Welke dakeigenschappen beinvloeden de kwaliteit van een PV-systeem?

In dit 5e artikel over kwalitatief installeren gaan we dieper in op hoe dak-gerelateerde factoren van invloed zijn op het ontwerp van een veilig PV-systeem.

Als je tijdens het ontwerpen van je PV-systeem geen rekening houdt met specifieke eigenschappen van het dak, kun je een verhoogd risico lopen op schade aan je systeem of dak, als er zich een storm voordoet. In een eerder bericht gaven we al het algemene belang aan van een goede voorinspectie of schouw, voordat je gaat ontwerpen. Nu gaan we iets dieper in op dak gerelateerde aspecten.

• Hellingshoek van het dak: het type dak, schuin of plat, bepaalt natuurlijk het type montagesysteem. Systemen op platte daken worden immers meestal geballasteerd en systemen op schuine daken geschroefd of gehaakt.

  Wat is nu precies een plat dak? De NEN-EN 1991 benoemt als plat dak een dak met een helling met de horizontaal tussen -5 en +5 graden. Voor montagesystemen op platte daken is de hellingshoek met name van belang om te kunnen bepalen of het systeem gaat ‘wandelen’ bij storm. Bij een bepaalde hoek adviseren fabrikanten om de montagesystemen te verlijmen of te verankeren.

  Bij schuine daken is de hellingshoek vooral van belang om de (gecombineerde) impact van winddruk en sneeuwdruk vast te stellen. En dat bepaalt uiteindelijk weer de hoeveelheid materiaal die nodig is om de panelen veilig op hun plek te houden. In het algemeen geldt: hoe lager de hellingsgraad van een schuin dak, des te minder winddruk op de panelen maar hoe hoger eventuele sneeuwbelasting. En bij een bepaalde (hoge) hellingsgraad gaan er andere krachten op de bevestigingsmaterialen de overhand krijgen. Dan kan er een maximale hellingsgraad gelden voor een bepaald systeem omdat het niet ontworpen is om het gewicht van de gehele installatie verticaal te kunnen dragen.

  Ook ‘vergeet’ men wel eens om rekening te houden met een bolling van het dak of met een nok of goot van een plat dak. Dan zal je toch het ontwerp moet aanpassen: de velden moeten opgebroken worden in kleinere. Dat leidt tot meer ballast door onderbreking van de stijfheid van het veld. En waarschijnlijk betekent dit ook dat je minder panelen op het dak kwijt kunt dan eerder gedacht.

• Type dak materiaal: bij schuine daken bepaalt natuurlijk het type dak materiaal de bevestigingsmethodiek. Op een staaldak heb je logischerwijs een andere bevestiging van het montagesysteem dan bijvoorbeeld op een pannendak. Op platte daken is het montagesysteem veelal hetzelfde maar is het type dak materiaal van belang om de frictie (wrijvingsweerstand) te kunnen bepalen voor een veilige ballastering van het systeem.

  Verschillende soorten dakbedekking hebben verschillende mate van wrijving. En dat beïnvloedt dus de mate van mogelijke verschuiving van het PV-systeem door wind. Bitumen is bijvoorbeeld vrij ruw in vergelijking met PVC. Hoe hoger de wrijvingscoëfficiënt van het dak, hoe minder kans op beweging van het systeem door wind. En dat kan betekenen dat je minder hoeft te ballasteren. Dakmembranen zoals TPO kunnen dan weer erg glad zijn. Om een hogere wrijvingscoëfficiënt te bevorderen kun je op dit soort daken met matjes werken, die onder de voeten van het montagesysteem geplaatst kunnen worden. Dat zorgt voor minder kans op schuiven van het systeem. Er is dan ook minder ballast nodig. Extra ballast is dan niet meer nodig.

• Hoogte van de dakrand: waarom is de dakrandhoogte van belang bij het installeren op een plat dak? Ieder plat dak is voorzien een dakrand. Deze dakrand beïnvloedt de luchtstroom op het dak, wat leidt tot verschillende windsnelheden en turbulentie. En dit heeft weer invloed op de winddruk op het dak en daarom moet je er rekening mee houden in je ballastplan en ballastberekening. De impact van dakranden op de winddruk kan berekend worden op basis van data uit windtunneltesten. Deze windtunneltesten moeten fabrikanten van montagesystemen verplicht doen. Deze data is dan weer in het algoritme in ontwerpsoftware verwerkt.
• Dak oriëntatie ten opzichte van het noorden: naast het bepalen van het juiste windgebied is het ook belangrijk om de dak oriëntatie ten opzichte van het noorden te weten. Op die manier weet je namelijk hoe de piekwindsnelheden (die eens in de zoveel jaar voorkomen) het gebouw en het PV-systeem kunnen raken. De zwaarste stormen komen vaak uit dezelfde richting; in Nederland is dat het zuidwesten. En ontwerpsoftware houd daar rekening mee. Dat kan bijvoorbeeld betekenen dat wanneer je dak gunstig in de wind ligt, er minder ballastering nodig is. Of dat er beter toch met winddeflectoren gewerkt moet worden om het systeem aerodynamischer te maken.

In het volgende artikel gaan we verder over de rol van zonnepanelen. Welke factoren van het zonnepaneel zijn van invloed op een veilig ontwerp van je PV-systeem?

Dieuwke Boersma
Chief Technology Officer Esdec Solar Group

Goed om nog even te herhalen is dat het ook belangrijk is om de kwaliteit van het geïnstalleerde dakmateriaal te (laten) controleren, bij de schouw. Bij PVC-dakbedekking bijvoorbeeld, wordt de PVC in brede banen op het dak aangebracht. Deze banen worden verlijmd of (gedeeltelijk) mechanisch aan het dak bevestigd. Volgens voorschriften van de leverancier kan het zijn dat de PVC-banen op een bepaalde manier gelegd moeten worden om te voorkomen dat de wind vat krijgt op één lange strook. Want dan kan, bijvoorbeeld doordat er een windvlaag onder komt, een PVC baan opbollen en schade aan het dak en PV-systeem veroorzaken.