Budoucnost solárních střech

Víte, jaká je naše budoucnost? Patrně řeknete, že není růžová… Správně – je modrozelená! Fotovoltaika nám nabízí větší míru energetické soběstačnosti, zelené střechy zase zdravější klima. Když se spojí dohromady a zkombinují s akumulací energetických přebytků, začíná se rýsovat vize zdravého a svobodného světa.

Slunce nezná hranice. Jeho energii dnes umíme zachytit a využívat – nejen vlastním tělem, ale také solárními panely. A přebytky této gigantické energie, které by nám v létě unikaly bez užitku, můžeme ukládat do baterií na horší (zimní) časy.

 

Modrých střech přibývá

Jednou z nejdostupnějších cest k energetické soběstačnosti (jedinců i celé Evropy) se stává fotovoltaika. Také Češi si to uvědomili a zareagovali: Během loňského roku na střechy svých domů nainstalovali rekordních 289 MW nových fotovoltaik. Pomohlo nám to alespoň blíže k evropskému průměru. Za svými západními a severními sousedy (Německo, Polsko) však nadále výrazně zaostáváme. Němci vloni nainstalovali 7 900 MW nových fotovoltaických elektráren, což představuje více než trojnásobek energetického výkonu Temelína. Dalšími lídry solární energetiky v rámci EU jsou Španělsko, Itálie, Francie, ale rovněž severněji položené Nizozemsko. To spolu s Polskem dokládá, že severní poloha státu nemusí být zásadní překážkou.

 

Trendy v energetice

Česko i Evropu čeká v příštích letech boom nového trendu v solární energetice – agrivoltaiky. Její výhody jsou zřejmé: Souběžně s výrobou elektřiny se pod fotovoltaickými panely dál využívá zemědělská půda, panely chrání plodiny před ostrým sluncem a vytvářejí příjemný stín také pro lidi, kteří je obhospodařují. České zákony ovšem zatím neznají možnost dvojího využití půdy. Půda slouží buď pro zemědělské využití (louka, les), nebo jako stavební pozemek. Kdyby chtěl tuzemský zemědělec využít část své louky pro solární park, měl by z ní dva druhy výnosu, což zákon dosud neumožňuje. Ministerstvo zemědělství i životního prostředí už ale pracují na tom, aby podobné projekty dostaly zelenou. Připravuje se novela zákona o ochraně zemědělského půdního fondu i novela energetického zákona, která by měla umožnit rozvoj komunální energetiky z obnovitelných zdrojů. Obce pak budou moci vytvářet energetická společenství, která umožní lidem lokálně energii vyrábět, sdílet a tím šetřit náklady. A navíc se dnes rozvíjí obor biosolárních zelených střech, které prospívají nejen energetice, ale také životnímu prostředí našich měst.

 

Akumulace energie

Ani pojem „akumulace energie“ dosud české právo v souvislosti s obnovitelnými zdroji nezakotvilo. Elektrickou energii z obnovitelných zdrojů přitom již lze bez potíží ukládat do bateriových systémů, nebo pro výrobu vodíku elektrolýzou s využitím solární a větrné energie (tzv. zelený vodík). Ten se dá použít podobně jako zemní plyn v elektrárnách zapínaných při špičkách spotřeby, které mají zajistit stabilitu elektrizační soustavy státu. Letní přebytky energie z fotovoltaiky dnes můžete ukládat buď do reálné bateriové stanice (modulární systémy od české společnosti AERS), nebo formou tzv. virtuální baterie (k akumulaci energie slouží samotná distribuční síť). Virtuální baterii lze uvést do provozu rychle a bez vysokých vstupních investic, jen za minimální měsíční poplatek pro distributora. Není třeba nic zapojovat ani instalovat. Přehled o výrobě a množství své uskladněné elektřiny najdete jednoduše v aplikaci na webu. Fyzické bateriové úložiště je po vstupní investici (v řádu statisíců, ale s možností dotace) již bez poplatků a dává vám vysokou míru svobody. Moderní a výkonná bateriová úložiště HES vám umožní nejen volbu kapacity, ale také inteligentní řízení spotřeby elektrické energie v domě a výhodné obchodování s elektřinou na spotovém trhu. Stanice totiž využívá inteligentní software, na jehož vývoji se podílelo Univerzitní centrum energeticky efektivních budov ČVUT v Praze. Z hlediska ekologie představuje významný bonus využití second-life baterií (lithium-iontové baterie z elektromobilů).

 

Dotace pro fotovoltaiku

V rámci Nové zelené úsporám mohou o dotaci požádat vlastníci stávajících rodinných domů, stavebníci nebo nabyvatelé nových rodinných domů, vlastníci řadových domků, vlastníci nebo SVJ stávajících bytových domů, pověření vlastníci bytových jednotek (kromě novostaveb) i příspěvkové organizace zřízené územními samosprávnými celky. Dotace až do výše 50 % prokazatelných nákladů se poskytuje na domácí solární fotovoltaickou elektrárnu propojenou s distribuční soustavou. Přesto, že propojení s veřejnou distribuční sítí je podmínkou pro přiznání dotace, vyrobená elektřina se přednostně využívá v domě. Výše podpory pro rodinné domy se pohybuje podle výkonu instalace od 40 000 Kč až do 200 000 Kč. Žádosti se podávají výhradně přes internet, přiznaná dotace se proplácí až zpětně (po kolaudaci systému). Kompletní informace včetně žádosti najdete na novazelenausporam.cz.

 

V síti, nebo na ostrově?

Jestliže zvolíte fotovoltaickou elektrárnu propojenou s distribuční soustavou, přinese vám to vedle předpokládané dotace ještě jednu podstatnou výhodu: Kdykoli vaše instalace vyrábí přebytek energie, dodává jej do sítě. V době nedostatku vlastního výkonu může připojený solární systém naopak odebírat energii z rozvodné sítě, takže se nemusíte bát vlastní energetické nouze. Vhodně instalovaný solární systém může navíc elektricky ohřívat i vodu. Ostrovní fotovoltaická instalace představuje ideální řešení, pokud nemáte možnost levného připojení k rozvodné elektrické síti. Typickými příklady jsou chatové oblasti, obytné automobily nebo lodě. Součástí ostrovních systémů je speciální baterie, která uchovává vyrobenou energii. V době, kdy není dostupné dostatečné množství slunečního záření, jednoduše využijete energii uloženou v baterii. Pokud váháte, která varianta je ta pravá, můžete fotovoltaickou elektrárnu instalovat jako hybridní. Zjednodušeně řečeno jde o solární elektrárnu s akumulací, která je zálohována veřejnou sítí. Součástí takové elektrárny je vždy baterie, která instalaci prodraží, ale nezbaví vás možnosti dotace. Hybridní systém vám nabídne vysokou míru nezávislosti (okamžitý přechod na ostrovní provoz při výpadku vnější sítě), takřka stoprocentní využití vyrobené energie a relativně rychlou návratnost investice.

 

Zvolte správné panely

Není panel jako panel – a teď nemluvím o těch betonových. Podle typu solárních článků lze fotovoltaické panely rozdělit na monokrystalické, polykrystalické a amorfní. Liší se nejen cenou, ale především svými vlastnostmi, výkonem a schopností proměňovat energii z rozptýleného světla. Ten pravý typ panelů pro svou instalaci byste měli vybírat především podle polohy pozemku, respektive střechy. Naše klimatické podmínky favorizují panely monokrystalické a polykrystalické: V průběhu roku zpravidla vyrobí srovnatelné množství elektrické energie. Při ideálním sklonu a orientaci ke slunci naplno využijete účinnost monokrystalických článků, která je nejvyšší (pohybuje se v rozmezí 14–21 %). Polykrystalické články mají účinnost jen o málo nižší (12–17 %), ale díky svému rovnoměrnému výkonu jsou leckdy schopné mírnou ztrátu účinnosti dohnat. Uplatní se na místech, kde je určitá odchylka od ideální orientace (světlo přichází z boku a je více rozptýlené). Roli pověstného třetího vzadu plní amorfní panely: Využijete je tehdy, když máte k dispozici velkou plochu s nevhodnou orientací. Amorfní solární panely jsou totiž velmi citlivé na rozptýlené sluneční záření. Navíc jsou schopné dosahovat lepší výtěžnosti za letních veder.

 

Ohřev vody s MPPT

Chcete si pomocí fotovoltaiky zajistit skutečně energeticky soběstačnou domácnost? Fotovoltaické panely vám dnes mohou zajistit rovněž kvalitní a efektivní elektrický ohřev vody. Potřebujete k tomu systém s ohřívačem vybaveným elektrickým topným tělesem na stejnosměrný proud. K jednoduché základní instalaci vám můžeme doporučit ještě regulátor sledování bodu maximálního výkonu (Maximum Power Point Tracking – MPPT). Jeho cena se výrazně liší podle výkonu fotovoltaické instalace (od 2 500 Kč až do 40 000 Kč). Proč se z dlouhodobého hlediska vyplatí? Bude vám udržovat výrobu elektřiny ze slunce vždy na maximu podle proměnlivých klimatických podmínek. Celkový výnos ze solárního systému se tím dá zvýšit až o 30 %, navíc regulátory s MPPT dokáží regulovat i vysokonapěťové solární panely.

 

---

Novinka: bezrámový fotovoltaický panel

Společnost Schlieger představila na veletrhu Solar Praha 2023 nový bezrámový fotovoltaický panel DAH Solar 550 W. Jeho patentovaná bezrámová konstrukce přináší vyšší účinnost výroby elektrické energie o 6–15 % v porovnání s jinými panely o stejném výkonu. Tato novinka tak urychluje návratnost investice do fotovoltaických řešení. Bezrámové fotovoltaické panely DAH Solar o výkonu 550 W jsou určeny pro instalace na střechy. Při výrobě elektřiny nabízejí vysokou účinnost až 21,09 %. Patentované bezrámové řešení navíc snižuje riziko usazování prachových a pylových částic na povrchu panelů a v dlouhodobém srovnání nabízí vyšší efektivitu výroby energie než jiné panely. Jedná se tak o jeden z nejúčinnějších fotovoltaických panelů o výkonu 550 W na českém trhu.
DAH Solar 550 W je nejvýkonnější panel v nabídce společnosti Schlieger. Oproti většině ostatních fotovoltaických panelů využívá nový panel technologii 1/3 cut. Její největší výhoda spočívá v tom, že dělí panel na tři části. Oproti tomu half cell (poločlánková technologie) rozděluje panel na dvě poloviny a celočlánková ho nedělí vůbec. V momentě, kdy je například na spodním okraji panelu s technologií 1/3 cut sněhová pokrývka nebo dochází k jejímu zastínění, je utlumen výkon pouze jedné třetiny panelu, zatímco dvě třetiny vyrábí na plný výkon. Pokud k zastínění dojde u panelu s half cell technologií, dochází k útlumu poloviny panelu a jen druhá polovina vyrábí elektřinu na plný výkon. Při celočlánkové technologii je utlumen výkon celého panelu.
Novinka nabízí také mimořádnou tlakovou odolnost proti větru (až 2 400 Pa) a sněhu (až 5 400 Pa). Na výkon panelu poskytuje výrobce nadstandardní záruku 30 let. Na mechanické části panelu je záruka 12 let. „Nový panel uvádíme na trh v době rostoucího zájmu o instalace fotovoltaických elektráren. Jen za minulý rok jsme po celé České republice nainstalovali celkem více než 3 500 fotovoltaických elektráren, tepelných čerpadel a systémů solárních kolektorů. Letos plánujeme toto číslo ještě navýšit,“ uvádí Pavel Matějovič, provozní ředitel společnosti Schlieger.

---

Biosolární střechy

Evropská města dobývá trend biosolárních zelených střech. Není divu: Zelené střechy a fotovoltaika se totiž obdivuhodně (a hlavně užitečně) doplňují. Střechy pokryté vegetací a zároveň fotovoltaickými panely představují nejen technicky možné, ale dokonce funkčně velmi výhodné řešení. Výhodou zelených střech je vedle snižování teploty uprostřed rozpáleného městského centra také zadržování dešťové vody a její postupné odpařování do okolí. Tím výrazně osvěžují životní prostředí velkoměst. Význam ovšem mají rovněž jako tepelná ochrana hydroizolační vrstvy střechy. Díky tomu se prodlužuje její životnost. Navíc ochlazováním okolního vzduchu v létě udržuje zelená střecha chladnější vzduch také v interiéru. Aby ale střecha v létě správně fungovala, je potřeba, aby zůstávala vlhká. Pokud dlouhodobě neprší a slunce ji vysušuje, nebude přinášet užitek bez dodatečné závlahy. A tady nastupuje fotovoltaika: Na leteckém termosnímku z Otevřené zahrady Nadace Partnerství (v Brně pod Špilberkem) je dobře vidět, že teplota povrchu fotovoltaických panelů je nižší než teplota na povrchu běžné střechy například s krytinou z pálených tašek. Ale nejen to! Je dokonce nižší než na povrchu vyprahlé zelené střechy po dlouhém období bez deště. Kombinace zeleně a fotovoltaiky tak nabízí účinnější ochlazování povrchu střechy. Stín poskytovaný fotovoltaickými panely dokáže vytvořit příjemné prostředí pro růst stínomilných typů rostlin, brání nadměrnému vysušování střechy a podporuje tím i biodiverzitu.
Biologická rozmanitost, vytvořená střídáním stinných a osluněných částí, je totiž jedním z hlavních cílů biosolárních zelených střech. Vytváří se tak mozaika stanovišť, která umožňuje kvést široké druhové škále rostlin, čímž přitahuje různé druhy motýlů, včel, brouků či ptáků. Tím, že jsou panely umístěné přibližně 30 cm nad substrátem, poskytují dostatečný prostor pro volný růst rostlin, a zároveň rostliny neblokují příjem světla pro solární panely. Právě naopak: Výpar z vegetace ochlazuje spodní část panelů a zvyšuje tak jejich efektivitu. To vede k vyšší produkci elektřiny. Pokud je vzduch kolem panelů příliš horký, nemusí panely fungovat nejlépe. Zelené střechy pomáhají udržovat teplotu okolo panelů kolem 25 °C, což je ideální pro výrobu solární energie.

---

 

 

 

text Vít Straňák

foto se souhlasem firem S-Power, Zelené střechy, Columbus Energy, Schlieger, SZUZ, Nadace Partnerství

Datum vydání: 18. 5. 2023

Edit: Andrea Moudrá