Umiestňovanie solárnych kolektorov a fotovoltických panelov na strechu
Energetická náročnosť Slovenska je podľa štatistík jedna z najvyšších v Európskej únii. Táto skutočnosť je pre nás obrovskou výzvou pre realizáciu úsporných opatrení vo všetkých oblastiach – od priemyslu cez verejné a štátne organizácie až po domácnosti. Jednou z možností aktívneho prístupu k úsporám energií je využiť „obálku“ stavby na výrobu tepelnej alebo priamo elektrickej energie. Vzhľadom na to, že plocha strechy je najbližšie k slnku, práve ona sa logicky, už desiatky rokov úspešne využíva na inštaláciu solárnych zariadení. Čo treba brať do úvahy pri umiestňovaní solárnych kolektorov a panelov na strechy našich príbytkov?
Poloha a sklon solárnych panelov
Solárne kolektory zachytávajú slnečné žiarenie a premieňajú ho na teplo. K zachytávaniu slnečného žiarenia dochádza na absorpčnej vrstve solárneho kolektora, ktorá musí byť povrchovo upravená tak, aby čo najviac lúčov bolo pohltených a len minimum sa odrazilo späť do okolia. Musí teda vykazovať čo najvyššiu absorpčnú schopnosť (pohltivosť) slnečného žiarenia a má mať čo najmenšiu emisivitu (vyžarovanie tepla). Optimálne je orientovať v našich končinách solárne kolektory na juh. Odchýlky do 30 stupňov od južného smeru sa prejavujú len minimálnym znížením účinnosti. Prípustná je aj orientácia na východ a na západ, čo si však vyžaduje zodpovedajúce zväčšenie plochy kolektorov. Uhol sklonu strechy, resp. samotných kolektorov, má byť v rozmedzí 20 – 60° (niektoré zdroje uvádzajú rozpätie až 15 – 70°). Z polohy slnka na oblohe v letnom a zimnom období vyplýva, že menší sklon kolektorov prináša zvýšenie solárneho výkonu v lete a väčší uhol náklonu zvyšuje solárny výkon v zime.
Fotovoltické panely slúžia na premenu slnečnej energie na elektrickú. Účinnosť panelov, v závislosti na type, je v reálnej prevádzke v rozsahu 8 – 18 %. V praxi to znamená, že z dopadajúceho slnečného žiarenia, ktoré má výkonovú hustotu cca 1000 W/m2, vyprodukuje solárny článok 80 až 170 W/m2. Ak teda chceme získať 1kW energie zo slnka, potrebujeme k tomu približne 7 m2 plochy solárnych panelov. Pre montáž fotovoltických panelov platia podobné pravidlá ako pre solárne kolektory. V tomto prípade odchýlky do 30° od južnej osi predstavujú zníženie účinnosti o 5 až 10 %, uhol sklonu panelov by mal byť v rozmedzí 25 – 40°, na plochých strechách sa inštaluje už v rozmedzí od 10° – 30°.
Montáž solárnych zariadení na strechu
Rozhodnutie o použití solárnych panelov na streche by malo padnúť už v čase jej projektovej prípravy. Nosnosť krovu musí byť prispôsobená dodatočnému zaťaženiu samotnými panelmi. Zároveň je nutné počítať s prepojením kolektorov s ďalšími technickými systémami zariadenia budovy. To isté platí aj v prípade dodatočnej montáže solárnych panelov na strechu alebo pri ich inštalácii počas rekonštrukcie. Spôsob upevnenia kolektorov (typ hliníkovej nosnej konštrukcie a jej upevnenie k strešnej konštrukcii) je závislý od poveternostných podmienok (snehovej a vetrovej oblasti), v ktorých sa stavba nachádza, od počtu hodín slnečného svitu, od druhu použitej strešnej krytiny a na ďalších miestnych podmienkach. Návrh spôsobu inštalácie solárnych panelov, ale aj ich zapojenie ja vysoko odbornou činnosťou, preto je nutné ho zveriť do rúk odborníkov.
Základné kroky pri montáži solárnych kolektorov
Solárne zariadenia sa montujú nad rovinu strešnej krytiny, a to buď paralelne so strešnou rovinou, alebo, ak uhol strechy nezodpovedá požadovaným hodnotám, so zdvihom o určitý uhol. Pre inštaláciu panelov na plochú strechu sú určené konštrukcie so zdvihom o optimálnych 45°. Konštrukcie držiace solárne panely sa najčastejšie vyrábajú zo zliatín hliníka. Sú pevne kotvené na zosilnenú nosnú konštrukciu strešného plášťa a vyhotovené tak, aby dodatočným tlakom nespôsobovali praskanie a deformácie strešnej krytiny. Solárne kolektory a panely je možné namontovať na všetky typy strešných krytín. Výrobcovia solárnej techniky a strešných krytín spolupracujú, aby na trh prinášali čo najlepšie technické riešenia.
Problém s kotvením nad úrovňou strešnej krytiny do značnej miery eliminujú panely integrované do strešnej roviny, nakoľko plocha pod nimi nemusí byť pokrytá strešnou krytinou. Montáž do strešného plášťa je technologicky dokonale zvládnutá a výrobcovia dodávajú panely s kompletným montážnym systémom, ktorý umožňuje ich bezchybnú inštaláciu s perfektným výsledkom, aj čo sa vzhľadu týka.
Aby nedošlo k poškodeniu solárnych kolektorov počas ich montáže, sú rôznymi spôsobmi mechanicky chránené (obaly, drevená konštrukcia a pod.) a montujú sa pomocou žeriavu. Obalový materiál sa z nich odstraňuje postupne, počas jednotlivých krokov montáže tak, aby boli v čo najväčšej miere neustále chránené pred prípadným poškodením. Pri ich montáži spolupracujú na streche strešní odborníci s inštalatérmi – vodármi-kúrenármi.
Po dôslednom nainštalovaní a upevnení solárnych kolektorov sa pospájajú potrubia medzi kolektormi. Podľa odporúčania výrobcu sa musia kolektory preplachovať nemrznúcou kvapalinou, aby sa zo systému vyplavili všetky nečistoty. Nemrznúca zmes sa musí doplniť podľa výrobcom predpísaných požiadaviek a systém sa musí odvzdušniť. Nemrznúca kvapalina má predpísané chemické zloženie tak, aby v zimných mesiacoch nedochádzalo k poškodeniu systému mrazmi.
Veľkú pozornosť je treba venovať kontrole tesnosti všetkých prestupov cez strešnú rovinu. Dokonalé utesnenie všetkých prestupových miest systémovými doplnkami zabráni zatekaniu zrážkových vôd do strešného plášťa. Solárne kolektory a panely, ako aj hliníková nosná konštrukcia, musia byť napojené na bleskozvodový systém. Pripojenie na bleskozvodový systém musí vykonať autorizovaná firma v súlade s platnými predpismi, na základe čoho vydá revíznu správu.
Odborníci od výberu až po montáž
Správne navrhnutý systém solárnych zariadení dokáže domácnosti ušetriť nemalé finančné prostriedky na ohreve teplej vody, podpore vykurovania či výrobe elektrickej energie. Využívaním slnečnej energie sa navyše znižujú negatívne dopady domácností na životné prostredie, keďže priemerná domácnosť dokáže využívaním alternatívnych zdrojov energií ušetriť ročne až tisíce kilogramov CO2, ktoré takto nemuseli byť vyprodukované.
Vzhľadom na to, že typov solárnych zariadení je veľké množstvo, už pri výbere by ste sa mali poradiť s odborníkmi, ktorí vám navrhnú zariadenie optimálne pre vaše potreby, zohľadňujúce lokalitu aj všetky podmienky pre inštaláciu. Existujú už dnes napríklad kolektory, ktoré môžete inštalovať aj na balkón, pokiaľ strecha nie je z nejakého dôvodu pre vás dostupným riešením. Rovnako montáž je nutné zveriť do rúk odborníkov, nakoľko pri týchto prácach spolupracujú viaceré remeslá – strechári, inštalatéri a elektrikári.