Inteligentní fasády se zabudovanou fotovoltaikou

Inovované fasádní systémy se zabudovanou fotovoltaikou jsou vysoce adaptabilní a designově atraktivní a objektům přinášejí i významný environmentální a ekonomický benefit. Vybírat lze ze střešních systémů, stínicích řešení pro atria, dvory či terasy, stejně jako ze solárních fasádních systémů, samostatně stojících i zabudovaných v konstrukci fasády (teplé i studené).

Až 40 % celosvětově spotřebované energie a souvisejících emisí CO₂ připadá právě na budovy, což jednoznačně dokládá existenci nemalého prostoru pro decentralizovanou výrobu energie a energeticky efektivní výstavbu. Objevují se tak řešení, která pro zajištění ohleduplnosti vůči životnímu prostředí a ekonomické efektivnosti provozu budovy využívají energii ze slunce. Takto nadčasově koncipované stavby čerpají z variabilních možností implementace fotovoltaiky. Základem této technologie jsou amorfní a mikromorfní tenkovrstvé panely, jež poskytují široké možnosti z pohledu transparentnosti, formátu, povrchu i designu, nemluvě o vyšších solárních výnosech a rychlejší návratnosti investice.

Nové systémové řešení
Nová generace tenkovrstvých modulů (označených u výrobce jako Schüco ProSol TF+) jde s výše zmíněným trendem ruku v ruce – podporuje vylepšenou energetickou výkonnost i atraktivní vzhled. Klíčem k úspěchu je speciální vícevrstvá krystalická struktura, díky níž jsou moduly ve srovnání s konvenčními tenkovrstvými panely výkonnější. Kromě zvýšeného potenciálu fasádního sytému v oblasti trvale udržitelné architektury otevírají dveře i v oblasti designu. Nové panely mají možnost variabilního, individuálního pojetí, jak z hlediska stupňů transparentnosti, tak rozměrově. Moduly lze aplikovat do oken, dveří, posuvných systémů i jako velkoplošné fasádní řešení. Kromě sofistikovaného designu přinášejí architektuře ekologickou výrobu energie bez jakýchkoli emisí.

Vlastnosti systému
Panely se vyrábějí v neprůhledných i semi-transparentních variantách s průhledností od 5 do 25 %, což u teplých fasád zajišťuje dostatečnou průhlednost do vnějšího prostředí i přísun denního světla do místnosti, a to za kontinuální výroby elektrické energie. Variabilitu nabízí výrobce také při volbě rozměrů – jednotlivě lze instalovat moduly o rozměrech od 200 × 300 mm (š × v) do 2 200 × 2 600 mm, při stavebnicovém řešení až 2 000 × 4 000 mm (š × v).

Vícevrstvý modul ProSol TF+, tvořený vrstvami skla, křemíku a krycí laminátové fólie, má minimální tloušťku pouhých 8 mm. Čelní sklo, opatřené transparentní vrstvou (TCO – Transparent Conductive Oxide), která společně s kontaktní vrstvou elektricky propojuje vrstvy křemíku produkující elektrický proud, je silné 3,2 mm. Tloušťka zadní skleněné vrstvy se liší dle konkrétních statických parametrů. Kombinace povrchové úpravy vrchního skla s vrstvami amorfního a mikromorfního křemíku vede k efektivní výrobě elektrické energie. Proud vzniká transformací slunečního záření v obou křemičitých vrstvách, jedné z amorfního (a-Si:H) a druhé z mikrokrystalického křemíku (μc-Si:H). Společně obě vrstvy využívají výrazně širšího světelného spektra a vytvářejí charakteristický tmavý vzhled. Zadní sklo, čelní sklo a elektricky účinné tenké vrstvy spolu se speciální krycí laminátovou fólií (PVB) tvoří pevný homogenní celek.

Fotovoltaika na fasádě v německém Neu-Ulmu
Opláštění nové obchodně-administrativní budovy společnosti ESU – Electronic Solutions Ulm GmbH & Co. KG, zabývající se modelářstvím lodí, automobilů, železniční techniky a výrobou souvisejícího příslušenství a elektroniky, funkčně i designově dotvářejí fotovoltaické moduly Schüco ProSol TF, instalované v oblasti schodiště. Jednotný hladký povrch modulů vytváří příjemnou světelnou atmosféru a fasádě dodává na originálnosti. Díky vysokému stupni transparentnosti 20 % je na schodišti v průběhu dne zajištěn dostatek světla, naopak za parných slunných dní působí moduly jako stínicí prvek, a nebylo proto třeba instalovat jinou stínicí techniku. Další klíčovou rolí fotovoltaického systému je výroba solární energie, moduly jsou výkonné při působení difuzního světla i za vysokých provozních teplot. 24 transparentních modulů o celkové rozloze 60 m² s instalovaným výkonem 2,23 kWp vyrobí za rok přibližně 1 570 kWh, které lze případně odvádět do sítě, což firmě přináší roční úspory v podobě 355 litrů topného oleje a přibližně 835 kg CO₂. Tři slepé moduly (na fasádě je lze rozpoznat dle orámování) pak slouží jako zařízení k odvodu kouře a tepla. Z vnějšku jsou však dokonale integrovány do struktury fasády tak, aby nedošlo k narušení celistvosti. Přestože plocha modulů o 60 m² v oblasti schodiště zcela nepokryje energetické potřeby administrativní budovy, jedná se o velký krok vpřed v oblasti trvalé udržitelnosti a architektury budoucnosti.

Závěr
Kreativnímu pojetí a svobodnému designu se prostor otevírá díky možnosti volby tvaru, velikosti, stupňů transparentnosti a struktury. U teplých fasád plní inovovaný systém velmi dobře také funkci izolační. Okna, dveře a posuvné systémy tak v závislosti na stupni transparentnosti vytvářejí příjemné prostředí s dostatečným přísunem denního světla.

TEXT: Vilém Měrka
Foto: Archiv Schüco International KG

Autor je ředitel Energetické divize společnosti Schüco International KG s desetiletou zkušeností v oboru.