detta med utgångspunkt i befintliga svenska anläggningar.

Andra exempel kan studeras från någon av länkarna Demosite och PV-database i  projekteringsverktygets "Länkar och referenser". Schweiz expert i IEA PVPS Task 7, Christian Röcker har beskrivit några olika metoder för montage av moduler på tak som kan laddas hem som pdf.


(Så här ska man inte göra !)

Bild:Henk Kaan, ECN, Nederländerna

Att tänka på
- Ventilation av modulers baksida
- Kanalisering
- Skuggning från närliggande konstruktionsdetaljer
- Åtkomst för rengöring, kontroll och service
- Galvanisk korrosion
GLASNING
Med detta menas att modulen är utformad som ett fönsterglas och därför kan integreras i den typ av profilsystem som ofta används till fönster och glastak. (JM, NCC-Holmen och NCC-Grynnan). Man kan säga att montaget inte kräver någon specifik ny kunskap av installatören i detta fall.
Bilderna nedan visar montage av moduler i profilsystem avsedda för isolerglas eller laminat. Mer detaljer från installation enligt denna princip finns under typexemplen för JM och NCC i detta kapitel av projekteringsverktyget.

Bilden ovan visar moduler i form av isolerrutor som lyft på plats i profilsystemet av aluminium som i sin tur är monterat på kraftiga stålbalkar (JM).
 Profilsystemet i detalj. Moduler monteras i form av fönster.
Den färdiga fönsterraden visas till höger (NCC). Systemet nyttjades även till fasadanläggningen på NCC Holmen.

Profilsystemet på bilderna ovan kommer från Wicona.

MONTAGELÖSNINGAR FÖR INSTALLATION PÅ FASADER
På flera svenska anläggningar används solcellerna i fasader och tak med utnyttjande av några av de montagesystem som marknadsförs av Naps Systems och Gaia Solar. Exempel hämtas från Göteborg Energi och Kristianstad för fasadlösningar.
På fasadanläggningen på Göteborg Energi byggnad användes ett kommersiellt system. "Drop in" från Naps System som baseras på horisontellt monterade H-profiler i aluminium. Ingen fixering av moduler är nödvändig. H-profilerna fästs mot väggen med vertikala stöd.  (källa: www.napssystems.com dropin_datasheet.pdf)

Vid ombyggnad av ett bostadsområde från 60-talet i Kristianstad försågs två av husens gavlar med solcellsinstallationer. Till montaget användes Naps HookOn system.

På fasaden monteras långa vertikala U-balkar med genomgående bultar på sådana avstånd att de direkt passar till utfrästa hack i de T-formade Al-profiler som fästs till modulerna.

(CM Johannesson)

(Leif Selhagen, Napssystems)

Napssystems HookOn_datasheet

INSTALLATION PÅ TAK (ej integrerat)
Nedan visas tre montagelösningar på befintliga tak: Med takpannor, plåt och papp. Speciella element används till att fästa mot taket med olika metoder beroende på typen taktäckning. I de visade tillämpningarna ansluts därefter ett montagesystem från Naps som bygger på DropIn-principen.

(Napssystem, Naps_Solar_Roof)

Fästelement som sticks in under takpannan och görs fast i läkten.

Montage på takpannor. Fästelementet nyper i falsarna utan att skada plåten och orsaka läckage. Montage på tak täckt med tjärpapp (Bergsjö skola). 
INSTALLATION PÅ TAK (integrerat)

Solcellsmoduler som "takpannor"
Tanken att använda solceller till taktäckning har inspirerat många innovatörer att ta fram integrerade taksystem. Två huvudprinciper har tillämpats. Man har konstruerat moduler så att de direkt kan ersätta befintliga pannor eller takplåt. Alternativt har man tagit fram system i vilket standardmoduler kan monteras. Resultatet blir i bägge fallen ett tätt tak. I det sista fallet måste det finnas en övergång till befintlig taktäckning om inte taket i sin helhet täcks med solceller.

Det har visat sig att system med speciellt utformade "solcellstegel" inte har fått det förväntade genomslaget. Det beror på den stora mängden av olika takpannor och andra metoder som används till taktäckning. Oftast har varje takpannetillverkare också en regional förankring. Det har lett till små serier och höga priser. I oktobernumret av Photon International gjordes en ecposé av ett tjugotal av solcellsprodukter framtagna för att direkt kunna integreras i tak och ersätta annan taktäckning. Andra tillverkare har fått sina produkter beskrivna i IEA Task 7 PV-Database.

I figurerna nedan visas principerna för takintegrering med några exempel. Systemet SolRif som beskrivs har blivit populärt därför att det är relativt anpassningsbart till många modultyper och taktäckningsmetoder.

Braas har ett system där solcellerna integreras i byggnaden. Solcellerna ersätter takpannorna och utgör en del av byggnadens klimatsklal. 

Thyssen (amorfa moduler från Uni-Solar) Nedan visas snitt genom den modul som Thyssen använder. Den baseras på långa flexibla moduler av amorft kisel tillverkade av Uni-Solar. De amorfa elementen fästs till botten av en plåtprofil som monteras enligt figurerna under.

 



Läs mer om Braas system på www.braas.de

Läs mer på Thyssens hemsida:
www.thyssen-solartec.com
eller på engelska: www.tk-hoesch.com
Bilderna ovan visar tvärsnitt genom de plåtar på vilka tunnfilms-
modulerna är anbringade. (2 varianter finns)


SOLRIF
(Solar Roof Integration Frame) har tagits fram av Enecolo AG, Schweiz, för att vara ett relativt genererellt profilsystem för integrering av ramlösa (laminat) moduler till sluttande tak. De är tillverkade av aluminium. Moduler med en storlek upp till 1,5 kvadratmeter kan inramas på alla fyra sidor med detta system. Laminatmodulerna måste limmas till profilsystemet med en tätmassa.

Solrif tillverkas av Ernst Schweizer AG Metallbau och kostar cirka 250.000 kronor för ett 100 kWs system. Kontruktören anser själv att det krävs en viss träning innan man kan börja använda systemet.

Horisontal sektion. Från: SOLRIF - Photovoltaik Dachintegration. Ernst Schweizer AG

 

Läs mer om Solrif på www.solrif.ch. Där finns detaljerade beskrivningar och flera exempel.

 

SOLAVSKÄRMNING
Almedalsbiblioteket i Visby och Bo01-Harmonihus har moduler satts upp i form av rörliga solavskärmningar. Även i Familjebostäders projekt Lysande fasad är modulerna monterade i en persiennliknande struktur framför fasaden. Solavskärmning kan ses som en integrering eftersom modulerna helt ersätter ett traditionellt material.

Energibanken AB




CM Johannesson


Energibanken AB

Fasadanläggningen i Familjebostäders projekt Lysande i Hammarby Sjöstad är byggd som en solavskärmning. Ramverket som håller modulerna är skapat speciellt för projektet.

Harmonihuset i Västra Hamnen i Malmö är försedd med en rörlig solavskärmning. Den är speciellt skapad för projektet. De 6 panelerna med solceller kan förflyttas individuellt efter hyresgästernas önskemål om skuggning över sin balkong.


Bild: Bertil Klintbom, Gotlands Kommun
Almedalens Biblioteket i Visby är anläggningen utformad som en solavskärmning med rörliga element.
Installationen är utförd av:
Colt Internationell AG

Bilden till vänster, från Colt AG, visar hur modulerna är infästa på vridbara axlar.
(ej från Almedalsbiblioteket)


 

2. Utanpåliggande montering
Med detta menas att modulerna fästs utanpå befintligt eller traditionellt uppbyggt tak eller fasad. Modulerna kommer fortfarande kunna tillföra byggnaden något mer än med sitt utseende och sin energiproduktion. Utanpåliggande montering på ett tak kan utföras med en spalt mellan moduler och tak. En varm och solig dag kommer på grund av konvektion värme transporteras bort från taket genom spalten istället för att bidra med uppvärmning av byggnaden. Exempel på utanpåliggande montering är fästsystem som nyper runt falsarna på ett plåttak eller fäster genom håltagning i tak med takpapp (IKEA-fasad, Huvudsta, Bergsjö skola, Kullaviksskolan, Ringen, Härnösands länsmuseum,  Kristianstad tak, Lysande tak, Sycon kontorshus, Universeum i Göteborg)
3. Fristående montering
Med detta menas i praktiken att man på ett horisontellt eller endast svagt sluttande tak lägger ut betonglimpor eller liknande anordningar som används till fästen för stativ på vilka modulerna monteras. Man bygger alltså på samma sätt som om man skulle uppföra ett solkraftverk på ett öppet fält. (IKEA-tak, Nordens Ark, Borlänge Högskola, Naturhistoriska Muséet i Göteborg, St Jörgen Park i Göteborg, Högskolan i Västerås)

 

MONTAGE PÅ PLATTA TAK

Norden Ark, Hunnebostrand. Betonglimpor har lagts ut på det svagt lutande taket.   (Bild: CM Johannesson)


Norden Ark, Hunnebostrand. Ett profilsystem som håller modulerna fäster till betonglimporna.            (Bild: Hans Blomberg)


IKEA Älmhult, moduler monterade på platt tak.
(Bild: Energibanken AB)

 



 

Bild: Christian Röcker

Bild: Christian Röcker

Small SOLGREEN är ett av många exempel på en lösning som används för modulmontage på platta tak. Som ballast till Small SOLGREEN kan man använda grus, sten eller gräsbevuxen jord.

Varianter på enkla stativ för modulmontage på platta tak

Trave med plast-stativ
Huvudsta 1984
Sveriges äldsta nätanslutna solcellsanläggning i drift sitter på ett hyreshus i Huvudsta (Solna). Montaget är utfört med tryckimpregnerat trä som har stått emot tidens tand väl. Galvaniseringen av vissa fästdetaljer har dock visat tendenser att bli förbrukad efter 20 år.


Energibanken AB


Energibanken AB

Modulerna är monterade mot ett regelverk i tryckimpregnerat trä, som i sin tur fäster mot reglar innanför det svagt lutande plåttaket.

Trävirket är i utmärkt kondition efter 20 års drift. En viss krympning av träet gör att vissa fästdetaljer kräver efterdragning inom något år.

Skissen nedan visar montage av moduler i Huvudsta (Riksbyggen. 1984)