Rozhodneme-li se umístit na šikmou střechu fotovoltaické panely, nemusíme čekat náročnou instalaci a stavba fotovoltaické elektrárny se nám může jevit jako stavebnice pro dospělé. Pokud však chceme mít jistotu, že panel neodfoukne první poryv větru, že se střecha nezřítí pod vahou instalovaných panelů nebo že mu ve výrobě elektrické energie ze slunce nebude bránit nevhodně umístěný komín, je lepší obrátit se s radou na odborníka.
využití solární energie objekt poskytuje. Zda je výhodnější instalace panelů na šikmou či rovnou střechu, není směrodatné. Majitel šikmé střechy, který se rozhodne umístit na ni fotovoltaické panely, musí v první řadě zvážit, jakým směrem je jeho střecha orientovaná.
V případě rovné střechy na orientaci samozřejmě nezáleží. Za ideální se považuje střecha orientovaná jižním směrem s maximálním odklonem 10 až 15° na západ nebo na východ (z těchto směrů mají panely maximální osvit), se sklonem 30 až 40° (v ČR je pro instalaci optimální střecha se sklonem 34°) a dispozicí minimálně 8 m2 volné plochy.
Plocha s fotovoltaickými panely nesmí být zastíněna okolními stavbami nebo předměty na střeše. Nezbytná je konzultace se zkušeným dodavatelem fotovoltaických technologií, jaký typ panelů je vzhledem k nasměrování střechy a dané lokalitě vhodné použít. Pokud je střecha vhodně orientovaná a je pokryta vhodným typem fotovoltaických panelů, zbývá už jen připojit fotovoltaické panely k síti a vyřídit potřebnou legislativu.
Typy fotovoltaických panelů
V současné době existují tři typy nejpoužívanějších solárních panelů – monokrystalické, polykrystalické a amorfní. Monokrystalické panely jsou optimální pro střechu orientovanou přímo na jih. Tento typ se nejvíce využívá zejména v jižních státech, jako je Itálie a Španělsko, tedy v oblastech s maximálním slunečním svitem. Účinnost monokrystalických panelů se uvádí 13 až 17 %.
V našich podmínkách využíváme spíše polykrystalické panely, které nemusejí být směrovány přesně na jih. Jejich účinnost je 13 až 15 %. Třetím typem jsou amorfní panely. Přestože jsou méně účinné než předchozí dva typy, jejich výhodou je skutečnost, že nejsou citlivé na přesné nasměrování na jih, úhel ani sklon. Navíc vyrábějí elektrickou energii i v podzimních měsících a na jaře, kdy je naopak účinnost polykrystalických a monokrystalických panelů mizivá. Účinnost amorfních panelů je zhruba 6 až 9 %.
 |  |
| Systém uchycení fotovoltaického panelu k podélnému profilu a k lati, která je celá provrtaná; konstrukce je přichycena do krovu (modelový příklad). | Ukázka uchycení háku do dřevěného trámu |
Novým trendem jsou takzvané flexibilní pásy fotovoltaických článků, které jsou velmi ohebné a lze je nalepit na různé tvary a materiály. Můžou se například nalepit na podklad z pásů izolace (nahřejí se a přilnou k podkladu). Pro lepší představu: jsou to pásy dlouhé 3 až 6 m a široké zhruba 1 m. Jsou nepostradatelné zejména u instalací na střechách s nízkou nosností, kde hrozí, že by váhu instalovaných panelů neunesly. Flexibilní pásy jsou stejně účinné jako amorfní panely.
Návrh instalace
Skutečnost, že musí být zajištěn maximální osvit, je nutné brát v úvahu již při návrhu samotného projektu. K instalaci panelů, z nichž každý váží zhruba 25 kg, je potřeba osvědčený systém bezpečného ukotvení. Náročnost instalace záleží na typu střešní krytiny a materiálu krovů. Nejčastěji se jedná o střechu s dřevěnými krovy, a pokud je krov například ze železných trubek, je instalace složitější a její provedení se řeší individuálně podle potřeby.
Instalace fotovoltaických panelů na rovnou střechu je pohodlnější a jednodušší než instalace na šikmou střechu. Na rovnou střechu se umístí tzv. plastbox – plastová vana se sklonem 25º, která se zatíží pískem nebo štěrkem. Na tento plastbox se fotovoltaický panel přišroubuje.
Díky umístění plastboxu již není nutné další vrtání a šroubování jako v případě instalace na šikmou střechu. U šikmých střech se také musí v návrhu projektu počítat s překážkami v podobě vikýřů, střešních oken a komínů. Ty mohou zastínit plochu určenou k instalaci a celkově tuto plochu zmenšit.
Montáž na pevnou konstrukci
Máme-li šikmou střechu, můžeme fotovoltaické panely instalovat na pevnou konstrukci. Pro pevnou montáž fotovoltaických modulů existuje celá řada montážních systémů, které jsou vhodné především pro menší instalace. Využívají se v nich speciální systémy kotvení. Vhodná varianta ukotvení se vybere podle typu střešní krytiny. Důležité je také zjistit, má-li střecha krovy, ke kterým se systémy ukotvení připevní. Uchycovací háky jsou většinou vyrobeny z pozinkované oceli nebo z hliníku. Tyto háky se přivrtávají ke krovu střechy samořeznými vruty.
U střechy bez krovů je důležité zjistit nosnost střechy, která je ale absencí krovů značně omezena. Jestliže střecha unese panely o hmotnosti 25 kg, mohou se nainstalovat pomocí profilu ve tvaru trojúhelníku. Tyto profily tvoří základ nosné konstrukce a kladou se ve vzdálenosti zhruba 1 až 1,5 m.
Na tuto nosnou konstrukci se přišroubují vodorovné profily, na které se připevní panely, obdobně jako je to u rámové konstrukce přichycené do krovů. Profily ve tvaru trojúhelníku se mohou připevnit na střechu pomocí vrtaných kotev – například u betonové střechy. U plechové střechy lze nosné trojúhelníkové konstrukce přichytit přímo k plechu, v případě dostatečného sklonu střechy (25 až 35°) se mohou vodorovné profily přichytit vruty přímo na plech. Uchycení panelů do vodorovných profilů je vždy stejné. V některých případech je nutné řešit upevnění fotovoltaických panelů na střechu individuálně, speciálními háky, které se připraví přímo na místě.
Instalace na klasické střešní tašky
Velmi častou variantou pokrytí je střecha s klasickými taškami a klasickými dřevěnými krovy. K uchycení fotovoltaických panelů se použije speciální systém kotvení – systém uchycovacích háků, které se přichytí do krovů pomocí šroubů a který jsme již popsali.
Ještě před tím se ale musí v místě, kde se chystáme krov navrtat a uchycovací háky přišroubovat, odstranit ze střechy střešní tašky. Tašky jdou většinou odstranit přímo z exteriéru. Stačí je trochu vysunout nahoru, aby se odkryl krov a bylo možné do něj háky přišroubovat. Mezi jednotlivými háky je vzdálenost 1 až 2 m. Na nainstalované háky se uchytí hliníkové profily a vytvoří se rošt, na který se fotovoltaické panely připevní. Hliníkový rošt je ideální – je lehký a nekoroduje. Vzhledem k tomu, že jeden fotovoltaický panel váží zhruba 25 kg a na střechu se připevní například 20 kusů panelů, musí být konstrukce vyrobena z co nejlehčího materiálu, který ale panely unese. K horizontálním profilům se fotovoltaické panely připevní pomocí speciálních našroubovaných úchytů. Instalujeme-li například panely s celkovým výkonem 4,84 kWp,
potřebujeme zhruba 22 panelů (každý má výkon 220 Wp).
Celkovou práci při tak velké instalaci zvládnou tři osoby za jeden až tři dny. Instalace na střechu pokrytou šindelem nebo střechu z profilovaného hliníkového plechu probíhá téměř totožně. Má-li střecha správný sklon, využívá se samovrtných šroubů do krovu dlouhých 120 až 250 mm. Na šrouby se přichytí vodorovné profily a na ně fotovoltaické panely.
Údržba fotovoltaických panelů
Fotovoltaické panely nepotřebují žádnou speciální údržbu čištěním a podobně – výjimkou je dočasná sněhová pokrývka. Pokud panely pokryje vrstva sněhu, jejich výkon bohužel klesá na nulu. Tato situace je ale spíše výjimečná. Na šikmé střeše se totiž na kluzkém povrchu panelů sníh většinou neudrží. Teplota panelů navíc bývá vždy vyšší než venkovní teplota, a díky tomu sníh na fotovoltaických panelech roztaje.
Nevýhody instalace fotovoltaických panelů na šikmou střechu:
- plocha instalace je omezená,
- budovy jsou v mnoha případech nevhodně orientované,
- lze použít jen pevné panely, bez možnosti je natáčet (umístit těžký natáčecí systém na střechu je technicky náročné).
Výhody instalace fotovoltaických panelů na šikmou střechu:
- nezabírá se volná plocha pozemků,
- je obtížně přístupná zlodějům a vandalům,
- může stačit pro vlastní potřebu v budově, k napájení záložných systémů,
- mohou být využity místo krytiny.
V současné době je novým trendem systém zvaný roof-in, který si získává stále větší oblibu. Jedná se o systém fotovoltaických panelů, které se zabudovávají do střešního systému již při jeho vzniku a nahrazují část střechy.
Fotovoltaické střešní šindele (panely) se skládají ze tří vrstev, z nichž každá využívá jinou část světelného spektra – od infračervené až po ultrafialovou. Panely jsou pružné a ohebné a nevyžadují žádnou speciální podkladní konstrukci. Jednoduchým způsobem se namontují na záklop střechy místo střešní krytiny. Největším přínosem jsou při návrhu energeticky úsporných novostaveb. Systém roof-in má řadu výhod. V první řadě se ušetří náklady za střešní krytinu. Dalším přínosem je také estetický efekt ve srovnání s klasickým umístěním panelů, kdy jsou fotovoltaické panely jen jakýmsi přílepkem na střechu.
Milan Jordán, Ing. Filip Chlachula
Foto: archiv firmy
Autoři pracují ve firmě HiTechSolar, s. r. o. – Milan Jordán jako vedoucí logistiky a Filip Chlachula jako projektant-technik.
Článek byl uveřejněn v časopisu Realizace staveb.
