Otázky a odpovede k fotovoltickému zariadeniu na streche: Jednoduché vysvetlenie zelenej elektriny zo strechy

Solárnu energiu možno obzvlášť efektívne využívať v budovách s nízkymi nárokmi na vykurovanie, t. j. v nízkoenergetických domoch. Umožňuje to optimalizované plánovanie budovy a jednoduchá integrácia do služieb budovy.

Majitelia domov sa čoraz viac chcú zásobovať energiou sami. Fotovoltický systém vás robí nezávislými nielen od rastúcich cien energie, ale aj od dovozu plynu alebo ropy zo zahraničia.

Problémy, ako sú kolísavé hodnoty výkonu v dôsledku poveternostných podmienok alebo dočasne zvýšená spotreba, už pre fotovoltické systémy nepredstavujú problém. Používanie vysokokvalitných systémov skladovania elektrickej energie a inteligentného riadenia energie totiž môže pokryť až 100 % vašej vlastnej spotreby. Ako majiteľ domu tak máte neustále k dispozícii bezplatnú slnečnú energiu, aj keď slnko nesvieti. Výsledkom je zreteľné zníženie nákladov na elektrický prúd a energiu. Potrebujete však autonómne riešenie, ktoré zabezpečí, že váš fotovoltický systém bude fungovať aj v prípade výpadku elektrickej energie.

Najprv sa rozlišuje medzi energiou a výkonom: Energia sa uvádza vo Wh (watthodina) a je to množstvo energie, ktoré sa vyrába v určitom čase. 1 kWh zodpovedá 1000 Wh.

1 kWh je množstvo energie, ktoré môže vyrábať fotovoltické zariadenie s výkonom 1 kW za jednu hodiny, za 2 hodiny sa môžu teda vyrobiť 2 kWh. Špičkový výkon, teda maximálne možný výkon, ktorý sa môže podať za štandardizovaných skúšobných podmienok, sa uvádza v kWp, teda kilowatt peak. Táto hodnota umožňuje porovnávať rozličné fotovoltické zariadenia. Pri rodinných domoch sú bežné zariadenia s výkonom 5 – 10 kWp.

Ako efektívne pracuje fotovoltické zariadenie, vypovedá stupeň účinnosti, teda aký podiel slnečnej energie môže fotovoltické zariadenie premeniť na elektrický prúd. Stupne účinnosti sa v dôsledku prebiehajúceho ďalšieho vývoja značne zlepšili a sú pri približne 10 – 20 %, podľa toho, aká technika sa použije.

Solárne články premieňajú slnečné žiarenie na elektrický prúd, presne vzaté, tu vzniká jednosmerný prúd. Vo verejnej sieti sa avšak prenáša striedavý prúd, pretože tento je efektívnejší pri stredne veľkých vzdialenostiach. Prostredníctvom meniča sa vyrobený jednosmerný prúd premieňa na striedavý prúd. Mnoho elektrických prístrojov ale vedie jednosmerný prúd, premenu preberá príslušná sieťová jednotka prístroja.

V dôsledku znečistenia alebo zatienenia sa môže stať, že v jednom alebo viacerých solárnych článkoch netečie žiadny prúd. Pri sériovom zapojení by bolo celé zariadenie vyrábalo zreteľne menej prúdu a mohli by vzniknúť prehriatia alebo chyby na module. Aby sa tomu zabránilo, zabudujú sa obtokové diódy. Tieto umožňujú zatienené miesto „preskočiť“ a môže sa ďalej vyrábať prúd. Pritom sa hovorí o paralelnom zapojení.

Tiež polovičné článkové moduly (half-cut) dosahujú pri (čiastočnom) zatienení vyšší výnos ako štandardné moduly. Pritom sa solárny článok po výrobe rozdelí na dve polovice. Na tej istej ploche sa môže takto dosiahnuť aj vyšší výkon.

Obidve tieto technológie, paralelné zapojenie, ako aj technológia polovičných článkov, sa používajú pri PREFA integrovanom solárnom paneli.

Popri fotovoltických moduloch fotovoltické zariadenie pozostáva z nasledujúcich komponentov:

• Solárny kábel
• Podkonštrukcia
• Pripojovacia skrinka generátora
• Menič
• Elektromer

Voliteľné príslušenstvo:

• Zásobník
• Automatické nabíjacie stanice (Wall box)
• Výhrevné tyče na prípravu teplej vody

Podľa druhu inštalácie sa vy ako majiteľ domu môžete rozhodnúť pre integrované a nadstrešné riešenia. Pri nadstrešných riešeniach sa solárne moduly montujú na už existujúcu strechu pomocou zodpovedajúcej podkonštrukcie. Pri neporušenej streche je to najzmysluplnejšie riešenie. Špeciálne vtedy, keď chcete strechu nanovo pokryť alebo plánujete novostavbu, riešenie integrované do budovy, resp. integrované solárne moduly sú opticky oslovujúcou a modernou alternatívou k nadstrešnej solárnej/fotovoltickej technike. Solárne moduly tu nahrádzajú strešný plášť. Osobitnou formou strešného riešenia sú integrované solárne panely (solárne škridly) od spoločnosti PREFA, v ktorých sú solárne články integrované do strešnej krytiny a nie je potrebné prenikať do strešnej krytiny.

• Skladba strechy a strešné krytiny: Ktoré sa hodia pre solárnu strechu?
• Orientácia strechy: Mám k dispozícii vhodné strešné plochy a akú orientáciu majú?
• Zatienenie: Dostane sa v každú ročnú dobu dostatok slnka na strechu alebo môžu odrastené stromy alebo susedný dom na jar/jeseň/v zime vytvárať príliš veľký tieň?
• Veľkosť: Aká veľkosť zariadenia je potrebná, aby sa pokryla moja vlastná potreba elektrickej energie?
• Statika: Vydrží moja strešná konštrukcia dodatočné zaťaženia (vetrom)?
• Podpory: Existujú aktuálne štátne podpory ?
• Protisnehová ochrana: Je aj po inštalácii fotovoltického zariadenia zaručená predpísaná protisnehová ochrana?
• Ochrana pred bleskami a požiarna bezpečnosť: Je daná dostatočná bezpečnosť?
• Povolenia: Je pre moje fotovoltické zariadenie potrebné povolenie?
• Bezpečnosť dodávok prostredníctvom autonómnych sietí: Ako mať k dispozícii elektrinu aj v prípade výpadku prúdu?
• Skladovanie: Elektrická energia sa nevyrába vždy, keď ju potrebujem. Potrebujem zásobník?
• Poistenie zariadenia: Pred možnými škodami sa nemôžeme vždy chrániť. Preto by ste si mali preventívne zaobstarať poistenie pre vážny prípad.

• Čistí sa a udržiava strecha dostatočne často?
• Vykonajte priebežnú optimalizáciu spotreby a skontrolujte, kedy samostatne vyrobený prúd je možné ešte lepšie využívať.
• Využite elektromobil ako zásobník.
• Rozšírenie fotovoltického zariadenia alebo dovybavenie zásobníkom?

V našich zemepisných šírkach sa najčastejšie používajú ploché strechy, šikmé strechy (napríklad sedlové alebo valbové strechy) alebo pultové strechy. Pre všetky strešné konštrukcie existujú rozličné technické možnosti na montáž solárneho zariadenia a jeho optimálna orientácia k slnku. Na plochých strechách alebo príliš plocho naklonených šikmých strechách sa fotovoltické moduly upevnia na trojuholníkových podperách, ktoré ich dostanú do ideálnej polohy. Popri statike strechy, druhu konštrukcie a strešnom plášti dôležitú úlohu hrá orientácia strechy. Sklon od 25 do 35°, pri orientácii na juh, sa ukazuje ako optimálna poloha.

Najlepšie výnosy dostanete pri orientácii solárnej strechy na juh. Ale aj strešná plocha, ktorá je orientovaná na západ alebo východ môže dosiahnuť vždy dobré výnosy. Pokiaľ ukazuje optimálne podmienky vzhľadom na sklon strechy a zatienenie. Predovšetkým, keď sa pozerá na rozdelenie spotreby prúdu cez deň, môže byť orientácia na západ alebo východ zmysluplná.

Určitému zatieneniu sa vo väčšine prípadov nedá zabrániť. Toto by sa malo podľa možnosti vyrovnať prostredníctvom zodpovedajúceho spínania modulov (obtok miesto sériového zapojenia, technológia polovičných článkov). Okolité stromy, domy a iné strešné nadstavby ako komíny, vikiere alebo antény môžu podľa denného času a postavenia slnka spôsobiť vrhanie tieňa a znížiť výnos. Aby bolo možné odhadnúť zatienenie, mala by sa budúca solárna strecha pozorovať dlhšie časové obdobie. Navyše existujú rozličné meracie metódy a počítačové programy, aby bolo možné zistiť možné zatienenie.

Ako investor ste povinný nechať skontrolovať statiku strechy a tým jej vhodnosť na inštaláciu fotovoltického zariadenia. Statik, resp. odborník pred montážou zanalyzuje, či je nosnosť strechydostatočná. Solárne moduly zvyšujú hmotnosť – pri šikmých strechách je to až do 25 kg/m². Pri montáži na plochej streche je zaťaženie dokonca ešte vyššie. K tomu prichádzajú dodatočné zaťaženia vetrom a snehom. Práve pri starej stavbe je stav strechy rozhodujúci, pretože fotovoltické zariadenie sa spravidla inštaluje na časové obdobie viac ako 20 rokov. Rekonštrukčné práce na streche sú počas tohto času náročnejšie a nákladnejšie, pretože sa najprv musí odstrániť solárne zariadenie. Je tiež potrebné zabezpečiť, aby bola strecha ľahko prístupná, aby mohli technici a kvalifikovaní pracovníci vykonávať údržbu.

Ak sa existujúca protisnehová ochrana (napr. zachytávače snehu) premostí fotovoltickými alebo solárnymi zariadeniami, nemôžu tieto logicky viac spĺňať svoju funkciu – sneh skĺzne zo strechy, môže blokovať chodníky alebo spôsobiť škody. V extrémnych prípadoch môžu samotné masy snehu poškodiť aj zostávajúci a preťažený systém zadržiavania snehu. Nie vždy je možné zladiť ochranu proti snehu a strechy plne vybavené modulmi. V prípade pochybností má protisnehová ochrana ale prednosť. Skúsení odborníci sú pripravení poskytnúť pomoc a poradenstvo.

Fotovoltaický systém je zvyčajne integrovaný do existujúceho systému ochrany pred bleskom. Pri podkonštrukcii, ktorá je schopná prenášať prúd blesku, sa môžu záchytné tyče ochrany pred bleskami upevniť cenovo výhodne priamo na podkonštrukciu. Pritom treba zohľadniť, aby sa zabránilo zatieneniu fotovoltického zariadenia prostredníctvom tyčí bleskozvodu. Zásadne platí, čím je kratšia dĺžka vedenia medzi modulmi a meničom, tým sú menšie náklady na bezpečnostnú techniku. Ak sa káble jednosmerného prúdu v budove nedajú položiť protipožiarnym spôsobom, musí sa zabezpečiť protipožiarny spínač.

Spravidla sa solárne strechy môžu zriadiť bez stavebného povolenia. Výnimky sú vtedy, keď budova je v oblasti s územným plánom alebo pod pamiatkovou ochranou.

Pri výpadku prúdu aj fotovoltické zariadenie nevyrába viac žiadny elektrický prúd. Ak chcete mať istotu dodávok a byť schopní zásobovať sa elektrickou energiou aj v prípade výpadku prúdu (dočasné prerušenie dodávky alebo výpadok elektrickej energie), potrebujete hybridný striedač s funkciou núdzového napájania, ktorý sa prepne do „autonómnej prevádzky“ a môže mať príslušnú zásobáreň energie. Toto je jediný spôsob, ako môže váš fotovoltaický systém vyrábať elektrickú energiu bez sieťového napätia, ak je dostatok slnečného svetla. O tomto špeciálnom riešení, takzvanom fotovoltickom systéme schopnom núdzového napájania, sa najlepšie poraďte s odborníkom z elektrotechnickej spoločnosti.

Zaobstaranie a inštalácia solárneho zariadenia sú spojené s vlastnými nákladmi. Preto je pre každého vlastníka domu zaujímavé vedieť, po akom čase sa tieto náklady amortizujú. Vzhľadom na neustále stúpajúce ceny energie je fotovoltické zariadenie na vlastnej streche domu vo väčšine prípadov výhodné a pre mnohých stále atraktívnejšie. S pomocou dotácie sa investície do fotovoltického systému môžu vrátiť už po 10 až 14 rokoch. Práve v časoch stúpajúcich cien elektrického prúdu to predstavuje bezpečnú a dobrú investíciu. Nehovoriac o tom, čo to znamená pre životné prostredie a nasledujúce generácie.

Koľko stojí PREFA solárna strecha pre priemerný rodinný dom?
PREFA Solár je 2 v 1: Strešná krytina a fotovoltické zariadenie v jednom, preto treba kalkulovať inak ako pri bežných nadstrešných solárnych riešeniach . Presné cenové údaje sú možné na základe individuálneho plánovania a cenovej ponuky od montážneho partnera PREFA.

Každý rok spočítate všetky výdavky na dodávku energie a porovnáte ich s nákladmi a príjmami z výkupnej ceny z vlastného fotovoltaického systému. To zahŕňa investičné náklady na nákup a inštaláciu, znížené o dotácie, ako aj priebežné náklady na údržbu, opravy a poistenie. Okrem toho treba zohľadniť aj úrokové náklady na prípadné financovanie a znížené náklady na elektrickú energiu vďaka vlastnej výrobe elektriny. Po niekoľkých rokoch náklady na elektrickú energiu vynaložené bez fotovoltického systému prekročia náklady znížené o príjmy z nákupu a prevádzky fotovoltického systému. Od tohto momentu sa systém amortizuje.

Čoraz viac majiteľov domov sa rozhoduje pre inštaláciu systému na uskladnenie elektrickej energie, aby znížili potrebu nakupovať elektrickú energiu od externých dodávateľov energie počas dní s menším počtom hodín slnečného svitu, v období najvyššej spotreby alebo v noci. Obstarávacie náklady na systém skladovania elektrickej energie sa v súčasnosti pohybujú od 500 do 1 000 EUR za kWh. Vhodné dotácie môžu náklady znížiť. Pri zabudovaní systému skladovania elektrickej energie sa časové obdobie amortizácie zodpovedajúco predĺži.

Popri obstarávacích nákladoch by sa pri plánovaní mali zohľadniť aj bežné prevádzkové náklady. Tieto pozostávajú z údržby a poistenia.

Popri poistení povinného ručenia sa odporúča tiež poistenie pre všeobecné nebezpečenstvá, toto chráni pred možnými prípadmi ako škody spôsobené krupobitím alebo iným nepriaznivým počasím.

Fotovoltický systém je možné dodatočne namontovať aj na existujúcu strechu PREFA. Inštalácia strešného princípu s vhodnou podkonštrukciou nie je vo väčšine prípadov problém. Montáž solárnych držiakov sa uskutoční v krokvách (pri zodpovedajúcom plánovaní tiež na 30 mm drevenom debnení alebo na dvojitej stojatej drážke). Dodatočné vybavenie s integrovanými systémami je obyčajne ťažšie, pretože na trhu je dostupných veľa systémov a každý je potrebné vzhľadom na jeho typ špeciálne zabudovať a tiež napojiť na existujúcu strešnú krytinu.

Každý jednotlivý integrovaný solárny panel je malou elektrárňou, ktorá vyrába vlastný prúd – ekologicky a trvalo udržateľne. V závislosti od požadovaného riešenia sa potom elektrická energia môže využívať na  samo-spotrebu, uskladňovať v batériovom úložisku alebo dodávať do distribučnej siete. Fotovoltické články sú monokryštalické (mono) a disponujú modernou technológiou polovičných článkov (half-cut) pre maximálne optimalizovaný výkon. Pripojovacie zásuvky vyvinuté vo vlastnej réžii sú integrované priamo vo fotovoltickom module a klampiar/pokrývač striech ich môže celkom jednoducho spájať. Okrem toho vďaka integrácii fotovoltických prvkov v samotnom strešnom paneli nie je potrebné žiadne dodatočné nadstrešie, resp. žiadna podkonštrukcia na streche ani žiadny prestup strešným plášťom prostredníctvom skrutiek, kanálov vedení alebo podobne.

PREFA integrovaný solárny panel  je v Rakúsku vyvinutý a vyrobený produkt zameraný na budúcnosť a je dostupný v dvoch rozličných vyhotoveniach. Malý integrovaný solárny panel má rozmery 700 × 420 mm v krycej ploche a prináša výkon 43 Wp na kus. Veľký integrovaný solárny panel meria 1400 × 420 mm v krycej ploche a prináša výkon 100 Wp na kus. Aby bolo možné obdržať výkon 5 kWp, je potrebných približne 34 m² malých a približne 30 m² veľkých integrovaných solárnych panelov. Napriek integrovanej solárnej technológii obidva integrované solárne panely  vážia iba 12,6 kg/m² a sú ponúkané vo farbe P.10 čierna.

PREFA solárna strecha sa optimálne začlení do osvedčeného, zosúladeného kompletného systému a je tak súčasťou vysoko kvalitnej palety produktov s viac ako 5000 produktmi. Pretože integrovaný solárny panel je na 100 % kompatibilný so strešným panelom R.16 a strešným panelom FX.12. Rovnako vhodné je rozsiahle príslušenstvo ako odvodňovacie systémy, protisnehová ochrana, bezpečnostné strešné prvky a všetky lemovania. 

1. krok: Overenie predpokladov – zhodnotenie vlastnej strechy
Ujasnite si, či sú strecha, sklon a orientácia vhodné, následne si vyžiadajte návrh  od spoločnosti PREFA.
Požiadať o konzultáciu

2. krok: Prípravy – Dôležité, aby tiekol prúd
Špecializovaná elektrotechnická spoločnosť sa postará o komunikáciu s distribučnou  spoločnosťou. Prípadne treba kontaktovať miestny stavebný úrad ohľadom ohlásenia  stavby.

3. krok: Montáž a odovzdanie – ide sa na to s vlastnou elektrárňou
Montážny partner spoločnosti PREFA namontuje integrované solárne panely vrátane príslušenstva. Rôzne potrebné elektroinštalačné práce (ako príprava prázdneho potrubia, inštalácia DC/AC, prevzatie zariadenia a protokol o uvedení do prevádzky)  sa uskutočnia prostredníctvom elektroinštalačného podniku.

4. krok: Podpora a záruka – zabezpečenie certifikátu!
Všetky potrebné dokumenty dodáva spoločnosť PREFA. PREFA poskytuje podporu pri vydávaní záručného certifikátu po dokončení.
Vyžiadať záručný certifikát

Obstaranie fotovoltického systému ponúka dobrú príležitosť na nezávislú a bezpečnú výrobu energie v budúcnosti. Využívanie solárnej energie sa z hľadiska ekonomickej efektívnosti vráti už po 10-14 rokoch. Optimalizáciou vlastnej spotreby vyrobenej elektriny a využitím dotácií možno tento bod dosiahnuť oveľa rýchlejšie. O dotáciu je možné požiadať na kompetentnom úrade. 

Fotovoltické zariadenia sa môžu namontovať na väčšine druhov striech ako integrované alebo nadstrešné systémy. Pred montážou je dôležité, akú orientáciu, sklon a zatienenie vykazuje plánovaná strecha. Správna veľkosť a výkon fotovoltického zariadenia sú tiež dôležité. Pre strechu rodinného domu by malo jedno fotovoltické zariadenie prinášať výkon 4 kWp. Vzhľadom na to, že energetické požiadavky sa v budúcnosti zvýšia, najmä v súvislosti s elektromobilmi, je vhodné zahrnúť túto skutočnosť do plánovania.

S fotovoltickým systémom na streche si môžete vyrábať vlastnú elektrinu spôsobom, ktorý je odolný voči budúcnosti.