Fotovoltické moduly menia funkčnosť a architektúru budov

Tenkovrstvová technológia zaručuje nižšie náklady na prevádzku a je menej náročná aj na spotrebu energie. Alternatívne a bezpečné zdroje energie sú nielen účinným nástrojom v boji proti klimatickým zmenám, ale aj proti rastúcim cenám energie.

Vyrobiť, uchovať a spotrebovať
Vďaka kvalitným okenným, dverným a fasádnym systémom možno energiu šetriť, vďaka solárno-termickým a fotovoltickým systémom ju vyrábať a zároveň prostredníctvom inteligentnej siete uchovávať a rozvádzať v rámci budovy. Do budovy treba umiestniť špeciálnu riadiacu jednotku, ktorá všetky existujúce zdroje solárnej energie a tepla dokáže prepojiť s jednotlivými spotrebnými miestami. Vyprodukovaná energia sa vďaka nej vyrobí, uchová a spotrebuje na jednom mieste. Solárno-termické a fotovoltické systémy možno uplatniť nielen v súkromnej, ale aj v komerčnej či v priemyselnej sfére.

Príkladom je prevetrávaná hliníková fasáda so zabudovanými amorfnými tenkovrstvovými panelmi. Výroba týchto panelov prebieha na báze modernej fotovoltickej tenkovrstvovej technológie, ktorá je v porovnaní s výrobou bežných solárnych panelov menej náročná na spotrebu energie a surovín a charakteristická nižšími nákladmi. Tenkovrstvové fotovoltické panely netreba umiestňovať len na južnú strechu s predpísaným sklonom. Môžu sa umiestniť aj na zvislé plochy s orientáciou na všetky svetové strany a môžu sa z nich vytvárať architektonicky zaujímavé fasádne a okenné systémy.

Investor: Lindner Liegenschaften GmbH & Co. KG, Neu-Ulm/Nemecko Architekti: Scherr + Klimke AG, Architekten und Ingenieure, Neu-Ulm/Nemecko Stavebná spoločnosť: Siegfried Wölz Stahl – und Metallbau GmbH & Co. KG, Gundelfingen/Nemecko Miesto: Neu-Ulm v Nemecku Termín dokončenia: júl 2011 Použité systémy: panel Schüco ProSol TF, hliníkové profily Schüco FW 50+

Výroba
Amorfné panely sa vyrábajú „naparením“ extrémne tenkej vrstvy kremíka na nosný materiál. Polovodičová vrstva je vďaka tomu oveľa tenšia ako v prípade kryštalických panelov. Pri výrobe amorfných tenkovrstvových panelov sa spotrebuje iba zlomok kremíka v porovnaní s jeho spotrebou pri výrobe konvenčných panelov. Práve vďaka tomu sa podarilo výrazne znížiť spotrebu tohto prírodného materiálu. Tenkovrstvové panely majú aj pri vysokých prevádzkových teplotách veľmi dobré hodnoty výnosu. Vyznačujú sa dlhou životnosťou a zníženým množstvom emisií škodlivých látok, ktoré vznikajú pri ich výrobe. Ide o technológiu, ktorá optimálne využíva difúzne svetlo a prirodzené spektrum svetla.

Spomínané okenné a fasádne panely možno použiť vo všetkých oblastiach opláštenia komerčných objektov, od okien a teplých fasád cez studené fasády až po slnečnú ochranu. Okrem použitia v úplne nových architektonicky prepracovaných fasádnych riešeniach možno panely použiť aj na modernizáciu existujúcich budov.

Tenkovrstvové panely v praxi
Fasáda každého objektu je do určitej miery vyjadrením danej doby. Zaujímavou realizáciou, pri ktorej sa uplatnili amorfné tenkovrstvové fotovoltické panely, je aj nová obchodno-administratívna budova spoločnosti ESU electronic solutions nachádzajúca sa v nemeckom meste Neu-Ulm. Firma sa zaoberá modelárstvom lodí, automobilov, železničnej techniky a výrobou príslušenstva a elektroniky. Panely so zabudovanou tenkovrstvovou fotovoltikou sú súčasťou zaskleného opláštenia objektu.

Cieľom zadávateľa bolo začleniť nový projekt nenásilne do štruktúry mesta a zároveň prezentovať inovatívny prístup. Architektonické riešenie budovy udáva nový štandard, pretože okrem otvorenosti vzhľadom na vonkajšie prostredie je aj prejavom environmentálnej ohľaduplnosti. Hlavnými rysmi fasády sú trblietavé antracitovo sivé hliníkové profily, trojité zasklenie a polopriehľadné fotovoltické panely, ktoré vyrábajú solárnu energiu.

Otvorenosť a transparentnosť v celom objekte
Požiadavku na otvorenosť vzhľadom na vonkajšie prostredie architekt naplnil vo vrchných troch podlažiach objektu. Na prízemí sa nachádzajú recepcia, showroomy a školiace miestnosti firmy. Na dvoch horných podlažiach sú umiestnené kancelárie, konferenčné priestory a vývojové miestnosti. Vyšší stupeň súkromia na horných poschodiach zabezpečuje nepriehľadné zábradlie a voliteľné tienenie, ktoré možno nastaviť pomocou výsuvných žalúzií. Na druhom poschodí sa priamo nad vstupom do budovy nachádza bistro s otvorenou terasou. Transparentný vstupný priestor zvýrazňuje betónový výklenok a susediaci celok fotovoltických panelov prirodzenej hnedej farby, ktorý je umiestnený v oblasti schodiska. Pozdĺžna nízka trojpodlažná budova pôsobí čistým a harmonickým dojmom. Prispieva k tomu aj biely železobetónový skelet, ktorý lemuje a ohraničuje celú južnú transparentnú stranu objektu. Zvyšné steny budovy sú tepelne izolované.

Tepelnoizolačná fasáda
Na celozasklenú fasádu na južnej strane objektu sa použili hliníkové profily s trojitým zasklením. Polopriehľadné fotovoltické panely v hnedom odtieni sa nainštalovali v oblasti schodiska a celému architektonickému konceptu dodali na funkčnosti a pôsobivosti. Jednotný hladký povrch panelov zabezpečuje príjemnú svetelnú atmosféru a vytvára z fasády originálny prvok. Vďaka určitému stupňu transparentnosti (20 %) je na schodisku v priebehu dňa dostatok svetla, naopak, počas slnečných dní pôsobia panely ako tieniaci prvok. Ďalšou dôležitou a kľúčovou vlastnosťou tenkovrst­vového fotovoltického systému je výroba solárnej energie, panely sú výkonné pri pôsobení difúzneho svetla a pri vysokých prevádzkových teplotách. Dvadsaťštyri nainštalovaných polopriehľadných panelov s celkovou plochou 60 m² s inštalovaným výkonom 2,23 kWp vyrobí počas roka približne 1 570 kWh energie, ktorá sa môže odvádzať aj do siete. Spoločnosti to prináša ročné úspory v podobe 355 litrov vykurovacieho oleja a predstavuje zníženie emisií CO₂ o približne 835 kg. Ako zariadenia na odvádzanie dymu a tepla slúžia tri slepé moduly na fasáde, ktoré možno rozpoznať podľa orámovania. Z vonkajšej strany sú však dokonale integrované do štruktúry fasády tak, aby nedošlo k narušeniu jej celist­vosti. Aj keď plocha modulov 60 m² v oblasti schodiska úplne nepokryje energetické potreby administratívnej budovy, z hľadiska trvalej udržateľnosti ide o veľký krok.

TEXT: Ing. Peter Škvaril
FOTO: SCHÜCO

Ing. Peter Škvaril je vedúcim organizačnej zložky SCHÜCO International KG na Slovensku.

Článok bol uverejnený v časopise Stavebné materiály.