Wydajność fotowoltaiki a rodzaj dachu: dach spadzisty, płaski, dachówka i gont

Wydajność fotowoltaiki zależy przede wszystkim od tego, gdzie i jak leżą panele. Każdy dach jest inny: różni się kątem, kierunkiem i pokryciem. Poniżej pokazujemy, ile energii daje 1 kWp paneli na dachu spadzistym i płaskim w Poznaniu, policzone w unijnym narzędziu PVGIS, a potem omawiamy montaż na dachówce ceramicznej, blasze i goncie bitumicznym oraz dachy fotowoltaiczne.

Od czego zależy wydajność paneli na dachu

Na roczną produkcję z dachu wpływają cztery czynniki: kierunek połaci, kąt nachylenia, zacienienie i temperatura pracy paneli. Rodzaj pokrycia nie zmienia uzysku, ale decyduje o sposobie mocowania, kosztach i trwałości instalacji.

Panele słoneczne na dachu zamieniają światło w prąd stały, który falownik przetwarza na prąd przemienny dla domu i sieci. Im bardziej prostopadle światło pada na panel i im mniej cienia, tym więcej energii. Ciepło działa odwrotnie: nagrzany panel pracuje z mniejszą sprawnością, dlatego szczelina wentylacyjna pod modułami ma znaczenie.

Uzysk z 1 kWp w Poznaniu

Policzyliśmy uzysk w PVGIS 5.3, narzędziu Wspólnego Centrum Badawczego Komisji Europejskiej, dla Poznania, 1 kWp paneli i 14% strat systemowych. PVGIS korzysta z danych satelitarnych z lat 2005–2023 i uwzględnia ukształtowanie horyzontu.

Wnioski są praktyczne. Na typowym dachu spadzistym od południa kąt między 20° a 40° zmienia uzysk tylko o kilka procent, więc nie warto podnosić paneli konstrukcją. Dach wschód–zachód daje mniej energii z kilowata, ale rozkłada produkcję na ranek i popołudnie, co często lepiej pasuje do zużycia w domu. Północna połać daje około połowy uzysku południowej i rzadko się opłaca.

Wartości dotyczą dachu bez cienia. Komin, lukarna albo drzewo potrafią obniżyć produkcję bardziej niż niekorzystny kierunek, dlatego przed projektem robimy analizę zacienienia. Więcej o kierunkach piszemy w artykule o orientacji paneli fotowoltaicznych.

Panele na dach spadzisty

Dach spadzisty, dwuspadowy lub wielospadowy, to najczęstsze miejsce montażu fotowoltaiki dla domu. Panele montuje się równolegle do połaci na szynach przykręconych do krokwi lub łat.

Na dachu dwuspadowym z dużymi, prostymi połaciami łatwo ułożyć regularne rzędy modułów. Na wielospadowym trzeba uważać na zacienienie od lukarn, okien dachowych i koszy. Przy kilku połaciach o różnych kierunkach pomagają falowniki z kilkoma wejściami MPPT albo optymalizatory, bo każda grupa paneli pracuje wtedy niezależnie.

Panele fotowoltaiczne na dachówce ceramicznej

Montaż na dachówce ceramicznej wymaga najwięcej precyzji. Haki dachowe mocuje się do krokwi lub łat pod dachówką, a w miejscu przejścia haka dachówkę trzeba zwykle podszlifować, żeby nie pękła pod obciążeniem. Alternatywą są dachówki montażowe, które zastępują zwykłe w punktach mocowania.

Ceramika jest krucha, więc ekipa musi chodzić po dachu ostrożnie i wymieniać każdą pękniętą sztukę od razu. Warto mieć zapas dachówek z tej samej serii. Instalacja paneli fotowoltaicznych na dachu pokrytym dachówką ceramiczną trwa dłużej niż na blasze, ale dobrze wykonana nie osłabia szczelności pokrycia.

Blacha trapezowa, blachodachówka i blacha na rąbek

Na blasze trapezowej szyny mocuje się śrubami z uszczelką do wierzchołków fal, a na blachodachówce wkręty lub śruby dwugwintowe idą do konstrukcji dachu. Blacha na rąbek stojący pozwala na montaż klemami zaciskanymi na rąbku, bez przewiercania pokrycia.

Na wszystkich blachach liczy się materiał mocowań. Stosuje się aluminium i stal nierdzewną, dobrane do materiału pokrycia tak, by na styku różnych metali nie powstawała korozja galwaniczna.

Gont bitumiczny

Gont bitumiczny jest miękki i leży na pełnym deskowaniu. Mocowania przechodzą przez gont do deskowania i krokwi, a każde przejście trzeba uszczelnić. Uchwyty muszą rozkładać obciążenie, żeby nie miażdżyć pokrycia.

Przed montażem sprawdzamy stan deskowania. Jeśli płyty są zawilgocone lub zbyt cienkie, najpierw trzeba je naprawić, bo to na nich opiera się cała instalacja.

Panele na dach płaski

Na dachu płaskim panele ustawia się na konstrukcjach, które nadają im kąt i kierunek. Według PVGIS konstrukcja na południe pod kątem 10° daje w Poznaniu około 954 kWh z 1 kWp, a panele leżące płasko około 876 kWh.

Niski kąt jest kompromisem. Wyższe ustawienie daje więcej energii z jednego panelu, ale rzędy rzucają na siebie dłuższy cień i mocniej łapią wiatr, więc na tej samej powierzchni zmieści się mniej modułów. Na dużych dachach firmowych często stosuje się układ wschód–zachód pod niskim kątem, który mieści więcej paneli na metrze dachu.

Konstrukcję stabilizuje się balastem albo mocuje do dachu. Balast nie przebija membrany, ale obciąża konstrukcję, więc przed projektem trzeba sprawdzić nośność. Na dachach o małej nośności lepiej sprawdzają się lekkie systemy, a w skrajnych przypadkach folia fotowoltaiczna przyklejana bez konstrukcji.

Dachy fotowoltaiczne

Dach fotowoltaiczny to pokrycie, w którym elementy PV zastępują dachówkę lub blachę. Moduły są jednocześnie pokryciem i źródłem energii, więc dach wygląda jednolicie i nie ma na nim osobnych szyn.

Nowoczesne dachy fotowoltaiczne mają sens przy budowie domu lub wymianie całego pokrycia, bo wtedy płaci się raz za dach i instalację. Na dachu w dobrym stanie zwykle bardziej opłaca się klasyczna instalacja nadachowa. Szczegóły znajdziesz na stronie o dachach solarnych i w artykule BIPV: co to jest.

Kiedy dach trzeba przygotować

Instalacja fotowoltaiczna pracuje na dachu przez dekady, więc pokrycie powinno wytrzymać co najmniej tyle samo. Przed montażem warto rozważyć naprawę lub wymianę dachu, jeśli:

• pokrycie jest stare, popękane albo przecieka,
• deskowanie lub łaty są zawilgocone,
• konstrukcja ma małą nośność, na przykład na lekkich halach,
• dach ma nietypowy kształt i wymaga indywidualnej konstrukcji.

Demontaż i ponowny montaż paneli przy wymianie dachu kilka lat po instalacji to koszt, którego da się uniknąć dobrą kolejnością prac.

Czy rodzaj dachu wpływa na koszt montażu

Tak, choć zwykle mniej, niż się wydaje. Panele, falownik i zabezpieczenia kosztują tyle samo niezależnie od dachu, a różnice dotyczą konstrukcji montażowej i czasu pracy ekipy.

Najprostszy montaż jest zwykle na blasze na rąbek i na blasze trapezowej, gdzie mocowania idą szybko i bez ryzyka uszkodzenia pokrycia. Dachówka ceramiczna i gont wymagają więcej pracy przy każdym punkcie mocowania. Dach płaski oznacza dodatkowe konstrukcje i często analizę nośności, a dach wielospadowy więcej docinania rzędów i dodatkowe wejścia MPPT lub optymalizatory.

Na zwrot z inwestycji bardziej niż pokrycie wpływają kierunek dachu, cień i to, ile energii zużyjesz na miejscu. Dlatego porównujemy warianty dla konkretnego budynku, zamiast przyjmować jeden czas zwrotu dla wszystkich dachów.

Formalności przy montażu na dachu

Instalacja fotowoltaiczna o mocy do 150 kW nie wymaga pozwolenia na budowę ani zgłoszenia budowlanego. Powyżej 6,5 kW projekt uzgadnia się z rzeczoznawcą do spraw zabezpieczeń przeciwpożarowych, a po montażu zawiadamia straż pożarną (art. 29 ust. 4 pkt 3 lit. c Prawa budowlanego). Do sieci instalację przyłącza operator na podstawie zgłoszenia mikroinstalacji, jeśli jej moc nie przekracza mocy z warunków przyłączenia budynku (art. 7 ust. 8d4 Prawa energetycznego).

Wstępny uzysk dla swojego adresu policzysz w kalkulatorze fotowoltaiki. Ostateczny projekt warto oprzeć na oględzinach dachu, bo dopiero na miejscu widać cień, stan pokrycia i miejsce na falownik. W Sun Valley Energy od 2021 r. zrealizowaliśmy ponad 150 projektów na dachach różnego typu i przygotujemy wariant dopasowany do Twojego.