Umisťování solárních kolektorů a fotovoltaiky na střechu
Vyžádejte si bezplatné poradenstvíEnergetická náročnost Česka se řadí podle statistik do nejvyšších v Evropské unii. Tato skutečnost je pro nás obrovskou výzvou pro realizaci úsporných opatření ve všech oblastech – od průmyslu, přes veřejné a státní instituce, až po domácnosti
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. Co vše je třeba brát v potaz při umisťování solárních kolektorů a fotovoltaických panelů na střechy našich příbytků?
Poloha a sklon solárních kolektorů
Solární kolektory zachytávají sluneční záření a přeměňují je na teplo. K zachytávání slunečního záření dochází v absorpční vrstvě solárního kolektoru, která musí být povrchově upravena tak, aby bylo co nejvíce paprsků pohlcených a jen minimum se odrazilo zpět do okolí. Musí tedy vykazovat co největší absorpční schopnost (pohltivost) slunečního záření a má mít zároveň co nejmenší emisivitu (vyzařování tepla). Optimální je orientovat v našich končinách solární kolektory na jih.
Odchylky do 30 stupňů od jižního směru se projevují jen minimálním snížením účinnosti. Přípustná je i orientace na východ či na západ, což ale vyžaduje odpovídající zvětšení plochy solárních kolektorů. Úhel sklonu střechy, respektive samotných kolektorů, má být v rozmezí 20 – 60° (některé zdroje uvádějí rozpětí až 15 – 70°). Z polohy slunce na obloze v letním a zimním období vyplývá, že menší sklon kolektorů přináší zvýšení solárního výkonu v létě a větší úhel náklonu zvyšuje solární výkon v zimě.
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. Pro montáž fotovoltaických panelů platí podobná pravidla jako pro solární kolektory. V tomto případě odchylky do 30° od jižní osy představují snížení účinnosti o 5 až 10 %, úhel sklonu panelů by měl být v rozmezí 25 – 40°.
Montáž solárních zařízení na střechu
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. Návrh způsobu instalace solárních kolektorů, ale i jejich zapojení, je vysoce odbornou činností, proto je nutné svěřit jej do rukou odborníků.
Základní kroky při montáži solární techniky
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°. 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. Solární kolektory a fotovoltaické panely je možné namontovat na všechny typy střešních krytin. Výrobci solární techniky a střešních krytin spolupracují, aby na trh přinášeli co nejlepší technická řešení.
Problém s kotvením nad úrovní střešní krytiny do značné míry eliminují kolektory integrované do střešní roviny, plocha pod nimi nemusí být pokryta střešní krytinou. Montáž do střešního pláště je technologicky dokonale zvládnutá a výrobci dodávají panely s kompletním montážním systémem, který umožňuje jejich bezchybnou instalaci s perfektním výsledkem, i co se vzhledu týče. Fotovoltaické panely se běžně s ohledem na potřebu chlazení neintegrují do 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. Při jejich montáži spolupracují na střeše střešní odborníci s instalatéry a topenáři.
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. Fotovoltaické panely se připojí pouze elektrickými kabely, i zde se ale klade důraz na správné zapojení.
Velkou pozornost je třeba věnovat kontrole těsnosti všech prostupů přes střešní rovinu. Dokonalé utěsnění všech prostupných míst systémovými doplňky zabrání zatékání srážkových vod do střešního pláště.
Solární kolektory a fotovoltaické panely, tak jako hliníková nosná konstrukce, musí být případně napojeny na bleskosvodný systém (pokud je to potřeba). Připojení na bleskosvodný systém musí realizovat autorizovaná firma v souladu s platnými předpisy, na základe čehož následně vydá revizní zprávu.
Odborníci od výběru až po montáž
Správně navržený systém solárních zařízení dokáže domácnosti ušetřit nemalé finanční prostředky z ohřevu teplé vody, podpory vytápění či výroby elektrické energie. Využívaním sluneční energie se navíc snižují negativní dopady domácností na životní prostředí, protože průměrná domácnost dokáže využíváním alternativních zdrojů energií ročně ušetřit až tisíce kilogramů CO2, které takto nemusely být vyprodukovány.
Vzhledem k tomu, že typů solárních zařízení je velké množství, měli byste se už při výběru poradit s odborníky, kteří vám navrhnou zařízení optimální vašim potřebám, se zohledněním lokality i všech podmínek pro instalaci. Už dnes například existují kolektory, které můžete instalovat i na balkon, pokud pro vás není střecha z nějakého důvodu dostupným řešením. Také montáž je nutné svěřit do rukou odborníků, jelikož při těchto pracích spolupracuje vícero řemesel – klempíři, instalatéři a elektrikáři.