Otázky & odpovědi k tématu střešního fotovoltaického zařízení: Ekologická elektřina ze střechy jednoduše vysvětlená

Zejména u budov s malou potřebou tepla na topení, tedy u nízkoenergetických domů, lze využívat sluneční energii obzvlášť efektivně. Je to možné díky optimálnímu naplánování budovy a jednoduché integraci fotovoltaiky do technologií domu.

Majitelé domů se v rostoucí míře chtějí zásobovat energií sami. FV zařízení jim poskytuje nezávislost nejen na rostoucích cenách energií, ale také na importech plynu nebo ropy ze zahraničí.

Výzvy jako kolísající výkon způsobený počasím nebo dočasně zvýšená spotřeba už nepředstavují pro FV zařízení žádný problém. Při použití kvalitních bateriových úložišt elektřiny a inteligentního energetického managementu může být totiž pokryto až 100 % soukromé spotřeby. Jako majitel domu tak máte kdykoliv k dispozici bezplatnou sluneční energii, i když Slunce vůbec nesvítí. Výsledkem je významná redukce nákladů na elektřinu a energie. Pro fungování Vašeho fotovoltaického zařízení i při výpadku veřejné sítě však potřebujete tzv. ostrovní řešení (off-grid).   

Nejdříve k rozdílu mezi energií a výkonem: energie se udává ve Wh (watthodinách) a je to množství energie, vyrobené za určitou dobu. 1 kWh je 1000 Wh.

1 kWh je množství energie, které může vyrobit fotovoltaické zařízení o výkonu 1kW za hodinu, za 2 hodiny lze tedy vyrobit 2 kWh. Špičkový výkon, jinak též maximálně možný výkon, který je možné získat při standardizovaných testovacích podmínkách, se udává v kWp (kilowatt peak). Tato hodnota umožňuje srovnávat různá fotovoltaická zařízení. U rodinných domů jsou běžná zařízení o výkonu 5-10 kWp.

Účinnost udává, jak efektivně fotovoltaické zařízení pracuje, tedy jak velkou část sluneční energie dovede FV zařízení přeměnit na elektrický proud. Hodnoty účinnosti se permanentním vývojem solárních článků významně zvýšily a dosahují aktuálně v závislosti na druhu použité technologie 10-20 %.

Solární články přeměňují sluneční záření na elektrický proud, přesně řečeno vzniká zde stejnosměrný proud. Veřejná elektrická síť však přenáší střídavý proud, protože na střední vzdálenosti je to efektivnější. Střídačem se  stejnosměrný proud vyrobený fotovoltaickým zařízením přeměňuje na střídavý proud. Mnoho elektrických přístrojů však potřebuje stejnosměrný proud, zpětnou přeměnu zajišťuje příslušná síťová část přístroje.

Znečištění nebo stínění může způsobit, že jedním nebo více solárnámi články neprotéká elektrický proud. Při sériovém zapojení by celé zařízení vyrábělo podstatně méně elektřiny a panel by se mohl přehřívat nebo by se mohl  poškodit. Pro zabránění vzniku takové situace se instalují se bypassové diody. Ty umožňují zastíněné místo „přeskočit“ a elektřinu lze vyrábět dál. V tomto případě mluvíme o paralelním zapojení.

Také moduly s půlenými články (half – cut) dosahují při (částečném) stínění vyššího výtěžku než standardní moduly. Solární článek je při výrobě rozdělen na dvě poloviny. Na stejné ploše lze tak dosáhnout vyššího výkonu.

Obě tyto technologie, tedy paralelní zapojení a technologie half-cut, jsou použity také u PREFA integrovaného solárního panelu SDP.

Vedle FV modulů tvoří fotovoltaické zařízení tyto komponenty:

• solární kabely
• spodní konstrukce
• připojovací skříň generátoru
• střídač
• elektroměr 

Volitelné příslušenství:

• bateriové úložiště
• domácí nabíjecí stanice pro elektromobily (wallbox)
• topné tyče pro ohřev vody

Podle typu instalace se může majitel domu rozhodnout pro integrované nebo nadstřešní řešení. Při nadstřešních řešeních se solární moduly montují pomocí příslušné spodní konstrukce nad stávající střechu. Pokud je stávající střecha neporušená,  je to nejracionálnější řešení. Zejména tehdy, když chcete střechu nově pokrýt nebo plánujete novou stavbu, jsou opticky působivou a moderní alternativou k nadstřešní fotovoltaice integrované solární panely. Solární moduly přitom nahrazují střešní krytinu. Zvláštní formou integrovaného střešního řešení jsou integrované solární panely SDP (solární tašky) PREFA. V tomto případě jsou solární články integrovány do střešní krytiny a při montáži není potřebná její penetrace.

• Typ střechy a druhy střešní krytiny: Které jsou vhodné pro solární střechu?
• Orientace střechy: Mám k dispozici vhodné střešní plochy a jak jsou orientovány?
• Stínění: Dostává se na střechu v každém ročním období dostatek slunečního svitu nebo mohou okolní stromy nebo sousední dům na jaře/na podzim/v zimě vrhat příliš mnoho stínu?
• Velikost: Jaká velikost zařízení je potřebná pro pokrytí mé potřeby elektřiny?
• Statika: Vydrží moje střešní konstrukce dodatečně vzniklá zatížení (větrem)?
• Finanční podpora: Existují dotace od státu či jiných subjektů?
• Ochrana před sněhem: Je i po instalaci FV zařízení zajištěna předepsaná ochrana před sněhem?
• Ochrana před bleskem a protipožární ochrana: Je zabezpečení dostatečné?
• Povolení: Je pro mé FV zařízení nutné stavební povolení?
• Bezpečnost zásobování energií prostřednictvím ostrovní sítě: Jak budu mít k dispozici elektřinu i při výpadku proudu z veřejné sítě?
• Bateriové úložiště: Ne vždy je elektřina vyráběna tehdy, kdy ji potřebuji. Potřebuji bateriové úložiště?
• Pojištění zařízení: Před možnými škodami se nemůžeme pokaždé ochránit. Proto je třeba se postarat o pojištění mimořádných událostí.     

• Je střecha dostatečně často čištěna a udržována?
• Provádějte průběžně optimalizaci spotřeby a prověřujte, kdy je možno vlastní vyráběnou elektřinu ještě lépe využít.
• Využijte elektroauto jako bateriové úložiště.
• Chcete FV zařízení rozšířit nebo dovybavit bateriové úložiště?

U nás se nejčastěji setkáváme s plochými střechami, šikmými střechami (např. se sedlovou nebo valbovou střechou) nebo střechami pultovými. Pro všechny střešní konstrukce existují různé technické možnosti pro montáž solárního zařízení s optimální orientací k Slunci. Na plochých střechách nebo na šikmých střechách s mírným sklonem se FV moduly připevňují na trojúhelníkové podpěry, umožňující nastavit panely do optimální polohy. Vedle statiky střechy, druhu střešní  konstrukce a krytiny hraje důležitou roli orientace střechy. Ideální je sklon od 25 do 35° při orientaci na jih.

Nejlepších výtěžků se dosahuje při orientaci solární střechy na jih. Ale také střešní plocha orientovaná na západ nebo východ může mít ještě dobrou výtěžnost, pokud má vhodný sklon a příznivou míru stínění. Orientace na západ nebo na  východ se může ukázat jako smysluplná po objektivním vyhodnocení spotřeby elektřiny v jednotlivých fázích dne.

Určité míře stínění nelze ve většině případů zabránit. Stínění by mělo při konstrukci FV zařízení pokud možno vyrovnat odpovídající zapojení modulů (bypass místo sériového zapojení, technologie half-cut). Okolní stromy, domy a střešní nástavby jako např. komíny, střešní vikýře nebo antény mohou v závislosti na denní době vrhat stín a zmenšovat výtěžek. Pro posouzení stínění je vhodné budoucí solární střechu delší dobu pozorovat. Kromě toho existují pro stanovení míry stínění různé měřicí metody a počítačové programy.

Stavebník je povinen nechat prověřit statiku střechy a tím její vhodnost pro instalaci FV zařízení. Statik, resp. odborník před montáží analyzuje, jestli je nosnost střechy dostatečná. Solární moduly střechu dodatečně zatíží – u šikmých střech se jedná až o 25 kg/m². Při montáži na plochou střechu je zatížení dokonce ještě vyšší. K tomu se přidávají dodatečná zatížení větrem a sněhem. Zejména u starých staveb je stav střechy rozhodující, protože FV zařízení se zpravidla instaluje na dobu, přesahující 20 let. Sanační práce nastřešní konstrukci s instalovanou fotovoltaikou během tohoto období jsou složitější a nákladnější, neboť nejdříve je třeba solární zařízení zase odstranit. Kromě toho je nutno zajistit dobrý přístup na střechu, aby na ní technici a odborníci mohli provádět údržbu.

Pokud jsou stávající prvky protisněhové ochrany (např. sněhové háky, zábrany) zakryty FV nebo solárními zařízeními, nemohou už logicky plnit svou funkci – sníh se sesouvá ze střechy, může blokovat chodníky nebo způsobit škodu. V extrémních případech mohou dokonce sněhové masy zbylý a přetížený zádržný sněhový systém poškodit. Ne vždy je možné požadavky na ochranu před sněhem a střechu kompletně osazenou solárními moduly ideálně sladit, při volbě řešení má ale přednost ochrana před sněhem. V případě potřeby Vám poradí a pomohou příslušní odborní realizační pracovníci.    

Fotovoltaické zařízení je obvykle navázáno na stávající systém ochrany před bleskem. Jestliže je spodní konstukce schopná přenášet bleskový proud, lze úsporně přímo na ni instalovat jímací tyče pro ochranu před bleskem. Je však třeba dbát, aby tyto tyče FV zařízení nestínily. V zásadě platí, že čím kratší je vedení mezi moduly a střídačem, tím jsou náklady na bezpečnostní prvky menší. Pokud nelze v budově instalovat kabel stejnosměrného proudu ohnivzdorně, je třeba počítat s pořízením hasičského bezpečnostního spínače.

Zpravidla mohou být solární střechy budovány bez stavebního povolení. To neplatí, pokud budova stojí v oblasti územního plánu nebo je památkově chráněná.

Při výpadku proudu nevyrábí proud ani FV zařízení. Jestliže si chcete zajistit bezpečné zásobování elektřinou také při výpadku proudu (dočasné vypnutí proudu nebo blackout), potřebujete hybridní střídač s funkcí nouzového napájení, který přepne do „ostrovního režimu“ a má případně odpovídající úložiště. Jen tak může Vaše FV zařízení vyrábět elektřinu bez síťového napětí, ovšem za předpokladu, že dostatečně svítí Slunce. O tomto speciálním řešení, o tzv. FV zařízení s nouzovým napájením, se informujte u odborníka z profesionální fotovoltaické firmy.

Pořízení a instalace solárního zařízení se pojí s určitými náklady. Pro každého majitele domu je proto zajímavé vědět, po jaké době se tyto náklady amortizují. Vzhledem k trvale rostoucím cenám energií se FV zařízení na střeše vlastního domu ve většině případů vyplatí a je pro mnohé stále žádanější. Při využití dotace se může FV zařízení vyplatit už po 10 až 14 letech. Zejména v dobách zvyšujících se cen elektřiny představuje bezpečnou a dobrou investici. Nemluvě o tom, co znamená pro životní prostředí a příští generace.  

Kolik stojí PREFA solární střecha pro průměrný rodinný dům?
PREFA solár je 2 v 1: střešní krytina a fotovoltaické zařízení v jednom. Proto je třeba PREFA solární střechu kalkulovat jinak, než běžná nadstřešní řešení. Přesné stanovení ceny je možné na základě individuálního plánu a po předložení nabídky od partnerské realizační firmy PREFA.

Sečtou se všechny výdaje, připadající každoročně na zásobování energií a porovnají se s náklady a výnosy z výkupního tarifu za dodávky elektřiny z vlastního FV zařízení do veřejné sítě. Je třeba při tom počítat s investičními náklady na pořízení a montáž (po odečtení případných státních či jiných dotací) a také s běžnými náklady na údržbu, opravy a pojištění. Kromě toho je také nutno zohlednit úroky z eventuálního úvěru a snížené náklady na elektřinu na základě vlastní výroby elektrického proudu. Po několika letech náklady na elektřinu získávanou bez FV zařízení převyšují náklady (po odečtení dosažených příjmů) spojené s pořízením a provozem FV zařízení.  Od tohoto okamžiku je zařízení amortizováno.

Stále více majitelé domů se rozhoduje pro instalaci bateriového úložiště, aby ve dnech s méně hodinami slunečního svitu, během spotřebních špiček nebo také v noci nemuseli nakupovat elektřinu od externích dodavatelů energií.  Pořizovací náklady náklady na bateriové úložiště se pohybují mezi 7.000,- - 15.000,- Kč/kWh. Náklady mohou snížit příslušné dotace. Při pořízení bateriového úložiště se odpovídajícím způsobem prodlouží doba amortizace.

Vedle pořizovacích nákladů je třeba při plánování zohlednit také běžné provozní náklady. Skládají se z nákladů na údržbu a pojištění.

Vedle pojištění odpovědnosti se doporučuje uzavřít také pojištění proti všem rizikům, které chrání při mimořádných událostech, např. při krupobití nebo před ostatními škodami způsobenými extrémním počasím.

FV systém je možné namontovat i na stávající střechu také dodatečně. Instalace nadstřešního systému s příslušnou spodní konstrukcí většinou není problém. Montáž držáků solárních panelů je prováděna do krokví (při příslušném naplánování také na 30 mm dřevěné bednění nebo na dvojitou stojatou drážku). Dodatečné vybavení integrovaným solárním systémem je obvykle složitější, protože na trhu je k dostání mnoho systémů a každý druh vyžaduje speciální instalaci a napojení na stávající krytinu.

Každý jednotlivý solární panel je malá elektrárna vyrábějící elektrický proud šetrně k životnímu prostředí a udržitelně. Podle konkrétních požadovků může být pak proud přímo používán, skladován nebo dodáván do veřejné sítě. FV články jsou monokrystalické (mono) a disponují moderní technologií půlených článků (half-cut) pro dosažení optimalizovaného výkonu. Připojovací zásuvky, vyvinuté PREFA, jsou integrovány přímo do FV modulu a klempíř nebo pokrývač tak může jejich pomocí moduly snadno spojovat. Kromě toho není díky integraci fotovoltaických prvků do střešního panelu na střeše potřebná žádná další konstrukce nad střešní  krytinou resp. spodní konstrukce ani není třeba penetrovat krytinu šrouby, prostupy pro kabeláž apod.

PREFA integrovaný solární panel SDP (solární taška) je výrobek orientovaný na budoucnost, vyvinutý a vyráběný v Rakousku. K dostání je ve dvou různých provedeních. Malý integrovaný solární panel SDP má v položené ploše rozměr 700 × 420 mm a 1 kus má výkon 43 Wp. Velký integrovaný solární panel SDP měří v položené ploše 1.400 × 420 mm a 1 kus dosahuje výkonu 100 Wp. Pro dosažení výkonu 5 kWp je tak třeba 34 m² malých, resp. 30 m² velkých solárních panelů. I přes zabudovanou solární technologii váží oba solární panely pouhých 12,6 kg/m². Nabízeny jsou v barvě P.10 černá.

PREFA solární střecha se perfektně zařazuje do osvědčeného, sladěného kompletního systému a doplňuje kvalitní paletu více než 5.000 produktů. PREFA integrovaný solární panel SDP je 100 % kompatibilní se střešním panelem R.16 a střešním panelem FX.12. Sladěné je i bohaté příslušenství, např. odvodnění střechy, prvky sněhové ochrany, střešní bezpečnostní prvky a všechna lemování.

1. Krok: kontrola požadavků – Vše kolem vlastní střechy
Ujistěte se, zda-li je střecha, její sklon a orientace vhodná pro instalaci integrovaných solárních panelů SDP a nechte si vypracovat nabídku od odborné realizační firmy PREFA.
Požádat o cenovou nabídku

2. Krok: příprava – Důležité před připojením do sítě
Elektro-instalační firma zajistí jak číslo elektroměru, tak smlouvu s dodavatelem elektřiny pro připojení do sítě. V případě potřeby se můžete obrátit na místní stavební úřad se žádostí o stavební povolení.

3. Krok: Montáž & předání – Vše začíná vlastní elektrárnou
Montážní partner PREFA nainstaluje integrované solární panely SDP včetně příslušenství. Další nutné elektroinstalační práce (jako je příprava prostupů pro instalaci elektrických kabelů), DC/AC instalace a přejímku systému vč. zprávy o uvedení do provozu) provádí elektroinstalační firma.

4. Krok: Podpora & záruka stvrzená certifikátem!
Všechny potřebné podklady k žádosti o případnou dotaci na realizaci nebo střešní integrovaný systém (BIPV) dodává firma PREFA jako součást celé dodávky řešení. Po instalaci poskytuje PREFA podporu záručním listem.
Vyžádání záručního certifikátu

Pořízení fotovoltaiky umožňuje nezávislou a bezpečnou výrobu energie v budoucnosti. Využívání solární energie se z hlediska hospodárnosti vyplatí už po 10 -14 letech. Optimalizací vlastní spotřeby vyrobené elektřiny a využitím dotací lze toto období ještě výrazně zkrátit. O dotaci lze požádat u Státního fondu životního prostředí. S vyřízením žádostí o dotace mohou pomoci také energetické distribuční firmy.

Fotovoltaická zařízení lze instalovat jako systémy integrované do střešní krytiny nebo systémy nadstřešní na většině typů střech. Před montáží je klíčovou otázkou orientace, sklon a stínění předmětné střechy. Důležitá je také velikost a výkon fotovoltaického zařízení. Na střechu rodinného domu by mělo být nainstalováno FV zařízení o výkonu minimálně 4 kWp. Při plánování fotovoltaiky se doporučuje vzít v úvahu skutečnost, že v budoucnu se zejména kvůli elektromobilitě potřeba elektrické energie zvýší.

S fotovoltaickým zařízením na střeše můžete i v budoucnosti bezpečně vyrábět svou vlastní elektřinu.