Instalace fotovoltaických panelů na šikmou střechu

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.

Základem je zvážit možnosti, jaké pro využití solární energie objekt poskytuje. Zda se jedná o instalaci 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 sklonem 25 až 40°, ideálně 27 – 33°.  Na západ nebo na východ ve stejném sklonu panely vyrobí o 5 – 8% méně než na čistě jižní stranu.

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. Je důležité zmínit, že technologický postup v oblasti vývoje účinnosti monokrystalických panelů je úctyhodný, hlavně co se týká ochrany proti degradaci panelů. Někteří výrobci panelů (např. Amerisolar) garantují záruku 30 let na 80% výrobní kapacity panelů. 

Monokrystalické panely jsou optimální pro naše podnebí a pro instalace je používají přední dodavatelé FV systémů v ČR. Tento typ se nejvíce využívá také zejména v jižních státech, jako je Itálie a Španělsko, tedy v oblastech s maximálním slunečním svitem. Účinnost monokrystalických panelů se uvádí 15 až 24 %.

Co se týče polykrystalických panelů, jejich účinnost je 13 až 15 %. Třetím typem jsou amorfní panely. Přestože jsou výrazně méně účinné než předchozí dva typy, jejich výhodou je skutečnost, že nejsou citlivé na přesné nasměrování na jih, úhel ani sklon. Účinnost amorfních panelů je zhruba 6 až 9 %.

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 nebo vazníků 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 hliníková konstrukce, která se následně buď zatíží zátěžovými dlaždicemi nebo se přikotví ke krytině (např. v případě falcovaného plechu) nebo přímo do krovu.

V případě instalace se zátěžovými dlaždicemi 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 – jako u rovných střech. Tyto profily jsou 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, upravit střešní tašky, kvůli kotvícímu háku. 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 14 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 7,7 kWp, potřebujeme zhruba 14 panelů (každý má výkon 550 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 kombišroubů do krovu dlouhých 120 až 250 mm. Na kombišrouby 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. Hlavně stačí mít odkrytou část panelu a v případě přímého slunečního osvitu, panel začne vyrábět a tím se zahřívat.

Nevýhody instalace fotovoltaických panelů na šikmou střechu:

• plocha instalace je omezená velikostí střechy,
• budovy nejsou většinou orientované čistě na jižní stranu,
• 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 záložních systémů,
• panely nemusí být orientovány jen na jižní stranu.

Celkově lze říct, že v dnešní době investice do fotovoltaické elektrárny je logickým krokem k soběstačnosti, resp. minimální závislosti na dodavatelích energií.