Solární a fotovoltaické panely na šindelové střeše
Během posledních měsíců se solární a fotovoltaické panely staly horkým tématem, protože energetická krize astronomicky zvedla ceny elektřiny a plynu. V důsledku toho se majitelé domů chtějí stát méně závislí na výrobě elektřiny. Jedním z nejčastějších řešení je postavit si fotovoltaickou elektrárnu na střechu svého domu.
S vlastní výrobou elektřiny můžete ušetřit až 60 % nákladů na energii. Tato výroba je navíc šetrná k životnímu prostředí a v mnoha zemích je podporována vládami jako „zelené projekty“. Takovou elektřinu můžete skladovat buď v ohřevu vody nebo akumulovat v bateriích, a tuto elektřinu pak večer využívat.
Jak funguje fotovoltaika?
Fotovoltaické elektrárny využívají fotoelektrický jev, kdy působením světla (fotonů) na různé materiály vzniká elektrický proud. Ve fotovoltaických panelech se obvykle používá křemík. Panel se skládá z mnoha menších polovodičových článků, které jsou vzájemně propojeny tak, aby panel poskytoval požadovaný výkon.
<<< Fotoelektrický jev ve fotovoltaických panelech
Jakmile na fotovoltaický panel dopadne sluneční světlo, FV panel vytvoří stejnosměrný proud elektřiny. Střídač přemění stejnosměrný proud na střídavý, což je ten, jaký používáme doma v zásuvkách. Díky invertoru proudí elektřina z FV panelů v domě všude tam, kde je potřeba - je to mozek domácí solární elektrárny.
Fotovoltaické panely fungují nejlépe, když jsou vystaveny jasnému slunečnímu záření, pokud možno kolmo. Proto je velmi důležitý jejich optimální sklon – v našich podmínkách je to cca. 35˚ - 45˚. Solární elektrárna bude vyrábět elektřinu, i když je zataženo, protože fotoelektrický efekt funguje při jakémkoli světle. Při malém světle počítejte jen s malou částí plného výkonu.
Hlavní části fotovoltaického systému:
Jak vypadají jednotlivé části fotovoltaické elektrárny:
1. Fotovoltaické panely
2. Stejnosměrný proud
3. Střídač
4. Střídavý proud
5. TV
6. Ohřívač vody/bojler
7. Baterie
8. Pračka
9. Sušička
10. Nabíječka elektromobilu
Typy fotovoltaických panelů
Na trhu jsou v současné době k dispozici 3 typy fotovoltaických panelů: monokrystalické, polykrystalické a amorfní (označované také jako tenkovrstvé). Za nejúčinnější jsou považovány monokrystalické fotovoltaické panely, které dosahují účinnosti až 21 %. V případě polykrystalických panelů je to na úrovni účinnosti cca. 19 %, u amorfních panelů je to jen kolem 10 %.
<<< Monokrystalické panely
Velkou výhodou monokrystalických panelů oproti polykrystalickým panelům je, že díky vysoké účinnosti a schopnosti dosahovat optimálního výkonu i při slabém slunečním svitu využívají méně místa na střeše než polykrystalické panely. Životnost monokrystalických panelů je výrobci garantována minimálně 25 let, během roku vyžadují minimální údržbu a pokles jejich výkonu v čase je menší než 0,5 % ročně.
Optimalizátory výkonu
Optimalizátor je velmi užitečným doplňkem každého fotovoltaického panelu. Díky nim dokáže fotovoltaická elektrárna vyrobit až o 25 % více energie a zároveň pomoci maximalizovat výkon každého panelu.
Hlavní rozdíl mezi fotovoltaikou s optimalizátory a řešením bez optimalizátorů je v tom, že pokud se výkon jednoho panelu sníží například kvůli spadanému listí nebo sněhu s optimalizátory, zbývající panely fungují na 100 %. Ve fotovoltaické elektrárně bez výkonových optimalizátorů se sníží nejen výkon zastíněného panelu, ale i výkon ostatních panelů v tomto řetězci (strana střechy).
Výkon panelů bez optimalizátorů
Výkon panelů s optimalizátory
Střídač
Hlavní funkcí střídače ve fotovoltaickém systému je přeměna stejnosměrného proudu na střídavý proud, který lze následně využít pro potřeby domácnosti. Každý střídač má digitální displej s nabídkou, kde můžete ovládat aktuální výrobu elektřiny se všemi potřebnými údaji. Mnoho výrobců poskytuje spolu s měničem také monitorovací software. Tento monitoring je pak dostupný v mobilní nebo počítačové aplikaci, kde jsou graficky znázorněny všechny fotovoltaické panely a jejich individuální výkon. Aplikace automaticky zasílá zákazníkovi upozornění a poskytuje praktické informace o počasí či pozitivních vlivech fotovoltaické elektrárny na životní prostředí.
Montážní systém solárních panelů
Důležité jsou ale i další komponenty, například montážní příslušenství solárního systému. Instalace fotovoltaických panelů musí splňovat určitá pravidla. Je důležité, aby byly panely správně připevněny k nosné konstrukci. Upevňovací systém používaný k uchycení solárních fotovoltaických panelů na vaší střeše musí být dostatečně pevný, aby unesl váhu panelů za všech povětrnostních podmínek, včetně silného větru. Musí také odolat širokému rozsahu teplot a musí být instalovány vodotěsným způsobem. Typ použitého upevňovacího systému bude záviset na tom, zda budou solární FV panely:
• dodatečně namontované na stávající střechu
• integrovaná střecha – používá se místo tašek nebo jiných střešních materiálů
Solární montážní systém IKO Cambridge Xpress 52 Dual Black a SLATEPLAN od společnosti Schletter >>>
1. Dodatečně namontované střešní panely
Fotovoltaické panely lze dodatečně namontovat na stávající střechu, tedy na šindele, tašky nebo jiné střešní materiály, pomocí střešních kotev (nazývaných také střešní háky nebo konzoly), montážních lišt a svorek. Montážní lišty bývají vyrobeny z hliníku (kvůli jeho lehkosti) a ostatní komponenty z hliníku nebo nerezové oceli. Montážní lišty jsou upevněny ke střešním kotvám pomocí zámkového systému a panely jsou následně připevněny k montážním lištám pomocí svorek. Většina značek solárních panelů má svůj vlastní upínací systém.
Všechny střešní prostupy (ať už pro solární fotovoltaické moduly, kabely nebo konzoly) musí být utěsněny pomocí speciálních výrobků, které jsou schopné přizpůsobit se pohybu a teplotám, kterým mohou být vystaveny. Za všech okolností musí být zachována vodotěsnost střechy. Otvory vyvrtané přes střešní šindele a podbití, nebo jakoukoli jinou krytinu, utěsněné tmelem nebo silikonem se nepovažují za trvanlivé. Na zakázku vyrobené FV příslušenství a plechování pro vedení kabelů z FV modulu jsou příklady odolných řešení.
Upevnění hliníkových kolejnicových profilů na šindelovou střechu pouze pomocí dlouhých čepů a pryžových/EPDM těsnění rozhodně nestačí. V průběhu času existuje riziko zatékání v důsledku pohybů střešní konstrukce způsobených teplotními rozdíly. Je dovoleno používat pouze originální příslušenství pro upevnění FV přesně určené pro tento účel. Výrobci příslušenství pro FV mohou nabídnout vhodné držáky fotovoltaiky a všechny potřebné systémy.
2. Panely integrované do střechy
U nových budov nebo při rekonstrukci domu můžete dát přednost solárnímu fotovoltaickému systému integrovanému do střechy. Typ upevnění střechy bude záviset na vašem výběru solárního FV systému. Panely integrované do střechy lze podepřít na rámech připevněných přímo ke krokvím a integrovat do zbytku střechy pomocí lemovací sady, aby byla střecha vodotěsná.
Provoz fotovoltaické elektrárny
Solární FVE funguje správně, pokud jsou všechny jednotlivé části (fotovoltaické panely, optimalizátory, střídač, pojistkové prvky a případně chytrý měřič) zapojeny. Proto je důležité, aby instalaci fotovoltaické elektrárny zajistila odborná firma a montéři s dostatečnými zkušenostmi. V takovém případě se v budoucnu vyhnete možným poruchám zařízení.
PAMATUJTE: Šindelová střecha je pro tuto investici jistě vhodná, ale nepodceňujte důležitost správné instalace!
<<< IKO Cambridge Xpress 52 Dual Black a 10 kW fotovoltaická elektrárna na střeše
