Fotovoltaický systém pro ploché střechy

Solyndra přináší nové možnosti pro využití plochých střech. Základní přednosti oproti stávajícím, doposud běžným fotovoltaickým systémům s panely s krystalickými články na stojanech, jsou:
• systém Solyndra zatěžuje nosnou konstrukci střechy pouze 16 kg/m2, nevyžaduje ani mechanické kotvení k nosné konstrukci objektu ani stabilizační zátěž, panely jsou pouze volně pokládány na střešní plochu,
• možnost dodatečné instalace na plochých střechách bez úprav střešního souvrství, nevytváří ve stávající povlakové hydroizolaci střechy žádné prostupy,
• při instalaci 1 kWp potřebuje v průměru pouze 11 m2 střešní plochy. Znamená to, že fotovoltaický systém Solyndra umožňuje instalovat na stejné střešní ploše téměř dvojnásobný výkon (kWp) např. ve srovnání s krystalickými panely,
• roční produkce elektrického proudu modulů Solyndra položených na vodorovné střešní ploše vychází podle výpočtů prognózy výkonu pro konkrétní projekt v Praze o cca 6 % vyšší (887 kWh/kWp/rok, výpočet pomocí programu fy Solyndra) než u panelů s polykrystalickými články 220 Wp s úhlem nastavení 30° a orientací na jih (831,6 kWh/kWp/rok, výpočet programu fy Valentin Energie-Software PV*SOL 3.0 verze R7),
• moduly Solyndra jsou pokládány rovnoběžně se střešní plochou a jsou vysoké pouze cca 30 cm, takže pohledově nijak neruší ani nemění vzhled objektu.

Moduly Solyndra se skládají z řad trubic, které zachytávají sluneční záření po celém svém povrchu. Tato technologie nabízí rozhodující výhody:
• optimální využití energie slunce po celé jeho denní dráze stejně jako u fotovoltaických systémů s aktivními podstavci,
• na elektrický proud se přeměňuje i složka slunečního záření odražená od podkladu pod moduly.

Optimálním řešením je proto kombinace modulů Solyndra s bílým podkladem, který má nejvyšší odrazivost slunečních paprsků (albedo). Protože podklad tvoří na ploché střeše zpravidla povlaková hydroizolace, používá se proto systémově v kombinaci s moduly Solyndra bílá fóliová hydroizolace Evalon, která má odrazivost přes 91 % (nejvyšší ze všech standardně používaných hydroizolací na trhu, přičemž ještě i po letech provozu vykazuje odrazivost vyšší než 70 %). Pro srovnání, standardní světle šedé hydroizolační fólie mPVC mají odrazivost pouze cca 30 - 40 %. V roce 2009 byla mimo jiné i z tohoto důvodu podepsána mezi firmou Solyndra Inc. Fremont, USA a výrobcem hydroizolačního systému Evalon firmou Alwitra GmbH Trier, SRN kooperační rámcová dohoda o společném postupu na evropských trzích.

Navíc má hydroizolační fólie Evalon oproti běžným fóliím mPVC prověřenou životnost 25 roků (atest BBA British Board of Agrément č. 96/3296), která koresponduje s 25-ti letou garantovanou funkčností modulů Solyndra.

Moduly Solyndra tvoří panely s rovnoběžnými trubicemi uloženými do rámu. Panely se pokládají rovnoběžně se střešní plochou na lehké hliníkové podstavce vysoké 30 cm. Hmotnost panelu je 31 kg a má rozměry 1,82 m x 1,08 m. Panely se při instalaci vzájemně pevně spojují do souvislých polí, která zajišťují svojí hmotností spolehlivě stabilitu panelů na střešní ploše bez jakéhokoliv dalšího mechanického kotvení nebo jiného upevnění k nosné konstrukci objektu.

Volnou instalaci panelů na střešní ploše umožňují mezery mezi trubicemi, mezi nimiž může volně bez omezení proudit vítr a nevzniká tak velmi nepříznivý efekt plachty, jako je tomu v případě dosavadních plnoplošných krystalických panelů na stojanech. Panely Solyndra jsou díky těmto charakteristikám prověřeny a schváleny pro provoz ve větru o síle přesahující 12. stupeň Beaufortovy stupnice.

Proudění větru mezi trubicemi zároveň ochlazuje v nich uložené fotovoltaické moduly a přispívá tak vedle velmi příznivých teplotních charakteristik samotných fotovoltaických článků (teplotní koeficient Δ Uoc = -0,29 %, Δ Isc = -0,02 %) k velmi malé teplotní ztrátě výkonu v letních měsících.

Základ fotovoltaického systému Solyndra tvoří trubice složené ze dvou v sobě vsunutých skleněných válců. Vnitřní válec je obtočen tenkovrstvým solárním článkem CIGS (diselenid směsi germania, india a galia). Meziprostor mezi válci je vyplněn silikonovým gelem, který chrání fotovoltaický článek proti povětrnostním vlivům, především vlhkosti, a je hermeticky uzavřen na koncích trubic kovovými zátkami s těsněním. Vnější skleněný transparentní válec láme dopadající sluneční záření a koncentruje je na fotovoltaický článek na vnitřním válci bez ohledu na jeho úhel jeho dopadu.

Moduly Solyndra jsou v současné době dodávány v pěti výkonových variantách: 150 Wp, 157 Wp, 173 Wp, 182 Wp a 191 Wp. Rozměry a hmotnost všech typů jsou shodné. Moduly Solyndra se dodávají se všemi podstavci, držáky a spojovacími prvky nutnými k jejich kompletní instalaci.

Technologie Solyndra znamená úplné oddělení a samostatnost obou systémů, tedy střešního souvrství a fotovoltaického systému Solyndra. Tato nezávislost je i montážní. Podkladní bílou reflexní hydroizolaci může položit izolatérská firma v časovém předstihu (např. za příznivého počasí) a panely Solyndra je možno instalovat na hotové funkční střešní ploše kdykoliv později.

Vzhledem k tomu, že stabilitu polohy celého fotovoltaického pole modulů Solyndra zajišťuje pouze a výhradně jejich vlastní hmotnost, platí pro jejich rozmístění podrobná pravidla stanovená výrobcem. Ta zahrnují jak vymezení tzv. „zakázaných oblastí“ na střešní ploše, kde je striktně zakázáno moduly vůbec instalovat (např. v okrajových oblastech střešní plochy v pásu širokém 1,52 m od okraje střechy), tak i stanovení minimálního počtu vzájemně pevně spojených panelů v závislosti na intenzitě působení větru v dané oblasti a na dalších parametrech. Největší přípustný sklon střešní plochy pro instalaci modulů Solyndra je 9,5°. Obdobně jako ve všech obecných normách zatížení větrem je i v případě systému Solyndra zvlášť pečlivě řešena otázka jejich možného umisťování v rohových oblastech střešních ploch. Bez podrobných znalostí těchto ustanovení hrozí jednak riziko fyzické havárie fotovoltaického systému působením větru a také formální riziko neposkytnutí potřebných garancí funkčnosti systému.

Vlastní montáž panelů Solyndra je na střešní ploše velmi rychlá a jednoduchá, nevyžaduje žádné zásahy do hotového střešního souvrství ani do nosné konstrukce objektu a zároveň ani není ovlivněna nebo narušena funkčnost již položené hydroizolace. Podstavce se na panely Solyndra připevňují při jejich sestavování do polí. Pokud tvoří ve střešním souvrství podklad pod povlakovou hydroizolací relativně měkké tepelně izolační desky z minerálních vláken, podkládají se pod podstavce modulů Solyndra roznášecí podložky z bílého, práškově lakovaného hliníku, které zajistí, že se podstavce panelů nebudou zatlačovat do podkladu. Nejedná se přitom o vlastní hmotnost panelů, nýbrž o podstatně větší zatížení sněhem, který může na panelech vytvořit masivní vrstvu, jejíž hmotnost se na střešní souvrství přenáší rovněž prostřednictvím podstavců. Na obr. 5 je patrné použití roznášecích podložek pod podstavce panelů z důvodu měkkého podkladu pod hydroizolací Evalon, tvořeného tepelně izolačními deskami z minerálních vláken.

Při sestavování do polí se panely Solyndra propojují sériově pomocí Tyco spojek do řetězců. Počet modulů v řetězci je dán jako obvykle vstupními charakteristikami střídače. Panely se při sestavování do polí mezi sebou zároveň spojují zemnícími kabely. Vnitřní elektroinstalace navazující na fotovoltaická pole panelů Solyndra na střeše je prováděna dle obvyklých postupů a zásad, rovněž střídače se používají standardní.

Aktuální poznámka na konec

Ve dnech psaní tohoto článku trvá „pozastavení“ vydávání kladných vyjádření k připojení neregulovaných zdrojů OZE (především fotovoltaických a větrných) na distribuční síť a zároveň probíhají hektická jednání  mezi ČSRES (sdružující zájmy ČEPS, ČEZ, PRE a E.ON) na jedné straně a asociacemi firem a investorů zabývajícími se obnovitelnými zdroji blíže viz www.csres.cz. Uvedené moratorium na nové OZE má být v platnosti do zavedení změn v současných zákonech, týkajících se obnovitelných zdrojů, které jsou na programu právě probíhajícího jednání parlamentu.

Jedním z výsledků celého tohoto procesu má být zavedení podobného principu strukturalizace podpory OZE jako v Německu, tj. razantní omezení podpory fotovoltaických systémů instalovaných na volném terénu a naopak posílení podpory systémů instalovaných na střechách.

V případě, že bude toto řešení skutečně přijato, bude to pro investory velmi výrazný pokyn ke zvýšení zájmu o specializované fotovoltaické systémy pro ploché střechy a především pro ten nejvýkonnější - systém Solyndra.

Zdroj: strchujem.cz