Technické podmienky inštalácie fotovoltických systémov na bytové domy

Využívanie fotovoltických systémov (FVS) v bytových domoch na Slovensku je, žiaľ, minimálne – väčšinou sa obmedzuje buď na využívanie FVS pre spoločné priestory a zariadenia, alebo sa FVS využívajú na bytových domoch v developerských projektoch. Existujúce bytové domy sa pri záujme o využívanie FVS stretávajú s množstvom problémov.

Niektoré sú riešiteľné ihneď, niektoré si vyžadujú legislatívne úpravy a technickú prípravu. V minulej časti príspevku sme zhrnuli možnosti využívania FVS, v aktuálnom pokračovaní sa budeme venovať technickým podmienkam inštalácie FV systémov na bytové domy.

K technickým podmienkam inštalácie FV systémov a zariadení patria plocha vhodná na inštaláciu, tieniace prvky na ploche a v jej okolí, výskyt inverzných meteorologických javov, veternosť, vzdialenosť inštalácie od miesta spotreby a mnoho iných. Medzi najväčšie projektantské výzvy však patrí optimalizácia využitia vhodnej inštalačnej plochy.

Plocha pre inštaláciu FV systému

Plocha vhodná pre inštaláciu je jedným zo základných limitujúcich faktorov voľby FV systému. FV systémy pre spotrebu spoločných priestorov, keď je spotreba nízka, by nemali mať problém s dostatočnou veľkosťou vhodnej plochy. V prípade záujmu o využitie FV systému aj pre byty, napríklad formou energetického spoločenstva, však môžu výber a zhodnotenie vhodnej plochy predstavovať náročný proces.

Najjednoduchším krokom je určenie voľných plôch, na ktorých bude možné inštalovať FV systém. Najbežnejším miestom inštalácie je strecha. Tá býva na bytových domoch osadená rôznymi technickými prvkami, ako sú napríklad výťahové šachty, vetracie vyústenia, bleskozvody, antény, komíny a pod. Preto je potrebné pristúpiť k simulácii rôznych variantov umiestnenia FV panelov tak, aby sa na jednej strane maximalizoval výkon FV systému a na druhej strane minimalizoval negatívny vplyv tienenia na jeho prevádzku.

Strešné prvky majú vplyv nielen na rozmiestnenie FV panelov, ale aj na ich tienenie. Okrem toho je potrebné zohľadniť bezpečnosť pohybu na streche a prístupu k uvedeným zariadeniam. Preto sa vždy odporúča dať si vypracovať štúdiu využiteľnosti FV systému pre konkrétny dom. Štúdia by mala obsahovať variantné riešenia, ktoré by mali byť navrhnuté na spoločnom stretnutí projektanta a zástupcov vlastníkov bytov a NP.

Odporúča sa netlačiť na projektanta, aby umiestnil čo najviac panelov na dosiahnutie výkonu bez započítania uvedených vplyvov. Na druhej strane nie je ani vhodné akceptovať od projektanta presviedčanie typu „čím vyšší výkon, tým lepšie pre vás“. Vhodné je vyžadovať od neho, aby odprezentoval výsledky simulácie jednotlivých variantov. Cieľom spotrebiteľov má byť správne fungujúci FV systém, pri ktorom sa FV elektrina spotrebuje v dome bez nadvýroby.

Pre názornosť sú na obr. 2 a 3 návrhy FV systému „na plnú strechu“ a so zohľadnením tienenia a prístupových ciest.

Samozrejme, je na investorovi, pre ktorú alternatívu sa rozhodne. Pri využívaní obnoviteľného zdroja je však vhodné poznať aj koeficient využitia vlastnej investície. To znamená, ako efektívne pracuje zakúpená technológia. Ako je zrejmé z tab. 1, pri optimalizovanom FV systéme sa koeficient využitia približuje 100 %. To znamená, že takmer celá elektrina vyrobená FV systémom sa spotrebuje priamo v budove a nie sú zaťažované distribučné siete.

Pokrytie strechy	Výkon	Výroba	Spotreba	Koeficient využitia
	(kWp)	(MWh)	(MWh)	(%)
Plné	61,6	56,4	42,9	76,0
Optimalizované	21,2	18,9	18,4	97,7

Tab. 1 Dimenzovanie FV systému podľa príkonu špirály elektrického zásobníka

Inštalačná plocha – funkčnosť vs estetika

Kým strecha je na Slovensku štandardom pre inštaláciu FV systémov, vo svete sú bežné aj inštalácie, ktoré stavili okrem funkčnosti aj na dizajn samotnej inštalácie v kontexte celej budovy.

Rozmáhajúcim sa fenoménom je budovanie tzv. carportov (obr. 4), teda prístreškov pre autá s integrovanými FV panelmi v streche, často tzv. bifaciálnymi. To znamená polopriehľadnými FV panelmi, ktoré sú schopné absorbovať svetlo z oboch strán a poskytujú čiastočné tienenie priestoru pod nimi. Miera priehľadnosti je pritom pri niektorých výrobcoch voliteľná, čo je vhodné napríklad pre zimné záhrady osadené FV sklami alebo v bytových domoch na pergoly, balkóny či tieniace prvky (obr. 5).

Strešné inštalácie sú vhodným doplnkom zelených striech, pričom kombinácia týchto dvoch prvkov pôsobí symbioticky (obr. 6). FV panely zabraňujú na jednej strane prehrievaniu substrátu, na druhej strane rastliny zelenej strechy dokážu ochladzovať FV panely, čo zvyšuje ich účinnosť.

FV systémy môžu byť súčasťou fasád aj v tzv. BIPV systémoch (Building Integrated PV), prípadne môžu byť integrované priamo do strešnej krytiny. Takéto systémy sú špecifické z dvoch pohľadov. Z jedného šetria náklady na fasádny systém, resp. strešnú krytinu. Z druhého je však pri projektovaní a plánovaní prevádzky potrebné počítať so zníženým ochladzovaním FV panelov, čo môže mať vplyv na ich účinnosť a produkciu elektriny z celého systému.

Odporúčaný postup prípravy BD na inštaláciu FV systému

S pribúdajúcim množstvom inštalácií FV systémov – hlavne na rodinných domoch pripojených do existujúcich distribučných sietí – v súčasnosti logicky klesá ich dostupná kapacita. Čoraz viac záujemcov o pripojenie FV zdroja naráža na zamietnutie žiadosti o pripojenie zdroja práve z dôvodu nedostatočnej kapacity siete.

Aktuálna prax je taká, že záujemca o pripojenie FV zdroja si podá žiadosť s výkonom, ktorý mu stanovil projektant alebo „skúsená“ firma, ktorá chce inštalovať maximálny výkon, aký sa na dostupnú plochu „vojde“. Fiktívna situácia je potom v rámci príkladu s 50 kWp výkonu nasledujúca:

Do stanovenej lehoty príde od distribučnej spoločnosti odpoveď – kladná alebo záporná. Ak je odpoveď kladná, záujemca môže pokračovať v príprave projektu a celej inštalácie. Pri zápornej odpovedi sa však píše len to, že požadovaný výkon nie je možné pripojiť. Záujemca to preto skúsi s výkonom 40 kWp, počká stanovenú lehotu, dostane zápornú odpoveď.

Skúsi to teda s výkonom 30 kWp, počká stanovenú lehotu a opäť dostane zápornú odpoveď. Skúsi to preto s výkonom 20 kWp, počká stanovenú lehotu a zase dostane zápornú odpoveď. Ešte to skúsi s výkonom 10 kWp, počká stanovenú lehotu a dostane zápornú odpoveď. Na záver to skúsi ešte s výkonom 1 kWp, počká stanovenú lehotu a ako inak, dostane zápornú odpoveď. Keďže lehota na odpoveď je v prípade lokálneho zdroja (nad 10 kWp) 30 dní, záujemca môže teoreticky zistiť až po pol roku, že vlastne nemôže pripojiť žiaden FV zdroj!

Verím, že v novelizovanej vyhláške č. 207/2023 Z. z. o pravidlách trhu s elektrinou zostane navrhovaná podmienka: „Pokiaľ prevádzkovateľ distribučnej sústavy nevyhovie žiadosti o pripojenie, tak predmetnú žiadosť zamietne a uvedie dôvody zamietnutia, kde môže žiadateľovi uviesť aj výkon pripojenia, ktorý je možný vzhľadom na kapacitu.“ [17] V praxi by to znamenalo, že v prípade zamietnutia žiadosti o požadovaný výkon bude uvedený výkon, ktorý je možné pripojiť.

Jednoducho a laicky povedané, malo by to vyzerať napríklad takto: „Požadovaný výkon FV zdroja nie je možné pripojiť vzhľadom na nedostatočnú kapacitu siete, váš maximálny príkon zdroja môže byť 38 kWp.“

V súčasnosti sú prevádzkovatelia distribučných sústav proti takému zneniu, preto je vhodné dostupnými prostriedkami tlačiť na zákonodarcov, aby vo vyhláške túto možnosť ponechali. Či už novela prejde s uvedeným dodatkom, alebo nie, výkon FV zdroja je vhodné riešiť nasledujúcim postupom.

Takýmto postupom záujemca eliminuje náklady na vypracovanie projektu FV zdroja s výkonom, ktorý nebude povolený. V súčasnosti totiž často dochádza k prípadom, keď sú správcovia bytových domov zavádzaní, či už z nevedomosti, alebo zámerne, firmami (česť výnimkám), ktoré im ponúknu výhodnú cenu projektu FV zdroja bez overenia dostupnosti kapacity.

Záver

Fotovoltické systémy sa už vo sfére rodinných domov stávajú takmer bežným štandardom, čo je z pohľadu znižovania uhlíkovej stopy bývania veľmi dobrým znamením. Hovorí to aj o tom, že sa ľudia snažia využívať obnoviteľné zdroje s cieľom znižovať náklady na bývanie.

Vo veľkej miere im v tom pomáha aj program Zelená domácnostiam, ktorý za ostatné roky významne prispel k rozmachu využívania OZE práve v rodinných domoch. V tomto bode však Slovensko zaostáva v oblasti, ktorá predstavuje najväčší podiel vo využívaní energie na bývanie – v oblasti bytových domov.

Na jednej strane existujú podporné programy umožňujúce inštaláciu technológií OZE do bytových domov, na druhej strane sú však tieto inštalácie limitované buď len na využitie v spoločných priestoroch, alebo nesmú byť dôvodom na odpájanie od systémov CZT. Tieto skutočnosti diskriminujú ľudí bývajúcich v bytových domoch, špeciálne v oblasti využívania fotovoltických systémov na pokrytie spotreby elektriny a tepla aj v samotných bytoch.

V prvej časti článku (TZB Haustechnik č. 4/2024) som poukázal na to, že technicky je možné využívať elektrinu z FV zdroja nielen na pokrytie potrieb spoločných priestorov, ale aj na zníženie spotreby elektriny zo siete v bytoch, dokonca aj na prípravu teplej vody či podporu vykurovania v kombinácii s tepelným čerpadlom.

TEXT A FOTO: prof. Ing. Peter Tauš, PhD. Ústav zemských zdrojov na Fakulte baníctva, ekológie, riadenia a geotechnológií TUKE v Košiciach; Energia budov, s. r. o.

Článok bol uverejnený v časopise TZB 5/2024