Fotovoltaika na fasádě či plotě: Jsou vertikální solární panely skutečně výhodné?

I když solární panely vidíme – obzvlášť v rezidenčním sektoru – nejčastěji na střechách domů, stále častěji se můžeme setkat také s vertikálními solárními panely. Jaké má toto řešení přínos, kdy se vyplatí a kdy přinese spíš komplikace?

Vertikální solární panely nejsou žádný speciální typ fotovoltaiky – jsou to panely umístěné svisle, pod úhlem 90° vůči horizontu. Ať už upevněné na fasádu domu, na samostatnou konstrukci (např. agrovoltaika) nebo třeba ve formě solárního plotu.

Do budoucna přibudou i další možnosti v podobě solárních obkladů nebo dalších materiálů či nátěrů, které umožní přeměnu slunečního záření na elektrickou energii i na jiných typech vertikálních ploch.

Proč vůbec o vertikálních solárních panelech uvažovat?

Nejčastěji v případech, kdy instalace na střechu není z nějakého důvodu možná, nebo také jako doplněk klasické střešní fotovoltaiky. Vhodná je i na jinak nevyužité plochy, jako mohou být třeba ploty, protihlukové stěny, pergoly nebo různé svislé konstrukce na zahradě (dělicí stěny, zástěny, větrolamy apod.).

A zřejmě vůbec největší smysl dávají vertikální solární panely v agrovoltaice – tedy tam, kde se propojuje zemědělská výroba s výrobou solární energie. Svislá instalace fotovoltaiky na konstrukce s dostatečně velkými rozestupy umožňuje obdělávání půdy i průjezd zemědělské techniky.

Proto se mohou instalovat i na ornou půdu, kde se pěstují plodiny s vysokou pracností. Zároveň nezpůsobují dlouhodobé plošné zastínění rostlin a nehrozí u nich přetěžování nánosy sněhu.

Právě u samostatně stojících vertikálních konstrukcí, jako je tomu například v agrovoltaice, se často využívají bifaciální solární panely, které dokážou vyrábět elektřinu z obou stran a využívat i odražené sluneční paprsky (například od dlažby nebo v zimě od sněhu).

Výhody svisle umístěných solárních panelů

• Umožňují výrobu solární energie i tam, kde není k dispozici vhodná střecha. To může být například, když je střecha: moc malá, příliš členitá, nemá dostatečnou nosnost, nemá vhodnou orientaci nebo bývá trvale zastíněna.
• Dokáží efektivněji vyrábět energii v zimním období, kdy je slunce nízko nad obzorem.
• Při kombinaci s nakloněnými panely (cca 30–45°) má celý systém menší výkyvy výroby. Šikmé nebo vodorovné panely totiž produkují nejvíce solární energie kolem poledne, zatímco vertikální solární panely ráno a večer (při orientaci na východ a západ).
• Nedrží se na nich sníh ani na nich tolik neulpívají nečistoty, mají tedy podstatně nižší nároky na údržbu.
• Pokud jsou to bifaciální (oboustranné) panely, dokáží zužitkovat i odražené sluneční paprsky.
• Při instalaci na pozemku zaberou méně místa než panely umístěné ve sklonu.

Samostatné využití pro rodinný dům není ideální

Vertikální solární panely bezpochyby mají své využití, nemůžete však očekávat, že vám zajistí energetickou soběstačnost, když si s nimi obložíte dům nebo plot. Tento typ instalace má navíc i svá úskalí.

• V našich podmínkách nižší celková roční výroba energie oproti běžným instalacím (často o 20–30 %).
• V husté zástavbě často větší stínění panelů. Proto vyžadují skutečně kvalitní návrh, aby mohl být výkon fotovoltaiky co nejvyšší.
• Panely instalované nízko nad zemí mohou být náchylnější na poškození (i např. vandalismem) nebo znečištění (bláto, pyl apod.).
• U samostatně stojících konstrukcí je nutné počítat s vyšším zatížením větrem a tomu přizpůsobit statický návrh i kotvení.
• Instalace solárních panelů na fasádu je náročnější i riskantnější. Zejména pokud se umisťují na stávající stavbu. Nedostatečně dimenzované nebo nesprávně provedené kotvení může narušit zateplovací systém, způsobit vznik tepelných mostů nebo zatékání.
• Pokud budou panely na fasádě umístěné ve vyšší výšce, bude náročnější i samotná montáž a budoucí údržba (většinou je nutná vysokozdvižná plošina).

Kde budou dávat smysl?

Jednoznačně v agrovoltaice, v rámci komunitní energetiky na nevyužitých plochách, jako jsou například dostatečně velké protihlukové stěny nebo třeba fasády bytových domů, veřejných budov či komerčních objektů.

Jestliže však hovoříme o použití pro rodinné domy, určitě bude lepší v první řadě uvažovat o střešní fotovoltaice. Pokud ta není z nějakého důvodu možná, mohou být druhou volbou i vertikální solární panely.

Pokud jde o maximální roční výrobu z jediné vertikální plochy, bývá nejvýhodnější jižní orientace. Pro lepší pokrytí ranní a večerní spotřeby však bývá vhodnější kombinace východní a západní strany. Pro stejný výkon však budete nejspíš muset pokrýt výrazně větší plochu, než jakou by panely zabraly na střeše.

Největší přínos mají vertikální panely v rodinných domech, kdy se zkombinují se střešní fotovoltaikou. Při instalaci na východní a západní stranu mohou pomoci zajistit co nejstabilnější výrobu energie v průběhu celého dne.

Předpokladem je však správně navržený systém a precizní instalace, aby nedošlo k narušení obvodového pláště budovy. Proto je nejlepší, když se s fotovoltaickými panely na fasádu počítá už v návrhu domu. U starších staveb může být taková montáž riskantnější. V takovém případě může být výhodnější instalace na samostatné konstrukce na pozemku (vč. např. solárního plotu). Pak ale zase budou potřeba delší kabelové trasy, které znamenají i mírné energetické ztráty.

Závěrečné shrnutí

Vertikální solární panely nejsou náhradou klasické střešní fotovoltaiky, ale mohou být jejím doplňkem nebo alternativou tam, kde standardní řešení není možné.

U rodinných domů samy o sobě zpravidla nezajistí dostatečný výkon, v kombinaci se střešní instalací však pomohou s rovnoměrnější produkcí během dne. Klíčové je vždy individuální posouzení orientace, stínění, statiky a technického řešení montáže, aby nakonec nenadělaly víc škody než užitku.

A samozřejmě platí, že nedává smysl „nacpat“ solární panely na každou volnou plochu. Dimenzování by mělo odpovídat energetickým nárokům daného domu a také zdravému rozumu. Dům by měl i nadále vypadat jako dům a ne jako křemíková pevnost.

Zdroje:
IEA-pvps.org
ISE.fraunhofer.de
PVwatts.nlr.gov