Land
Land
Grote platte daken van industriehallen zijn zeer geschikt voor zonnepanelen. Om te voorkomen dat zonnepanelen wegwaaien tijdens een storm, moet er voldoende ballast aanwezig zijn, maar wel zo weinig mogelijk. In de windtunnel is dit goed te bepalen. Marcel van Uffelen publiceerde in het tijdschrift Sun & Wind Energy van november 2012 zijn onderzoek naar de optimalisatie van ballast voor zonnepanelen op platte daken.
Het doel: de benodigde ballast voor zonnepanelen zoveel mogelijk reduceren. Om dat voor elkaar te krijgen is het essentieel om de aerodynamica te optimaliseren. Enstall (o.a. Esdec en BluBase), Flamco Group uit Bunschoten, Sunbeam B.V. uit Utrecht en Van der Valk Solar Systems hebben systemen ontworpen om aan deze wens te voldoen. Al deze systemen zijn door ons onderzocht in de windtunnel.
Om de benodigde hoeveelheid ballast te bepalen is er een voornorm opgesteld: NVN 7250:2007 “Zonne-energiesystemen – Integratie in daken en gevels – Bouwkundige aspecten”. Deze norm schrijft echter behoorlijk hoge ballastgewichten voor die in de praktijk best lager kunnen. Tenminste, als de opstelling van de zonnepanelen slim en aerodynamisch wordt uitgevoerd.
De windtunnel is een belangrijk instrument om de minimaal benodigde ballast voor zonnepanelen te bepalen. We hebben metingen verricht aan panelen op de hoek van het dak, langs de dakrand en in het midden van het dak. De zonnepanelen in het midden van het dak profiteren hierbij van afscherming door de overige zonnepanelen. Ook profiteren de panelen in het midden van het feit de windzuigingen daar minder heftig zijn dan bij dakranden en de gebouwhoek. Langs de dakrand en aan de bovenzijde van de gebouwhoek is namelijk sprake van een turbulente delta-vleugel-wervel die lokaal tot grote zuigingspieken kan leiden. Daardoor kan met name de eerste rij zonnepanelen verschuiven, kantelen of worden opgetild.
Voor het reduceren van de hoeveelheid ballast kan op basis van het windtunnelonderzoek gebruik gemaakt worden van de onderlinge afscherming en van spoilers of windplaten die voorkomen dat de wind om de panelen slaat. Daarnaast zijn de hellingshoek en de ventilatiespleten van belang, omdat deze de drukvereffening tussen de onder- en bovenzijde van de panelen stimuleren.
Het ballastgewicht kan ook behoorlijk teruggebracht worden door panelen aan elkaar te koppelen. De panelen kunnen elkaar vasthouden als een lokale windvlaag op slechts één, of enkele panelen, tegelijk aangrijpt. Als dat het geval is, wordt de gemiddelde winddruk of –zuiging over de gekoppelde panelen bepalend voor het benodigde ballastgewicht. Kortom, de druk of zuiging wordt niet door één, maar door meerdere panelen opgevangen. Op deze manier wordt slim gebruik gemaakt van het feit dat de meest extreme winddruk- of zuigingspieken van korte duur zijn.
