Střešní fotovoltaika je stále populárnější způsob, jak snížit náklady na energie a přispět k udržitelnější budoucnosti. Klíčovou, často podceňovanou, součástí instalace je správné provedení prostupů kabeláže střechou. Právě prostupy střešní krytinou jsou jedním z ukazatelů zručnosti řemeslníka, kterému jste se rozhodli zadat zakázku na realizaci solárního systému.
Plánování a návrh fotovoltaické elektrárny
Provoz efektivní a bezpečné fotovoltaické elektrárny je rozhodující kvalitní projekt včetně přípravy návrhu panelů na střeše. K němu je potřeba několik zásadních dat. K zaměření objektu fotogrammetrií se používá dron. Ze záběrů se vytvoří věrný 3D model domu s přesnými rozměry a značkami, které se používají k dalšímu rýsování.
V dalších krocích se projekt posouvá do softwaru pro modelování 3D domu. V posledním kroku se vytváří fotozákres a rozpohybovaný 3D model domu. Pokud to podmínky nemovitosti umožňují, počítá se v návrhu i s tím, že do budoucna elektrárnu rozšíříte, například kvůli novému přírůstku v rodině nebo stavbě bazénu, se kterými vždy přichází další spotřeba energie. V projektu, který vám dorazí, proto uvidíte i vytečkovaný prostor, který počítá s doplněním dalších kusů panelů.
Význam sklonu a orientace střechy
Aby se celý návrh správně vyprojektoval, je potřeba znát data o sklonu a poloze střechy vůči světovým stranám. K posouzení sklonu se používá metoda fotogrammetrie. Pro největší výnosnost fotovoltaiky se doporučuje instalace panelů na jižní stranu. V případě hybridního fotovoltaického systému s ukládáním energie do baterií je ideální i východní a západní strana. Orience na jih může zajistit výnosnost až 99 %.
Velmi důležitý je z hlediska výnosnosti i sklon střechy. V závislosti na množství slunečních paprsků a jejich náklonu v průběhu dne je v České republice nejvýhodnější sklon panelů 35 stupňů. Soláry je ale možné instalovat od 20 až do 50 stupňů, což pokrývá parametry většiny sedlových střech v Česku. Instalaci solárních panelů na fasádu se nedoporučuje. Výjimky jsou vysokohorské oblasti, kde se během zimních měsíců odráží slunce od sněhové pokrývky.
Čtěte také: Řešení pro střechu Capacco
Zohlednění denní rutiny
Pro efektivní využití panelů je také nutné znát vaši denní rutinu a na ní navázané využití elektřiny. Pokud pracujete z domu, je pro vás ideální návrh panelů na východní a západní stranu. Využijete totiž aktuálně vyrobenou elektřinu po celý den a nemusíte většinu směřovat do baterií.
Odolnost proti povětrnostním vlivům
Fotovoltaika se montuje podle stavebních norem, proto zvládne poryvy větru i zátěž sněhové pokrývky, které jsou typické pro Česko. Na každou instalaci se používá 100 až 150 spolehlivých ocelových kombivrutů. Mapu větrných oblastí pro stavební účely vypracoval Český hydrometeorologický ústav. Ten zařadil na větrné mapě ČR jednotlivé oblasti do 5 tříd. Na základě technických výpočtů se do těchto oblastí navrhuje různý počet kombivrutů ke kotvení panelů, aby držely na svém místě.
Zatížení střechy sněhem ukazuje i oficiální sněhová mapa Českého hydrometeorologického ústavu. Nejvíce sněhu leží v 7. třídě, kterou na mapě najdete v typicky horských oblastech. Podle větrné a sněhové mapy se dimenzuje pevnost konstrukce panelů pro sedlové i ploché střechy. Na sedlové střechy se provádí kotvení do krokví, v případě ploché střechy se využívají betonové bloky k zátěži, u kterých se ale nejprve provádí výpočet zátěže.
Typy prostupů střechou a jejich řešení
Solární panely lze nainstalovat na téměř všechny typy střech, od klasických tašek až po asfaltový šindel. Ideální jsou systémové průchodky, ale když nejsou, pomůže i nevyužitý komín nebo prosté vedení přes štít.
Kabeláž a její vedení
Nejprve si ujasněme, které kabely od fotovoltaických panelů vlastně vedou. První nás určitě napadne silový DC vodič, který vede elektřinu od panelů k měniči. Další obvykle použitý kabel je zelenožlutý CYA 16 mm2, který se použije k přizemnění konstrukce. A poslední, co je možné vést ze střechy do technické místnosti, je vodič pro samostatné požární odpojovače. U solárních kabelů je nutné ještě zmínit, že je po cca 10 metrech musíme vybavit svodiči přepětí. Kabely mezi jednotlivými komponenty - tedy panely, svodiči přepětí a střídačem - je ideální vést v jednom kuse, tedy je nenastavovat a nenapojovat. Kabely předně vedeme ve chráničkách, ve venkovním prostředí takových, které mají odolnost proti UV záření. Ohyby je nutné provádět v rozumných poloměrech tak, aby nedošlo k lámání kabelů.
Čtěte také: Izolace prostupů střešní krytinou
Řešení prostupů pro různé střešní krytiny
Montáž solárních kolektorů a zhotovení prostupů je nejjednodušší u betonových krytin, jako jsou KM Beta, Bramac apod. Prostup pro solární potrubí lze vytvořit vylomením plastové mřížky ve větrací tašce. Pokud je třeba, lze použít 2 větrací tašky, jak pro přívod, tak odvod potrubí.
U pálených tašek (např. Tondach, Bramac) bývá montáž konstrukce pro solární kolektory malinko obtížnější kvůli zámkům. Časově náročnější, avšak výhodnější je odkrýt tu část střechy, po které je třeba se při montáži pohybovat. U taškových střech je možné využít systémové průchodky, které nabízí výrobce. Další možností je po domluvě s majitelem objektu využít odvětrávací tašku, pokud nedojde k výraznému omezení funkčnosti odvětrání střechy.
Pokud není možné použít libovolnou průchodku, znamená to pokus navrtat stávající krytinu a vytvořit tak prostup svépomocí. Problém může nastat hned, kdy krytina praskne a nemáme náhradní. Případně nastane horší varianta, kdy zeslabená tvarovka praskne naopak později a způsobí zatékání. Pak zbývá jediné - využít připravené klempířské šablony, které pod prostupovou tašku podsuneme.
Prostup potrubí na plechové střeše lze zajistit pomocí prostupových manžet. Jedná se o prvek, který je pogumovaný s plechovým rámem a gumovým těsněním. Tyto manžety jsou v tomto případě nejpoužívanějším prvkem při řešení prostupů plechovou krytinou a jsou hojně využívány. U plechových střech s rovným plechem (falcová střecha, moderní systém click) je situace jednodušší. Jednoduše se vyvrtá uprostřed mezi falcy otvor, na který se aplikuje elastická průchodka, skrz kterou se protáhne flexibilní chránička.
Celkově je montáž na eternitové střeše značně náročná. Většina těchto střech je poznamenána stářím a jsou velmi náchylné na praskání. Zároveň je třeba dbát důsledně bezpečnostních předpisů, neboť práce na těchto střechách je se zvýšeným bezpečnostním rizikem. Na tento typ střech lze použít střešní doplňky určené pro krytinu z kanadské šindele - plastové větrací tašky. Pokud nelze zajistit prostup díky střešním doplňkům, je třeba zhotovit individuální, speciální prostup pro solární potrubí. Vždy je třeba dbát na důsledné zaizolování proti zatékání a vzlínající vodě.
Čtěte také: Vše o prostupech střechou pro fotovoltaiku
Asi nejméně populární střechy pro fotovoltaiku jsou střechy s šablonami - postaru eternit, nově Betternit, případně jiné vláknocementové krytiny. Klempířská šablona se používá u starých eternitových šablon, kde při počtu 20-30 kotev některé prasknou téměř vždy, počítá se s tím. Postup je takový, že se podsune klempířská šablona pod původní eternitovou. Tato šablona se zafixuje kombišroubem, který projde eternitovou šablonou, klempířskou šablonou a zakotví se do krokve, či jiného prvku z krovu.
Další variantou jsou populární střechy s asfaltovým šindelem. Ty jsou velmi specifické již tím, že zpravidla se musí kotvit nosná konstrukce panelů skrz střechu, pomocí kombišroubů do nosné konstrukce (krokve), kde těsnění zajišťuje gumová EPDM podložka přitažená maticí M10/12 přes podložku.
Alternativní řešení prostupů
Existují i netypická řešení. První varianta je použít již existující prostup, který je prázdný (!). Může to být například prostup od zrušeného satelitu, nebo zrušená ventilace, případně nepoužívaný komínový sopouch. V případě nevyužívaného kouřovodu je ale nezbytné dostatečně jasně informovat budoucího uživatele o tom, že momentálně není možné kouřovod používat pro jeho původní účel. Osobně se doporučuje označit v místě tvarovek a čistícího kusu cedulkou „komín využit pro vedení DC kabeláže FVE, nepoužívat!“. Potom je zde možnost vést kabely přiznaně buď přes štít, nebo kolem poslední tašky u přesahu střechy. Takto je možné prostup skrz krytinu obejít.
Montáž a bezpečnost
Umístěním kolektorů na střechu se pod kolektory minimálně 10 - 20 let nepodíváte. Proto je důležité dbát na kvalitu provedené práce. Na montáž panelů se používají konstrukce, stavitelné háky a kombivruty značky K2 systems. Tyto systémy jsou vyrobené z kvalitní oceli třídy A2.
U klasických betonových tašek se nejprve lokalizují krokve, sundá se z ní na daném místě taška a uchytí se na ní stavitelný hák s ploškou na 3 vruty, kterými se připevní ke krovu. Následně se nastaví jeho výška a obrousí taška, která byla nad hákem a položí se na původní místo. Pro lepší izolaci se místo okolo háku zatmelí. Na dalších typech střech se postupuje velmi podobně. Na plechové střeše se nejprve díra předvrtá a následně navrtá kombivrut, na jehož trn se pak fixují profily.
Riziko zatékání a požáru
Pokud montáž provede odborník, riziko zatékání do krovů je minimální. Když si vyberete k montáži panelů profíky, nezanikne vám ani záruka na střechu. Veškeré zásahy do střechy se dělají v souladu s deklarací záruky výrobců a dělají se do ní minimální zásahy. Neodborně instalovaná fotovoltaika může způsobit životu ohrožující stav nebo požár. Těmto situacím se předchází instalací, kterou provádí dle norem s nadstandardními pasivními ochranami systému.
Pod instalací panelů by měl být perfektní pořádek. Nejzranitelnější místa instalace, tedy konektory MC4 a kabely, se nesmí válet po střeše, aby se k nim nedostávala voda. V takových situacích může vznikat skrytý problém, tedy zahřívání, přechodový odpor a v nejhorším případě dojde i k požáru. U jedné instalace se také setkáváme s CYA vodiči pro použití v interiérech. Pro bezpečnou vzdálenost fotovoltaiky od hotového hromosvodu se používá výpočet pro přeskokovou vzdálenost.
Revize a prevence poruch
Doporučujeme klientům po 3 letech provozu elektrárny pravidelné revize včetně kontroly termokamerou, která může odhalit později vzniklé závady na panelech (tzv. hotspoty). Hotspot v panelu vznikne vlivem vadného článku, který se při provozu v sérii dalších článků projevuje vysokou teplotou. Ta dosahuje takové výše, že klidně propálí zadní plast panelu a může zažehnout i celý systém. U betonových střech se často propálí jen panel a závadu zjistíte výpadkem výroby elektrárny. U střech z polymerové folie ale hrozí i její zažehnutí a zničení elektrárny i střechy. Proto všechny panely prochází po výrobě přísnými testy.
Přehled řešení prostupů pro různé krytiny
Tabulka shrnuje doporučená řešení prostupů pro různé typy střešních krytin.
| Typ střešní krytiny | Doporučené řešení prostupu | Specifika / poznámky |
|---|---|---|
| Betonové tašky (KM Beta, Bramac) | Vylomení plastové mřížky ve větrací tašce (případně 2 tašky) | Nejjednodušší typ prostupu. |
| Pálené tašky (Tondach, Bramac) | Systémové průchodky, využití odvětrávací tašky (s ohledem na funkčnost) | Montáž obtížnější kvůli zámkům. Možné odkrýt část střechy. |
| Plechové střechy (falcové, click systémy) | Prostupové manžety, univerzální elastické průchodky | Manžety jsou pogumované s plechovým rámem a gumovým těsněním. |
| Eternitové/vláknocementové šablony | Individuální prostup, klempířské šablony podsazené pod původní | Střechy náchylné k praskání, zvýšené bezpečnostní riziko. |
| Asfaltový šindel | Kotvení nosné konstrukce skrz střechu do krokví (kombišrouby s EPDM podložkou) | Vyžaduje specifické kotvení do nosné konstrukce. |
| Zelené střechy | Obecně velmi obtížné nebo nemožné kvůli ukotvení | Vyžaduje speciální řešení nebo se nedoporučuje. |
| Existující prázdné prostupy (komín, ventilace, satelit) | Využití stávajícího prostupu s jasným označením pro budoucí uživatele | Nutné zajistit, aby nedošlo k záměně původního účelu. |
| Přiznané vedení (přes štít, kolem přesahu střechy) | Vhodné pro méně pohledové objekty, kde nelze použít systémový prostup | "Odfláknuté" řešení, které může být v určitých případech praktické. |
tags: #prostupy #strechou #u #fotovoltaiky