Energetická náročnost Česka se řadí podle statistik do nejvyšších v Evropské unii. Jednou z možností aktivního přístupu k úsporám energií je využít „obálku“ stavby na výrobu tepelné, nebo přímo elektrické energie. Vzhledem k tomu, že je plocha střechy nejblíže ke slunci, právě ona se logicky už desítky let úspěšně využívá k instalaci solárních zařízení.
Fotovoltaické panely slouží k přeměně sluneční energie na elektrickou. Účinnost panelů je v reálném provozu v závislosti na typu v rozsahu 8 - 17 %. V praxi to znamená, že z dopadajícího slunečního záření, které má výkon cca 1000 W/m2, vyprodukuje solární článek 80 až 170 W/m2. Pokud tedy chceme získat 1kW energie ze slunce, potřebujeme k tomu přibližně 7 m2 plochy fotovoltaických panelů.
Vhodnost rovné střechy pro fotovoltaiku
Fotovoltaické, případně fototermické solární panely jsou vhodné téměř pro všechny typy střech - šikmé, sedlové a rovné. Možná bude pro někoho překvapením, že právě rovné střechy jsou pro fotovoltaiku nejvhodnější. Důvod je prostý. Rovná střecha umožňuje snadnou instalaci a optimální nastavení fotovoltaiky na jižní světovou stranu, případně kombinaci jihovýchodní a jihozápadní strany. Nosná konstrukce zároveň poskytuje ideální nastavení sklonu fotovoltaických panelů.
Instalace na rovnou střechu je ideální. Panel je možné díky konstrukci umístit ve správném sklonu tak, aby dosahoval největšího možného výkonu. Polohovat ho můžeme naležato nebo nastojato, přičemž musíme kriticky zvážit povětrnostní podmínky nebo další vlivy, které by mohly nepříznivě ovlivnit celou konstrukci. Přizvedávají se speciální áčkovou kovovou konstrukcí se zatížením betonovými tvárnicemi. Váha konstrukce pro 1 panel je 8 nebo 10 kg.
Zatížení střechy a statický posudek
Při instalaci fotovoltaiky na dům je třeba počítat s tím, že dojde k zatížení střechy, proto je potřeba mít na ně dostatečně dimenzované krovy. Zatížení u šikmé střechy činí cca 20 kg/m2, u rovné střechy se zátěžovými bloky cca 35-40 kg/m2. Solární panel váží přibližně 20 kg a jejich konstrukce je obvykle z lehkého hliníku. Solární panel i po instalaci s dalšími prvky váží něco kolem 10-20 kg na m2. Pro střechu a konstrukci, na které je umístěna, to v ideálním stavu nepředstavuje žádné nebezpečí.
Čtěte také: Betonová deska: klíčový prvek ve stavebnictví
Statický posudek je vhodné nechat zhotovit vždy, když existuje jakékoliv podezření na zhoršený technický stav a nosnost střechy. Rovné střechy obvykle potřebují statický posudek k zajištění bezpečnosti. Vřele doporučujeme také vypracování statického posudku, který ověří nosnost střechy.
Optimální orientace a sklon fotovoltaických panelů
Při instalaci fotovoltaické elektrárny je potřeba brát v potaz dva parametry střechy - její sklon a její orientaci. Tím důležitějším z nich je právě orientace. V podstatě lze využít jakékoli umístění vyjma toho severního. Orientace na východ znamená, že panely vyrábějí energii nejefektivněji ráno. Naopak maximalizace večerní výroby elektrické energie zaručí panely orientované na západ. Během dne poskytují nejvíce energie panely s jižní orientací.
Orientace střechy s fotovoltaikou na jih je tedy ideální volbou, protože fotovoltaika bude vyrábět energii po nejdelší časový úsek během dne. Odklon střechy o 45° od čistého jihu na jihozápad či jihovýchod nám sníží roční výnos pouze o 5 %. Ani využití střechy orientované na východ a západ není tabu. Výnos se v těchto méně vyhovujících podmínkách sice snižuje až o 20 %, kompenzuje se však instalací systému většího rozsahu, tzn. s více solárními panely, a to platí i při orientaci na sever. Instalace FVE na severní stranu nedoporučujeme.
Optimální sklon fotovoltaických panelů se pohybuje v rozmezí od 20° do 50°. Nejvyšší efektivity při celoročním provozu dosahují panely umístěné ve sklonu 35° až 45°. V podmínkách mírného pásu je ideální sklon panelu 35°. U vodorovné střechy se pak panely umísťují na speciální konstrukci a sklon panelů jí lze přizpůsobit. Většinou bývá mezi 10° až 35°.
Při instalaci se sklonem pod 15° přichází panely o samočisticí schopnosti - ulpívání sněhu po delší dobu, ulpívání prachu a nečistot. Optimální naklonění panelu zaručuje nejen větší výkon, zastává také samočistící funkci - prach, pyl či sníh tak snadněji sklouznou z jeho povrchu. Jednou za 1-2 roky se doporučuje očistit svrchní krycí sklo panelu stěrkou na okna, nebo dnes již běžně dostupnými přípravky přímo pro FVE.
Čtěte také: Výhody rovné betonové střešní krytiny pro vaši střechu.
Tabulka: Vliv orientace a sklonu na výkon fotovoltaiky
| Orientace | Sklon panelů | Popis / Vliv na výkon |
|---|---|---|
| Jih | 20° - 50° (ideálně 35° - 45°) | Ideální orientace, nejvyšší produkce energie po nejdelší časový úsek během dne. Až o 20 % efektivnější než východ/západ. |
| Jihovýchod / Jihozápad | 20° - 50° | Odchylka o 45° od čistého jihu snižuje roční výnos pouze o 5 %. |
| Východ | 20° - 50° | Panely vyrábějí energii nejefektivněji ráno. Snížení výnosu až o 20 % oproti jihu, kompenzovatelné větším počtem panelů. |
| Západ | 20° - 50° | Maximalizace večerní výroby elektrické energie. Snížení výnosu až o 20 % oproti jihu, kompenzovatelné větším počtem panelů. |
| Sever | Nedoporučuje se | Instalace se nedoporučuje kvůli výrazně nízkému výkonu. Pokud je nutná, vyžaduje víceprvkové konstrukce nebo výrazné navýšení počtu panelů. |
| Pod 15° | Ploché střechy s konstrukcí | Panely ztrácí samočisticí schopnosti (sníh, prach, pyl). |
Důležité aspekty instalace
Pozor na zastínění panelů
Při výběru vhodného místa si dejte pozor na zastínění okolními budovami, komínem nebo stromy. Světelné podmínky si vždy pozorováním ověřte. Byla by škoda, kdyby část solárních panelů byla po většinu dne zastíněná. Stín totiž dokáže snížit výkon systému až o 30 %. Výkonnost elektrárny snižuje také usazený prach, pyl či exkrementy od ptáků.
Střešní krytiny
Fotovoltaiku montujeme na téměř všechny typy krytin. Problém nečiní lepenky, falcované plechy, kanadský šindel či pálené tašky. Mezi krytiny, se kterými se pracuje problematicky, patří cembrit se sponkami, eko eternit, vlnitý eternit, měděná střecha a polykarbonát. Instalace na uvedené typy střech patří do příplatkových služeb, a to vždy po dohodě s technikem. Nemontujeme na cembrit z přírodní břidlice, z imitace břidlice a na cembrit bez sponek, protože jsou křehké a často praskají. Důležitou roli hraje i samotný stav střešní krytiny. Pokud totiž není v pořádku, je potřeba ji nejprve opravit a pak umístit panely.
Alternativní řešení
Pokud nemáte vhodnou střechu na domě, nezoufejte. Solární a fotovoltaické panely běžně instalujeme na garáže, altány, kůlny nebo střechy stodol a hospodářských stavení, které poskytují velkou plochu. Také je možné umístit panely i na jiné stavby, například pergolu, případně také v zahradě. Už dnes například existují kolektory, které můžete instalovat i na balkon, pokud pro vás není střecha z nějakého důvodu dostupným řešením.
Doporučení pro bezproblémovou instalaci
Rozhodnutí o použití solárních kolektorů i panelů na střeše by mělo padnout už v době její projektové přípravy. Nosnost krovu musí být přizpůsobena dodatečnému zatížení a případně ověřena statikem. Zároveň je nutné počítat s propojením kolektorů s dalšími technickými systémy zařízení budovy. To stejné platí i v případě dodatečné montáže solárních kolektorů na střechu anebo při jejich instalaci během rekonstrukce.
Způsob upevnění kolektorů (typ hliníkové nosné konstrukce a její upevnění k střešní konstrukci je závislý na povětrnostních podmínkách (sněhové a větrné oblasti), v nichž se stavba nachází, na počtu hodin slunečného svitu, na druhu použité střešní krytiny a na dalších místních podmínkách. Solární zařízení se montují nad rovinu střešní krytiny, a to buď paralelně se střešní rovinou, anebo, pokud úhel střechy neodpovídá požadovaným hodnotám, se zdvihem o určitý úhel. Pro instalaci kolektorů na plochou střechu jsou určeny konstrukce se zdvihem o optimálních 45°.
Čtěte také: Izolace plochých střech
Konstrukce držící solární kolektory se nejčastěji vyrábějí z hliníku. Jsou pevně kotvené na zesílenou nosnou konstrukci střešního pláště a vyhotovené tak, aby dodatečným tlakem nezpůsobovaly praskání a deformaci střešní krytiny. Aby nedošlo k poškození solárních kolektorů během jejich montáže, jsou tyto různými způsoby mechanicky chráněny (obaly, dřevěná konstrukce apod.) a montují se pomocí jeřábu. Obalový materiál se z nich odstraňuje postupně, v průběhu jednotlivých kroků montáže tak, aby byly v co největší míře neustále chráněny před případným poškozením.
Po důsledném nainstalování a upevnění solárních kolektorů se pospojuje potrubí mezi kolektory. Podle doporučení výrobců se musí kolektory proplachovat nemrznoucí kapalinou, aby se ze systému vyplavily všechny nečistoty. Nemrznoucí směs se musí doplnit podle výrobcem předepsaných požadavků a systém se musí odvzdušnit. Nemrznoucí kapalina má předepsané chemické složení tak, aby v zimních měsících nedocházelo k poškození systému mrazy.
Solární kolektory a fotovoltaické panely, tak jako hliníková nosná konstrukce, musí být případně napojeny na bleskosvodný systém (pokud je to potřeba). Správně navržený systém solárních zařízení dokáže domácnosti ušetřit nemalé finanční prostředky z ohřevu teplé vody, podpory vytápění či výroby elektrické energie.
tags: #rovná #střecha #z #panelů #informace