Dach solarny – pokrycia dachowe z fotowoltaiką

Dachy solarne – integracja pokrycia z technologią fotowoltaiczną

Dachy solarne pełnią podwójną funkcję – są jednocześnie pokryciem dachowym i systemem generującym energię elektryczną. To fotowoltaika wkomponowana w strukturę budynku. Taka integracja OZE z budynkami przynosi korzyści nie tylko energetyczne, ale i estetyczne.

Skoro jest to system wkomponowany w budynek, to powinien być uwzględniony już na etapie projektu i zainstalowany podczas budowy domu. W obiektach istniejących montaż dachów solarnych nie jest opłacalny, ponieważ wiązałby się z koniecznością usunięcia istniejącego pokrycia, a nawet wprowadzenia zmian konstrukcyjnych. Z kolei w przypadku zaplanowanej wymiany dachu jest jak najbardziej dobrym wyborem, szczególnie że jest lżejszy niż klasyczne pokrycie i panele PV na nim. Dachy solarne montuje się na dachach skośnych. Na ogół nie wymagają przygotowania specjalnej więźby dachowej czy montażu dodatkowej konstrukcji.

Systemowe rozwiązania dachów solarnych

Dachy solarne to kompleksowy system pokrycia dachowego najczęściej złożony ze specjalnych modułów PV (rzadziej dachówek fotowoltaicznych). Moduły solarne, zwane też panelami fotowoltaicznymi, mogą stanowić samodzielne pokrycie dachu lub być jego częścią. Ułożenie ich na całym dachu daje efekt niemal jednolitej powierzchni, podzielonej na duże prostokąty. Na każdym solarnym dachu część modułów jest aktywna – produkuje energię elektryczną, a część pasywna – stanowi tylko pokrycie dachowe wokół elementów aktywnych.

Producenci dachów solarnych oferują kompletne systemy do wykonania pokrycia dachowego. Przykładowo, zamawiając dach solarny MyRoof, otrzymuje się kompletny system: aluminiową konstrukcję wsporczą – eliminując tym samym drewno z podkonstrukcji, moduły solarne 370 W, optymalizatory i inwerter, systemową membranę dachową, a także część nieaktywną, czyli pokrycie z kompozytu aluminiowego, blachy na rąbek lub szkła hartowanego oraz prefabrykowane obróbki dekarskie. Moduły mogą też być wkomponowane np. w ceramiczne czy cementowe dachówki. Można wybrać klasyczne dachówki, które będą tworzyły solidny duet z modułami PV.

Ciekawym rozwiązaniem jest stalowy dach fotowoltaiczny SOLROOF. W skład systemu wchodzą zintegrowane panele fotowoltaiczne FIT VOLT, modułowe panele dachowe FIT, optymalizatory oraz elementy systemu SolarEdge. Co ważne, panele montuje się na rąbek zatrzaskowy typu „klik”, czyli w technologii znanej już dekarzom. Dla użytkowników istotną zaletą jest to, że nawet gdyby została uszkodzona część monokrystaliczna, to pod nią jest część stalowa, która chroni szczelność dachu.

Są też producenci dachówek, jak firma CREATON, którzy oferują specjalne systemy do krycia dachów, składające się z tradycyjnych dachówek i modułów PV. Dachówki klasyczne i elementy solarne są do siebie dobrze dopasowane, dzięki czemu można uzyskać efekt spójnego wzorniczo dachu. Moduły mogą być nie tylko czarne czy grafitowe, lecz także niebieskie, czerwone czy zielone.

Zalety dachów solarnych

• Estetyka – dach solarny wygląda nowocześnie i spójnie. Tradycyjne panele PV mogą zepsuć wygląd domu, zakrywając duże powierzchnie pięknych dachówek.
• Oszczędności na materiałach budowlanych – dach solarny zastępuje tradycyjne pokrycie dachowe, nie ma więc podwójnego kosztu: pokrycia dachowego i oddzielnie paneli fotowoltaicznych.
• Odporność na warunki atmosferyczne – panele fotowoltaiczne są odporne na uszkodzenia, które może spowodować śnieg, grad czy silny wiatr. Niektórzy producenci integrują panele fotowoltaiczne ze stalą, co jeszcze bardziej je wzmacnia.
• Mniejsze obciążenie konstrukcji dachu – metr kwadratowy zintegrowanego dachu solarnego waży około 14- 18 kg. Z kolei metr kwadratowy dachówki ceramicznej od 40 do nawet 75 kg. Po dodaniu ciężaru tradycyjnego panelu fotowoltaicznego, czyli ok. 10-18 kg na m², różnica jest znacząca

Ograniczenia dachów solarnych

• Wysoka cena – koszt realizacji dachu solarnego jest zwykle wyższy niż samych tradycyjnych paneli fotowoltaicznych, które są montowane na gotowym pokryciu dachu.
• Mniejsza efektywność – ze względu na mniejsze rozmiary modułów solarnych oraz potrzebę integracji z pokryciem dachowym ilość energii generowanej przez dachówki może być niższa niż tej wytwarzanej przez standardowe panele PV. Przeciętna moc 1 m2 modułów solarnych wynosi ok. 100 Wp (watopików), aczkolwiek bywa i większa – 200 Wp, czy taka, jak tradycyjnej fotowoltaiki nadachowej.
• Trudności z naprawą – wymiana lub naprawa uszkodzonej modułu solarnego może być bardziej skomplikowana niż w przypadku tradycyjnych paneli. Wymaga demontażu części dachu, a to dodatkowe koszty. Zależy to jednak od systemu.
• Określony kąt nachylenia dachu – rozwiązanie to najlepiej stosować na dachach o nachyleniu ok. 15-45 stopni.

Wydajność dachów solarnych

Czy dachy solarne są równie wydajne jak tradycyjne panel fotowoltaiczne? Spytaliśmy o to przedstawicieli firm, które mają w swojej ofercie właśnie taki produkt.

W dachach solarnych SunRoof są wykorzystywane bezramkowe moduły typu glass-glass w wersji full black, o mocy 400 W. To bardzo wysoka wydajność – podkreśla ekspert z firmy SunRoof. – Zastosowanie technologii DualGlass NoFrame (sprasowanie dwóch warstw szkła bez użycia ramki „spinającej”) zwiększa trwałość i eliminuje ryzyko rozszczelnienia. Dzięki temu moduły mają wyższą wydajność i dłuższą żywotność w porównaniu ze standardowymi panelami fotowoltaicznymi. SunRoof daje 30-letnią gwarancję na wydajność liniową min. 84,95%.

Efektywność modułów firmy CREATON przedstawia doradca ds. systemów fotowoltaicznych: Panele fotowoltaiczne mają najczęściej kilkunastoletnią gwarancję produktową i gwarancję liniowej wydajności na 25-30 lat, mówiącej średnio o 86% (po 25 latach użytkowania). W przypadku modułów fotowoltaicznych firmy Meyer Burger full black, jakie oferujemy, jest to 92% nominalnej wydajności po 25 latach pracy! Z kolei nasze kolorowe moduły mają moc nawet do 390 Wp, czyli porównywalną z mocą tradycyjnych paneli PV. Mimo, że są to kolorowe moduły, to udało się zachować wydajność na standardowym poziomie ok. 86% po 25 latach. Natomiast tutaj decydująca jest możliwość uzyskania doskonałego efektu wizualnego, np. czerwonych modułów na czerwonym dachu.

Z kolei ekspert firmy SOLROOF zwraca uwagę na wydajność paneli FIT VOLT z technologią HALF CUT: Technologia HALF CUT polega na przecięciu ogniwa na pół, co zwiększa efektywność paneli. Ogniwa są zintegrowane z pokryciem. Wydajność zależy m.in. od zachmurzenia, opadów śniegu, przejrzystości powietrza, temperatury, zacienienia, zapylenia. System zabezpieczyliśmy w specjalne optymalizatory SolarEdge, które zwiększają wydajność fotowoltaiki.

W przypadku dachów solarnych MyRoof wydajność liniowa wynosi 87%, czyli po 30 latach moduł solarny ma 87% oryginalnej mocy.

Koszty instalacji dachu solarnego

Oszacowanie kosztów wykonania dachu solarnego nie jest proste – to przecież nie tylko samo pokrycie, ale i system instalacji. Poniżej prezentujemy kalkulacje przygotowane przez różne firmy.

Poniższe szacunki opierają się na porównaniu kosztów dachu solarnego SunRoof oraz tradycyjnego pokrycia blachodachówką w połączeniu z panelami fotowoltaicznymi. Kalkulacja jest przygotowana dla rozwiązania najczęściej wybieranego przez inwestorów, czyli dachu solarnego 150 m² o mocy 10 kWp.

Przykładową kalkulację kosztów wykonania dachu w systemie MyRoof przygotowano dla projektu domu jednorodzinnego Helios Max OZE (proj. Archeton). Powierzchnia dachu: 211 m², w tym powierzchnia aktywna paneli: 59,52 m² . Moc systemu MyRoof – 11,84 kWp. Szacunkowy uzysk energii w skali roku to 11,84 MWh (gwarancja 87% wydajności liniowej po 30 latach).

Szacunkowa cena za dach solarny MyRoof, włącznie z wykonaniem części nieaktywnej z kompozytu aluminiowego wraz z obróbkami dekarskimi:

• część nieaktywna: 34 799 zł netto;
• część aktywna: 64 907 zł netto;
• montaż dachu 211 m²: 33 760 zł netto;
• suma: 133 466 zł netto, 144 143 zł z VAT 8%.

fot. Archeton (proj. Helios Max OZE)SOLROOF pokazuje przykładową wycenę w następujący sposób. Na dachu dwuspadowym o całkowitej powierzchni 130 m² jest część paneli nieaktywnych FIT i część aktywnych FIT VOLT. Powierzchnia aktywna dachu wynosi 42 m². Biorąc do wyliczeń moc instalacji 7 kWp, koszt dachu wynosi 76 878 zł netto. Cena obejmuje panele aktywne i nieaktywne, obróbki blacharskie, okablowanie, inwerter i optymalizatory (nie obejmuje montażu dachu).

Specjalista z firmy CREATON, mówiąc o kosztach, zwraca uwagę też na inne aspekty: W przypadku dachu dwuspadowego o powierzchni 200 m² podstawowy koszt instalacji fotowoltaicznej na jednej połaci, dla mocy około 10 kW, to około 43 000 zł. Pamiętajmy, że nie ponosi się kosztu kładzenia dachówek na powierzchni, którą pokrywają elementy solarne. To duża przewaga nad tradycyjnymi panelami fotowoltaicznymi. Koszt zależy też od jakości zastosowanych modułów fotowoltaicznych. Najtańsze potrafią obniżyć koszt instalacji o 5000 zł. Jest też dylemat: falownik stringowy (łańcuchowy) czy mikrofalowniki. Zastosowanie mikrofalowników daje możliwość uzyskania większej mocy na dachu (lepsze upakowanie modułów nawet przy częściowym zacienianiu np. przez komin), ale są droższe nawet o kilkanaście tysięcy zł.

Niebagatelny jest również koszt magazynu energii. Wprawdzie dofinansowanie w ramach programu „Mój prąd 6.0” wynosi nawet 50% kosztów, to jednak cena takiego magazynu waha się między 10 000 a 40 000 zł.

Co z konserwacją?

Dachy solarne są bezobsługowe. Jak podkreśla doradca techniczny z CREATON, instalacja fotowoltaiczna z punktu widzenia przepisów jest instalacją elektryczną. Dobrze zamontowana, wymaga tylko zwykłego przeglądu co 5 lat. Na dachach skośnych moduły przeważnie oczyszcza deszcz. Jeżeli jednak dojdzie do mocnego zabrudzenia powierzchni, to można ją umyć samą wodą lub z dodatkiem delikatnego detergentu albo zaprosić firmę zajmującą się tym profesjonalnie. A co, gdy doszło do uszkodzenia elementu solarnego? Ekspert z firmy SOLROOF wyjaśnia: W razie uszkodzenia dachu wymiana paneli jest łatwa. Na przykład panele FIT VOLT są łączone na zamek zatrzaskowy typu „klik”, więc wystarczy zdemontować panel nad tym uszkodzonym, by go wymienić. Warto wiedzieć, że nawet uszkodzony panel nie powoduje utraty szczelności dachu, ponieważ jego bazę stanowi stal.

Dachy solarne a tradycyjne panele PV – porównanie

Porównanie dachów solarnych z tradycyjnymi panelami fotowoltaicznymi pozwala lepiej zrozumieć różnice i wybrać odpowiednie rozwiązanie.

• Montaż – tradycyjne panele mocuje się na istniejącym pokryciu dachowym, tworząc drugą warstwę na dachu. Moduły lub dachówki solarne zastępują pokrycie dachowe. Instalacja tradycyjnych paneli PV na gotowym dachu jest prostsza i mniej czasochłonna niż dachów solarnych.
• Estetyka – panele fotowoltaiczne mogą psuć wygląd budynku. Dachówki i moduły fotowoltaiczne natomiast „wtapiają się” w resztę dachu, sprawiając, że całość wygląda spójnie.
• Koszty – zakup samych nadachowych paneli fotowoltaicznych jest tańszy w porównaniu z dachami solarnymi.
• Wydajność – panele PV są zazwyczaj bardziej efektywne niż dachy solarne. Ich większa powierzchnia i lepsza możliwość optymalizacji kąta nachylenia, pozwalają generować więcej energii z tego samego obszaru.
• Konserwacja – dachy solarne są trudniejsze do naprawy niż panele PV.

Dachy solarne to nowoczesne rozwiązanie pozwalające na efektywne łączenie funkcji pokrycia dachowego i OZE. Ich trwałość ocenia się na kilkadziesiąt lat (gwarancja na 25-30 lat). Idea BIPV (Building Integrated Photovoltaics) przynosi ciekawe rozwiązania. Nie jest to tylko integracja dachów z fotowoltaiką, ale też fasad czy szyb fotowoltaicznych. To przyszłość w budownictwie.