Tấm lợp kim loại cho hệ thống điện năng lượng mặt trời áp mái kiến thức mới năm 2023

Tấm lợp kim loại đã trở thành ưu tiên cho việc lựa chọn loại mái trong nhiều trường hợp vì nó không chỉ ít tốn kém hơn so với các kiểu hệ thống mái khác, mà nó còn dẫn đến cải thiện ROI trọn đời của hệ thống, do đó, mảng PV và mái nhà có thể được coi là một thể thống nhất.

Hình ảnh: S-5!

Trong vòng bốn thập kỷ qua, hơn 2 tỷ feet vuông tấm lợp kim loại đã được lắp đặt ở Hoa Kỳ mỗi năm. Con số đó tiếp tục tăng lên và nhiều hơn bất kỳ loại mái nào khác ngoại trừ tấm lợp nhựa đường.

Nguồn gốc và công nghệ kim loại làm vật liệu ốp có niên đại hơn 3.000 năm. Nó luôn được thèm muốn như một lựa chọn lợp mái cao cấp nhưng, cho đến lịch sử gần đây, nó đã bị hạn chế bởi chi phí ban đầu cao hơn so với các lựa chọn thay thế. Bắt đầu từ giữa những năm 1800 và tiếp tục cho đến ngày nay, công nghệ sản xuất với việc sử dụng nhôm và thép tấm phủ bắt đầu thu hẹp khoảng cách giá cao. Bây giờ nó có thể cạnh tranh với các vật liệu mái cao cấp khác nhưng tuổi thọ cao hơn gấp hai đến bốn lần.

Xu hướng ngày nay hướng tới việc đánh giá chi phí dài hạn của việc sở hữu một mái nhà, vì các bãi chôn lấp đang quá tải với các rác thải xây dựng cũ bị loại bỏ do các mục tiêu xây dựng tiết kiệm ngân sách. Chi phí vòng đời và sự sẵn có của kim loại thực sự mang lại nhiều lợi thế. Do đó, kim loại đang trở thành vật liệu lợp mái được lựa chọn cho các ứng dụng thương mại và dân dụng.

Tuổi thọ

Tấm lợp kim loại được biết đến với độ bền, tính bền vững và tính linh hoạt đang ngày càng phổ biến trên thị trường điện năng lượng mặt trời. Mái kim loại là vật chủ lý tưởng để lắp hệ thống PV, vì đây là loại mái duy nhất có tuổi thọ sử dụng thực sự vượt quá tuổi thọ của hệ thống điện năng lượng mặt trời.

Trong lĩnh vực thị trường thương mại / công nghiệp, nghiên cứu thực địa / phòng thí nghiệm do Hiệp hội Xây dựng Kim loại công bố chỉ ra rằng vòng đời sử dụng của thép phủ (đường nối đứng) nằm trong khoảng 70 năm. Hầu hết lựa chọn các hệ thống mái còn lại trên thị trường sẽ hết hạn sử dụng rất lâu trước vòng đời của hệ thống PV. Điều này dẫn đến việc tháo rời mảng PV, lợp và lắp ráp lại rất tốn kém.

Tuổi thọ sử dụng của điện mặt trời là từ 28 đến 37 năm với mức trung bình là 32,5 năm, theo một nghiên cứu của Berkeley. Ngoài kim loại, không có loại mái nào khác có thể chịu được từng đó thời gian mà không cần thay thế. Đá phiến hoặc ngói cao cấp có thể là ngoại lệ duy nhất, nhưng nó đi kèm với giá thành cao và cũng nặng hơn nhiều (5 đến 8 psf so với 1,5). Việc lắp hệ thống điện năng lượng mặt trời lên ngói hoặc đá phiến hơi phức tạp và rất khó để thực hiện mà không bị vỡ nên chi phí cũng cao hơn nhiều so với gắn vào mái kim loại.

Hướng tới “Không sử dụng ray”

Việc gắn hệ thống năng lượng mặt trời lên mái kim loại dễ dàng và ít tốn kém hơn bất kỳ loại mái nào khác. Tính độc đáo của tấm lợp kim loại là các sườn hoặc đường nối kết cấu có thể được sử dụng như “đường ray” vốn có (và miễn phí) để gắn tấm pin năng lượng mặt trời thông qua các phụ kiện cơ khí đáng tin cậy, vì vậy hệ thống đường ray truyền thống đã được loại bỏ.

Việc gắn trực tiếp các tấm pin năng lượng mặt trời vào mái kim loại có thể được thực hiện với ít vật liệu hơn, dẫn đến mái nhẹ hơn, phân bổ tải trọng tốt hơn và không xuyên thủng, giúp bảo vệ tính toàn vẹn của mái nhà và bảo hành của nhà sản xuất.

Bởi vì không có đường ray, vật liệu cần thiết cho hệ thống lắp đặt giảm trọng lượng (lên đến 85%) và có thể tiết kiệm (lên đến 35%). Chìa khóa để tiết kiệm nhân công (30% đến 50%) bởi sự đơn giản của việc liên kết không sử dụng ray: yêu cầu ít hơn 65% đến 75% vật tư, các kẹp mái đã thẳng hàng và chờ sẵn để các tấm pin PV được lắp đặt “nhanh chóng”.

Cuối cùng, việc vận chuyển những đoạn ray dài đến địa điểm dự án và vận chuyển chúng lên sân thượng rất tốn kém và thường là một cơn ác mộng. Với các liên kết không sử dụng ray, chi phí vận chuyển cho hệ thống lắp đặt có thể thấp hơn 60% so với hệ thống lắp đặt có ray, với ít phức tạp hơn khi vận chuyển sản phẩm đến nơi phân phối, sau đó đến chân công trình và lên mái nhà. Một hệ thống ray truyền thống công suất 750 kW thông thường sẽ cần một xe tải để vận chuyển; một giải pháp không cần ray có thể phù hợp với một chiếc xe tải nhỏ.

Cho dù có sử dụng ray hay không, sự đơn giản và tiết kiệm chi phí khi lắp vào mái kim loại là rất đáng kể và tránh được việc phải thay thế mái trong tương lai.

Tấm lợp kim loại là loại mái bền vững nhất (với tỷ lệ tái chế 85%, thép là một trong những vật liệu xây dựng được tái chế nhiều nhất hiện có). Bằng cách lắp đặt năng lượng mặt trời trên các mái nhà bằng kim loại với chi phí vật liệu, nhân công và vận chuyển thấp hơn, giải pháp không sử dụng ray đang chứng tỏ là một sự đổi mới “xanh” trong cả ngành công nghiệp năng lượng mặt trời và tấm lợp.

Các mái kim loại có thể tái chế có tuổi thọ sử dụng đã được chứng minh gấp vài lần so với bất kỳ loại mái nào khác và không bao giờ phải nằm trong các bãi chôn lấp. Do đó, các phụ kiện lắp đặt tấm pin năng lượng mặt trời cho phép lắp đặt trên hầu hết các mái lâu năm mà không cần thay thế mái. Sản xuất các hệ thống không sử dụng ray ước tính tiết kiệm 90% năng lượng được sử dụng để sản xuất giá đỡ ray và 85% lượng khí thải carbon trong giao thông vận tải.

ROI trọn đời

Khi tính toán ROI trong hệ thống điện năng lượng mặt trời, việc thay thế biến tần thường được tính vào khoảng năm 15 – nhưng còn chi phí thay thế mái nhà thì sao? Hệ thống điện năng lượng mặt trời phải được tháo dỡ hoàn toàn và sau đó lắp lại trên mái nhà thay thế. Thông thường, ngay cả chi phí ban đầu của mái kim loại + hệ thống điện năng lượng mặt trời cũng ít hơn so với các lựa chọn kiểu mái khác. Yếu tố thay thế mái nhà và lợi thế về chi phí là rất đáng kể.

Một số chi phí cắt cổ liên quan đến việc hoàn thiện một hệ thống PV lợp lại cho một mái nhà truyền thống (phi kim loại) có thể bao gồm: loại bỏ các tấm pin năng lượng mặt trời; tháo hệ thống kẹp và giá đỡ; lợp lại mái; cài đặt lại hệ thống PV; vận hành, kiểm tra lại hệ thống; khả năng các thành phần bị hư hỏng trong quá trình này; có thể cần đi dây mới và mất sản lượng điện trong thời gian ngừng hoạt động.

Với kim loại, bạn có thể tránh phải thay thế mái nhà do tuổi thọ lâu dài của nó. Mái nhà sẽ vẫn hoạt động bền bỉ trong thời gian dài sau khi hết tuổi thọ sử dụng của hệ thống điện năng lượng mặt trời.

Với chi phí cho hệ thống năng lượng mặt trời giảm đáng kể trong thập kỷ qua, cộng với các ưu đãi của liên bang và địa phương cũng như các nhiệm vụ chính sách công thúc đẩy sự phổ biến của năng lượng mặt trời, điểm hòa vốn và ROI được cải thiện hàng năm – cộng với các tấm PV lắp đặt trên mái kim loại có chi phí thấp hơn, vì vậy nó thậm chí còn có ý nghĩa lớn hơn về mặt tài chính.

Kim loại là loại mái thân thiện với năng lượng mặt trời nhất hiện có và nhà thầu PV nên biết về nó. Tấm lợp kim loại hấp dẫn, bền, không cháy và hầu như không cần bảo trì. Tâm lý “mua rẻ và sửa sau” đã giảm dần trong vài thập kỷ qua và ngày càng có nhiều chủ sở hữu công trình lựa chọn kim loại hơn bao giờ hết.

Nhu cầu ngày càng tăng đối với các vật liệu xây dựng bền hơn và thân thiện với môi trường, cũng như các phương pháp giảm thiểu việc bảo trì và có tuổi thọ lâu hơn, đang gia tăng – bằng chứng là các số liệu thống kê chỉ ra rõ ràng rằng kim loại chiếm tỷ trọng tấm lợp thay thế lớn hơn nhiều trong thị trường lợp mái dân dụng mới so với chính nó trước đây.

Các nhà thầu năng lượng mặt trời nên biết về các giải pháp thay thế tấm lợp và thời gian sử dụng của chúng để mang lại giá trị gia tăng cho khách hàng của họ. Chi phí dài hạn của cả mái nhà và hệ thống điện năng lượng mặt trời nên được đánh giá như là một hệ thống duy nhất. Tư vấn cho việc lắp một mảng pin năng lượng mặt trời có tuổi thọ lên đến hơn 30 năm trên mái nhà TPO hoặc ván lợp nhựa đường có tuổi thọ 15 năm cũng giống như việc lắp động cơ Ferrari trên khung gầm Mini-Cooper. Ai lại làm thế?

Tác giả: Rob Haddock. Nguồn bài viết: pv magazine