שטח הגג הוא המשאב הראשון שנגמר בבניין משותף
כשוועד בית מתחיל לבדוק מערכת סולארית חדשה, השאלה הראשונה שעולה היא כמעט תמיד כספית. אבל השאלה שבאמת קובעת אם הפרויקט יוצא לדרך היא אחרת לגמרי: כמה שטח פנוי יש לכם על הגג. גג של בניין משותף אינו שטח ריק. יש שם מיכלי אגירה קיימים, ארונות חשמל, יחידות מיזוג, אנטנות, פתחי יציאה, ולפעמים גם מחסן שדייר בנה לפני עשרים שנה. ברגע שמדובר במערכת PVT לחשמל ומים חמים, שמייצרת גם חום וגם חשמל מאותו פנל, החישוב נעשה מדויק יותר. כל מטר רבוע שאתם מקצים לפנל אחד הוא מטר שלא יהיה זמין לפנל אחר.
הבשורה הטובה היא שהמשוואה הזו עובדת לטובתכם. פנל היברידי מנצל את אותו שטח פיזי לשתי מטרות במקביל, ולכן הוא מתאים בדיוק לבניינים שבהם הגג צר ומספר הדירות גדול. זו הסיבה שאנחנו במומחי מערכות מים סולאריות לבניינים משותפים מתחילים כל פרויקט PVT בסקר גג ולא במחיר. הנתון הלאומי מסביר למה זה חשוב כל כך: מערכות מים סולאריות חוסכות לישראל כ-8% מצריכת החשמל הלאומית, וכל בניין שמנצל את הגג שלו נכון מוסיף לחיסכון הזה גם בחשבון הפרטי שלכם.
במדריך הזה נפרק את החישוב לשלבים. נתחיל ממה שתופס מקום בפועל, נעבור לטבלת תכנון לפי מספר דירות, ונסיים בצ׳קליסט שאתם יכולים לקחת איתכם לגג עוד היום.
מה תופס מקום על הגג כשמתקינים PVT
הטעות הנפוצה ביותר בתכנון היא לחשב רק את שטח הפנלים עצמם. פנל PVT טיפוסי הוא בגודל של כמטר ורבע על שני מטרים, כלומר בסביבות שני מטרים רבועים לפנל. אם צריך שנים עשר פנלים, מתקבל שטח נטו של כעשרים וארבעה מטרים רבועים. בפועל תצטרכו הרבה יותר מזה.
הסיבה היא שפנלים אינם מונחים צמוד זה לזה כמו אריחים. בין שורות הפנלים חייב להיות מרווח שמונע הצללה הדדית בחודשי החורף, כשהשמש נמוכה. במתקן מוטה על גג שטוח המרווח הזה יכול להגיע לגובה כפול מגובה השורה עצמה. בנוסף למרווחים צריך מעברי שירות: שביל שמאפשר לטכנאי להגיע לכל פנל, לפתוח מחבר, לנקות זכוכית או להחליף אטם בלי לדרוך על פנל אחר. מעבר סביר הוא ברוחב של שישים עד שמונים סנטימטרים, ובגגות גדולים כדאי לשמור שני מעברים מצטלבים.
מעבר לפנלים יש שלושה צרכני שטח נוספים שוועדים שוכחים. הראשון הוא מיכלי האגירה: מערכת מרכזית לבניין מחזיקה אלפי ליטרים, והמיכלים האלה תופסים שטח רצפה ודורשים מרחב סביבם לתחזוקה. השני הוא הצנרת והבידוד: קווי הזנה וחזרה, משאבת סחרור, מפרידי אוויר ושסתומי ביטחון. השלישי הוא מרחב הבטיחות בקצה הגג. אסור להצמיד פנלים למעקה או לקצה הרעפים, גם מטעמי בטיחות וגם כדי למנוע עומסי רוח על הפנל הקיצוני.
כדי להמחיש, קחו שורת פנלים מוטים בגובה של מטר וחצי מעל הגג. בשעות הצהריים של דצמבר, כשהשמש בישראל נמוכה, השורה הזו מטילה צל של שלושה עד ארבעה מטרים לכיוון צפון. אם תמקמו את השורה הבאה במרחק שני מטרים בלבד, קיבלתם מערכת שעובדת נהדר ביוני ומאכזבת בינואר, בדיוק בעונה שבה הדיירים צריכים את המים החמים. לכן החישוב נעשה לפי צל החורף ולא לפי המצב בקיץ. זו גם הסיבה שמערך של שתי שורות על גג שטוח עשוי לדרוש שטח דומה למערך של שלוש שורות על גג משופע.
כלל האצבע שאנחנו עובדים איתו בשטח: קחו את שטח הפנלים נטו והוסיפו לו שישים עד מאה אחוזים כדי לקבל את שטח הגג האמיתי שנדרש. בגגות רעפים משופעים התוספת קטנה יותר, כי הפנלים מונחים במקביל למשטח ואין הצללה בין שורות. בגגות שטוחים התוספת גדולה.
חישוב מספר הפנלים לפי מספר דירות וצריכה
מספר הפנלים אינו נקבע לפי מספר הדירות בלבד, אלא לפי צריכת המים החמים בפועל. שתי דירות באותו בניין יכולות להיות רחוקות מאוד זו מזו בצריכה: משפחה עם ארבעה ילדים מול זוג פנסיונרים. לכן החישוב המקצועי מתחיל בהערכת ליטראז׳ יומי, לא בספירת דלתות.
ההנחה התכנונית המקובלת בישראל היא ארבעים עד שישים ליטר מים חמים לנפש ביום. בבניין עם שלוש נפשות בממוצע לדירה מקבלים מאה עשרים עד מאה שמונים ליטר לדירה. את הכמות הזו צריך לתרגם לשטח קולט, ופה נכנס נתון חשוב: בישראל מערכת סולארית מספקת כ-70% עד 80% מצריכת המים החמים השנתית. כלומר המערכת לא נבנית לכסות מאה אחוז מהצריכה בכל יום בשנה, אלא לכסות את הרוב המוחלט ולהשאיר גיבוי חשמלי לימים אפורים. תכנון לכיסוי מלא בדצמבר היה דורש כמעט כפול שטח, ומשמעותו פנלים שעומדים בלי עבודה כל הקיץ.
הטבלה הבאה מציגה טווחי תכנון ראשוניים לבניין משותף. היא נקודת פתיחה לדיון בוועד, לא תחליף לסקר גג:
| מספר דירות | ליטראז׳ יומי משוער | פנלי PVT | שטח פנלים נטו | שטח גג נדרש | נפח אגירה |
|---|---|---|---|---|---|
| 8 | 1,000 עד 1,400 ליטר | 8 עד 10 | 16 עד 20 מ״ר | 26 עד 36 מ״ר | 800 עד 1,000 ליטר |
| 12 | 1,500 עד 2,100 ליטר | 12 עד 15 | 24 עד 30 מ״ר | 40 עד 54 מ״ר | 1,500 ליטר |
| 16 | 2,000 עד 2,800 ליטר | 16 עד 20 | 32 עד 40 מ״ר | 52 עד 72 מ״ר | 2,000 ליטר |
| 24 | 3,000 עד 4,200 ליטר | 24 עד 30 | 48 עד 60 מ״ר | 78 עד 108 מ״ר | 3,000 ליטר |
| 32 | 4,000 עד 5,600 ליטר | 32 עד 40 | 64 עד 80 מ״ר | 104 עד 144 מ״ר | 4,000 ליטר |
שני משתנים נוספים מזיזים את המספרים בטבלה. הראשון הוא קו הסחרור. בבניין משותף המים מסתובבים בלופ קבוע כדי שדייר בקומה החמישית יקבל מים חמים תוך שניות, והלופ הזה מאבד חום בדרך. בקווים ארוכים או בבידוד בלוי אובדן החום מחייב תוספת שטח קולט או שעות עבודה נוספות לגיבוי. השני הוא איכות המים. במים קשים נבנית אבנית על דפנות המחליף והמיכל, והאבנית מבודדת. מערכת עם אבנית מעבירה פחות חום מהפנלים למים, כלומר אתם מפסידים חלק מהשטח שהתקנתם בלי לגעת בו. לכן תכנון נכון כולל מלכוד אבנית ותוכנית תחזוקה, ולא רק מספר פנלים.
שימו לב לפער בין העמודה הרביעית לחמישית. זה בדיוק המקום שבו תכנונים חובבניים נשברים. ועד שמדד את הגג וראה חמישים מטרים רבועים פנויים בטוח שיש לו מקום למערכת של עשרים וארבע דירות, ואז מגלה שהמערכת שנכנסת בפועל מתאימה לשש עשרה דירות. עדיף לגלות את זה בשלב התכנון ולא אחרי שהאסיפה אישרה תקציב.
מה מגדיל את שטח הגג הנדרש
שני גגות באותו גודל יכולים לקבל מספר פנלים שונה לחלוטין. ארבעה גורמים מסבירים את הפער.
כיוון הגג. התפוקה הגבוהה מתקבלת בפנייה לדרום. פנייה למזרח או מערב מורידה את התפוקה השנתית באחוזים ניכרים, ולכן כדי להשיג אותו כיסוי צריך יותר פנלים ויותר שטח. בגגות רעפים עם מדרון אחד לצפון פשוט אין מה לעשות עם אותו מדרון, והשטח הזמין נחתך בחצי. מי שמתמודד עם בעיה דומה ימצא מידע נוסף במדריך על PVT מול PV נפרד ודוד שמש.
הצללה. חדר מדרגות שבולט מעל הגג, פיר מעלית, מיכל מים גבוה או בניין שכן גבוה יוצרים אזור מוצל שנע במהלך היום ובמהלך העונות. הצללה חלקית על פנל אחד בשורה פוגעת בתפוקה של כל השורה החשמלית, ולכן אזורים מוצלים נמחקים מהתכנון ולא מנוצלים בחלקם.
שיפוע וזווית ההטיה. על גג שטוח מתקינים מסגרות בזווית של עשרים עד שלושים מעלות. זווית תלולה יותר משפרת את הקליטה בחורף אבל מאריכה את הצל שהשורה מטילה, ולכן דורשת מרווח גדול יותר בין שורות. הזווית היא איזון, ולא מספר קבוע.
מגבלות הנדסיות. גג צריך לעמוד בעומס. פנלים, מסגרות, מיכלים מלאים ומים בצנרת מצטברים לעומס אמיתי, ובבניינים ותיקים לא תמיד אפשר להוסיף אותו בכל נקודה. יש מקרים שבהם המהנדס מאשר עומס רק מעל קירות נושאים, ואז השטח הפנוי לתכנון קטן דרמטית. גם מדובר בשלב שבו כדאי לבדוק את מצב איטום הגג, כי אין היגיון בהתקנת מערכת שלמה על גג שדורש שיפוץ גג בשנה הקרובה.
PVT מול קולטים רגילים: השוואת שטח אמיתית
הנקודה שבה PVT מנצח היא בדיוק בבניינים שבהם הגג קטן. השוו שלוש חלופות לאותו בניין בן שש עשרה דירות שרוצה גם מים חמים וגם ייצור חשמל לשטחים המשותפים:
- קולטים תרמיים בלבד. תופסים כשלושים ושניים מטרים רבועים נטו, מספקים מים חמים בלבד ולא מייצרים חשמל. אם בהמשך תרצו גם חשמל, אין לכם איפה לשים אותו.
- קולטים תרמיים בנפרד ופנלים פוטו וולטאיים בנפרד. שתי מערכות, שתי מסגרות, שני מעברי שירות. השטח הנדרש כמעט מוכפל, וכך גם מספר החדירות באיטום הגג.
- מערכת PVT. אותו פנל מפיק חום למים וחשמל במקביל. שטח אחד, מסגרת אחת, מערך צנרת אחד. בגגות דחוקים זו לעיתים החלופה היחידה שנכנסת פיזית.
יש גם יתרון פיזיקלי שכדאי להכיר. תא פוטו וולטאי מאבד יעילות כשהוא מתחמם. בפנל היברידי המים שזורמים מאחורי התא לוקחים חלק מהחום ומורידים את הטמפרטורה שלו, כך שהתפוקה החשמלית נשמרת טוב יותר בשעות הצהריים של אוגוסט. אתם מקבלים מים חמים והתא עצמו עובד בתנאים נוחים יותר. זה לא קסם, זה העברת חום פשוטה, אבל זו הסיבה שהיחס בין תפוקה לשטח בפנל היברידי גבוה.
יש כאן גם שיקול שנוגע לאיטום. כל מסגרת שמעגנים לגג יוצרת חדירות ביריעת האיטום, וכל חדירה היא נקודת כשל אפשרית בעוד עשר שנים. מערך אחד במקום שניים מצמצם את מספר החדירות בחצי, ומצמצם גם את מספר קווי הצנרת שחוצים את הגג. בגגות ותיקים זה לא פרט טכני שולי אלא אחד השיקולים המשמעותיים בהחלטה.
למי שהגג שלו קטן מדי גם ל-PVT, קיימת חלופה שלישית שאינה תלויה בשטח קולט. משאבת חום בתקן ENERGY STAR צורכת עד 70% פחות חשמל מדוד חשמל רגיל, והיא תופסת שטח קטן בהרבה מכל מערך פנלים. בבניינים שבהם הגג מלא, השילוב של מערך PVT מוקטן עם משאבת חום לגיבוי הוא לרוב הפתרון המעשי. אנחנו בונים את התמהיל הזה עבור ועדים כחלק מפתרונות מים חמים לבניין משותף, ומציגים את שתי האפשרויות זו מול זו לפני שהוועד מצביע.
צ׳קליסט: מה למדוד על הגג לפני שהוועד מחליט
לפני שאתם מזמינים הצעות מחיר, שווה לעלות לגג עם מטר, מצפן וטלפון. שעה אחת של מדידה חוסכת חודשיים של דיונים סרק:
- מדדו את השטח הפנוי נטו. לא את שטח הגג הכולל. מדדו את המלבנים הפנויים בפועל, וסמנו בנפרד כל מכשול קבוע.
- סמנו כיוונים. רשמו לאיזה כיוון פונה כל מדרון או כל אזור פנוי. תמונה עם מצפן פתוח שווה יותר מתיאור מילולי.
- צלמו את הגג בשלוש שעות שונות. תשע בבוקר, שתים עשרה בצהריים, שלוש אחרי הצהריים. כך מתקבלת מפת ההצללה האמיתית, כולל צל מבניין שכן.
- בדקו גובה מכשולים. חדר מדרגות בגובה שני מטרים מטיל בחורף צל של ארבעה עד חמישה מטרים לכיוון צפון. מדדו את הגובה, לא רק את הבסיס.
- אתרו את מיכלי האגירה הקיימים. כמה יש, מה הנפח שלהם, מה הגיל שלהם ובאיזה מצב הבידוד. מיכל שראוי להחלפה משנה את התכנון.
- בדקו את מצב האיטום. כתמי רטיבות בתקרת הדירה העליונה, בועות ביריעה, סדקים סביב חדירות קיימות.
- בררו על הגישה לגג. סולם קבוע או נייד, רוחב פתח היציאה, האם אפשר להעלות מיכל בנפח אלפי ליטרים דרך הפתח הזה.
- אספו מסמכים. תוכניות הגג, החלטות אסיפה קודמות והיסטוריית תקלות במערכת הקיימת.
נקודה שכדאי לשקלל בהחלטה: תוחלת החיים הממוצעת של מערכת מים סולארית מתוחזקת היא 10 עד 15 שנים. המשמעות התכנונית פשוטה. אתם מקצים שטח גג לעשור לפחות, ולכן שווה להשאיר מקום להתרחבות עתידית, למשל אם הבניין יעבור הרחבה או תוספת קומות ומספר הדירות יגדל.
שלושה תרחישים מהשטח
בניין רכבת בן עשרים דירות עם גג צר. הגג ארוך אך רק שבעה מטרים ברוחב, ופיר מעלית באמצע חותך אותו. חישוב לפי טבלה היה מבקש קרוב לתשעים מטרים רבועים, והגג הפנוי הציע שישים וחמישה. הפתרון היה מערך PVT בשתי גזרות נפרדות בשני צידי הפיר, עם מיכל אגירה מרוכז בקצה החזק של הגג וגיבוי חשמלי בשעות שיא. מספר הפנלים ירד ביחס לתכנון האידיאלי, אבל הכיסוי בפועל נשאר בטווח הגבוה כי כל הפנלים פנו לדרום ללא הצללה.
בניין רעפים בן שמונה דירות. כאן השטח לא היה הבעיה אלא הכיוון. שני מדרונות, אחד לדרום ואחד לצפון. השטח הזמין באמת היה בפועל מחצית ממה שהמדידה הראשונה הראתה. בסופו של תהליך הותקנו עשרה פנלים על המדרון הדרומי, כלומר הצפיפות הייתה גבוהה מהתכנון המקורי, וזה עבד דווקא בגלל שאין הצללה בין שורות בגג משופע.
בניין בן שלושים ושתיים דירות עם עומס גג מוגבל. המהנדס אישר עומס רק מעל שני צירים של קירות נושאים. במקרה כזה לא ניתן לפזר את המערכת על כל הגג. התכנון התאים את מערך הפנלים לצירים המאושרים, ואת מיכלי האגירה פוצלנו לשני מוקדים כדי לא לרכז משקל בנקודה אחת. חשוב להדגיש: התאמה כזו נעשית בשיתוף מהנדס, לא לפי אומדן בשטח.
המסקנה המשותפת לשלושת המקרים היא שהמדידה קובעת את הפתרון, לא ההפך. אנחנו מתחילים בסקר גג מסודר, מציגים לוועד את השטח הזמין האמיתי, ורק אז בונים תכנון פנלים ואגירה שמתאים לבניין שלכם. אם אתם שוקלים פאנלים היברידיים PVT לבניין, קחו את הצ׳קליסט, עלו לגג, ותתקשרו איתנו עם המספרים ביד. משם הדיון בוועד הופך קצר ועניני.
