Kde se fotovoltaika vyplatí a jak ji kotvit?

Historie fotovoltaiky

Současné fotovoltaické panely, respektive sluneční elektrárny, jsou postavené na vynálezu starém již přes 170 let. Fotovoltaický jev objevil v roce 1839 Francouz Antoine César Becquerel. První fotovoltaický (solární) článek pak zkonstruoval v roce 1884 americký vynálezce Charles Fritts ze seleniového polovodiče potaženého tenkou vrstvičkou zlata. Článek dosáhl účinnosti v přeměně světla na elektřinu 1%. Solární články s tak nízkou účinností se používaly jako světelné senzory pro určování času expozice snímku ve fotoaparátech až do roku 1960.

Jako vedlejší produkt při vývoji P-N přechodů v polovodičích (diodách, tranzistorech) vynalezl Američan Russell Ohl solární článek s účinností okolo 5%. Křemíkové solární články byly dál zdokonalovány v  Bell Laboratories (50. léta) a poprvé byly solární moduly využité na orbitální družici Vanguard 1 (r. 1958). K výrobě elektrické energie v podmínkách pozemských se ale začaly používat až od druhé poloviny 80. let (max. účinnost 31% a velké výrobní náklady).

Kde se fotovoltaická zařízení vyplatí nejvíc?

Ekonomicky nejefektivnější je instalace na rozsáhlých plochách střech průmyslových budov. Důvodem je jednoduchá instalace, zkrácený administrativní proces, nižší cena instalace a fakt, že  vyrobenou energii lze spotřebovat při průmyslové výrobě přímo v konkrétním objektu. Střecha průmyslové budovy je navíc narozdíl od pozemků jen těžko jakkoli jinak využitelná.

Fotovoltaický systém realizovaný pro vlastní spotřebu je přitom oproti systému prodeje elektřiny do sítě finančně výhodnější. Investor získá za každou vyrobenou kilowatthodinu takzvaný zelený bonus, pokud však vyrobenou energii rovnou spotřebuje, ušetří částku, kterou by jinak musel za každou spotřebovanou zelenou kWh zaplatit, tedy 3,- Kč/kWh. Získá tedy zelený bonus (11,81,- Kč/kWh) a navíc neplatí 3,- Kč/kWh distributorovi, jelikož ji z distribuční sítě nemusel odebrat. Celkem tedy získá 11,81,- + 3,- = 14,81,- Kč/kWh. Případný přebytek energie pak může odevzdat do distribuční sítě za výkupní cenu 12,79,- Kč/kWh.

Instalaci solárních technologií navíc zjednodušila novela Stavebního zákona. Až na výjimky (budova leží v CHKO či jiném ochranném pásmu) není nutné vyřizovat stavební povolení či ohlášku, ani zřizovat nové odběrné místo. Administrativně je připojení solárních systémů na síť shodné s připojením pozemku, resp. parcely. Pouze u systémů na 20 kW je k získání licence nutná odborná kvalifikace, respektive postačí smluvně zajištěný odpovědný zástupce.

Při montáži na střechu průmyslové haly se vyhneme zemním a výkopovým pracím a není nutné zabetonovat do země konzole pro nosnou konstrukci. Výkon se navíc jednoduše zapojí do rozvaděčů v budově. Nepotřebujeme ani novou trafostanici, ani vedení vysokého napětí. Omezeni jsme pouze kapacitou jističů elektrické přípojky, které pak bude odpovídat celková plocha i výkon fotovoltaického systému. Kapacita však bývá u průmyslových objektů narozdíl od rodinných a bytových domů dostatečná.

Snazší je i kotvení na střechy průmyslových hal. Nic nemusíme betonovat, měniče umístíme uvnitř budovy, nepotřebujeme ochranu zařízení oplocením či kamerami – je dostatečně vysoko a tedy těžko dostupné. Standardně přitom lze využít běžné zabezpečovací systémy komerčního objektu. Snadný je pak i monitoring výkonu elektrárny přes internet.

Obdobných výhod jako u objektů průmyslových využijeme i v případě budov administrativních a jiných staveb nebytového charakteru. Jde o to, aby v objektu byly zvýšené nároky na spotřebu elektrické energie během dne, kdy je výkon solárního systému maximální.

Zařízení solárních systémů je přitom bezúdržbové, i měniče pracují zcela automaticky a chod zařízení lze prostřednictvím internetu sledovat na dálku. Fotovoltaika je navíc v módě, zvyšuje prestiž firmy a zhodnocuje nemovitost. To však platí i pro soukromé rodinné domy a domy bytové, kde se běžně instalují mnohem menší plochy, které prostě pouze snižují energetickou náročnost objektu a dokazují naše ekologické myšlení.

Kotvení, prostupy střechou a kabelové trasy

Pokud má střecha sklon 10^o a vyšší, můžeme fotovoltaické panely kotvit bez přizvedání, souběžně s krytinou. U malých sklonů je navíc mnohem menší riziko poničení panelů následky silného větru či navátého sněhu. Způsob kotvení však vyplývá ze statického posouzení objektu. Fotovoltaické systémy na konstrukci střechy zásadně zvyšují její zatížení.

Měniče pak můžeme umístit kamkoli do větraných a nepřehřívaných prostor, určitě je tedy neumisťujeme na půdy hned pod střechou. Nedaleko měničů se pak umisťují i přepěťové ochrany, rozvaděče a zařízení pro monitoring výkonu a stavu systému. Důležité je vytvoření prostupů pro kabeláž mezi panely na střeše a měniči. Přitom platí, že po instalaci zařízení nesmí do střechy zatékat. Veškerá kabeláž se zakládá do kabelových tras, lišt a u novostaveb i pod omítku.

Příprava objektu pro instalaci fotovoltaiky

Základním předpokladem je dostatečně velká a vhodně orientovaná (mezi jiho-východem a jiho-západem) plocha střechy. Při instalaci východním či západním směrem pak musíme počítat se ztrátou cca 20%. Střešní konstrukce musí navíc vyhovovat i staticky, bez posouzení střechy statikem se tedy neobejdeme, s výjimkou novostaveb, kde se s fotovoltaickým systémem počítá už od fáze přípravy projektu.

Příprava střešní krytiny je téměř nulová. Kotvící systémy jsou uzpůsobené pro veškeré typy střech a jejich krytin. Odlišnost je pouze v kotvení do střešní krytiny, nosných prvcích (např. krokvích) a v případě střech plochých nakonec často nemusíme kotvit vůbec. Na trapézové a falcové plechy či eternit kotvíme skrz ně a mechanismus utěsnění prostupů proti zatékání je standarní součástí kotvících prvků montážních systémů. Pokud narazíme na nerovnosti krytiny nebo krovu, snadno je vyřešíme výškovou stavitelností uchycení nosného hliníkového rámu.

Kotvení do taškových střech
Do taškových střech kotvíme pomocí háků. Háky se uchycují pod střešní tašky do krokví a to tak, abychom mohli vyjmuté tašky opět položit na své místo. Taška nad hákem však musí správně dolehnout a musíme tedy rozbrusem upravit zámek tašky (veškeré úpravy provádí odborná realizační firma).

Kotvení do šablon
Na šablony kotvíme skrz krytinu pomocí šroubovrutů s gumovým těsněním. Těsnění po dotažení dolehne na prostup, navíc můžeme pod gumu ještě nanést asfaltový tmel. Kotvíme zásadně v místech, kde se šablony překrývají, aby šablona při dotahování nepraskla. Gumové těsnění je po instalaci chráněné před slunečním zářením a nemůže tedy křehnout.

Kotvení do vlnité krytiny
V případě vlnité krytiny se používají šroubovrty, stejně jako u plochého eternitu. Prostupy vlnitou krytinou však musí být vždy v horní části vlny, v té spodní totiž odtéká dešťová voda a zvýšili bychom tak riziko zatékání.

Kotvení do trapézového plechu
Přímo do horní vlny plechu kotvíme ploché hliníkové profily, pokud má trapézový plech tloušťku větší jak 0,6 mm.

Obecně však platí, že fotovoltaické panely můžeme na budovy umístit mnoha způsoby. Kromě střech je umisťujeme i na fasády, balkóny a lodžie, terasy či markýzy.