Fotovoltaická zařízení, solární panely na ohřev vody a technická zařízení související s rekuperací tepla mění pohled na ploché střechy. Výstavba střech směřuje jednoznačně k jejich maximálnímu využití. Při výrobě elektrické energie z fotovoltaických zařízení nevznikají žádné exhalace, jako je tomu u tepelných elektráren. Fotovoltaické elektrárny jsou v porovnání s dalšími typy elektráren včetně větrných tiché.

Povlaková krytina na ploché střeše by měla zajišťovat vodotěsnou funkci po dobu předpokládané životnosti technických solárních zařízení. Důraz na kvalitní hydroizolace a na jejich kvalitní montáž je v případě střech s fotovoltaickými elektrárnami zcela pochopitelný.

Stavební konstrukce střechy a budovy musí být odpovídajícím způsobem navržené a provedené i na zatížení od fotovoltaického zařízení a zatížení větrem.

Návrh a montáž fotovoltaických zařízení musí provádět odborníci s příslušnou kvalifikací. Podle zákona č. 406/2000 Sb. o hospodaření energií může instalaci fotovoltaického zařízení provádět pouze oprávněná osoba, která je držitelem živnostenského oprávnění v oboru montáž, opravy, revize a zkoušky elektrických zařízení. Další podmínky k návrhu a montáži fotovoltaických zařízení jsou například v zákonu 250/2021 Sb. a v nařízení vlády 194/2022 Sb.

Střecha s fotovoltaickým zařízením má mít takové parametry, aby ji bylo možné klasifikovat v požárně nebezpečném prostoru. Nejen střešní povlaková krytina, ale také celá skladba střechy by měla mít takové technické parametry a požární zkoušky, aby ji bylo možné klasifikovat do požárně nebezpečného prostoru, tedy BROOF(t3). Skladby nových střech u budov je možné odpovídajícím způsobem navrhnout a navrhované řešení doložit celou řadou požárních zkoušek, ale u stávajících střech je to s ohledem na obrovské množství různých variant skladeb střech o poznání těžší. 

Jednou z možností, jak docílit klasifikace střechy BROOF(t3), je na povrch ploché střechy položit zatěžovací vrstvu z kameniva, štěrku o tloušťce nejméně 50 mm nebo o hmotnosti ≥ 80 kg/m² (minimální velikost zrn 4 mm a maximální 32 mm), viz ČSN EN 13501-5+A1, Tab. A.10.

U stávajících budov je jednou z možností, jak provést skladbu střechy BROOF(t3), položit nejprve vrstvu tepelné izolace z minerálních vláken o minimální tloušťce 40 mm a další vrstvy izolací nového střešního pláště vybudovat na základě podmínek stanovených v protokolech a rozšířených aplikacích podle příslušných požárních zkoušek. Před plánováním fotovoltaického zařízení je pochopitelně potřeba provést průzkum stávajícího stavu střechy.

Pokud na polovodičové materiály fotovoltaických panelů dopadá sluneční záření, tak dochází k jeho přeměně na stejnosměrný elektrický proud. Výkon fotovoltaických zařízení se v průběhu roku i dnů mění. V nočních hodinách solární zařízení elektrickou energii prakticky nevyrábí.

I připojení fotovoltaické elektrárny na veřejnou elektrickou síť má určité požadavky na regulaci dodávané elektrické energie z takových zařízení. „Regulovat“ je potřeba jejich výkon a napětí, aby nedošlo k přetížení elektrické sítě a nevzniknul výpadek dodávek elektrické energie z důvodů selhání přenosové soustavy.

Například u obytných budov je zpravidla nutné k fotovoltaickému zařízení na střeše pořídit baterie, které dokážou elektrickou energii, jež se okamžitě nespotřebuje, uchovat do doby, kdy je možné a potřebné ji využít. Fotovoltaické zařízení je také možné kombinovat se solárními kolektory pro ohřev vody nebo s akumulační nádrží anebo s výměníky pro ohřev vody.

Fotovoltaické panely mohou být mechanicky přimontované k pomocné konstrukci, která je přikotvená k nosné konstrukci střechy (obr. 1), nebo mohou být přimontované k těžkým volně položeným betonovým konstrukcím (obr. 3). V případě střechy s fóliovou krytinou mohou být pro připevnění pomocných konstrukcí také využity speciální plastové držáky, které se pomocí horkovzdušného agregátu svaří s fóliovou hydroizolací (obr. 4).

Ploché střechy obytných budov se zpravidla budují zateplené pěnovým polystyrenem nebo minerálně vláknitou izolací. Minerálně vláknité tepelné izolace jsou vysoce požárně odolné, ovšem v porovnání s pěnovým polystyrenem mají obvykle nižší pevnost v tlaku. Pěnový polystyren není zdaleka tak požárně odolný, ale ve skladbách plochých střech se už více let používá tzv. samozhášivý polystyren.

Na plochých střechách je ovšem potřeba provádět kontrolu a údržbu. Především je důležité odstraňování nečistot na povrchu střechy v okolí vpustí a žlabů a někdy i provádění odstraňování náletových rostlin z povrchu střechy. Pravidelnou údržbu vyžadují různá technická zařízení umístěná na střeše, což jsou nejen fotovoltaické elektrárny, ale také například telekomunikační zařízení.

Převažující většina tepelných izolací z minerálních vláken, určených pro použití pro ploché střechy, má v porovnání s pěnovým polystyrenem EPS 150 nižší pevnost v tlaku. Pevnost v tlaku minerálních tepelných izolací 100 kPa patří v praxi spíše mezi ojedinělé případy. Minerálně vláknité izolace se ve skladbách plochých střech častěji používají o pevnosti v tlaku 70 až 80 kPa, eventuálně až 90 kPa.

Na plochých střechách s fóliovou krytinou je možné vytvořit trasy z pochozích pruhů, které chrání  hydroizolaci proti mechanickému poškození. Současně mají příznivý vliv na tuhost skladby střešního pláště (obr. 5).

Příklady skladeb střech s fotovoltaickým zařízením s klasifikací BROOF(t3):

Varianta 1

• Sikaplan VG-15, PVC fólie o tloušťce 1,5 mm
• Skelná rohož min. 120 g/m²
• EPS 150, desky pěnového polystyrenu ve spádu 3 %
• EPS 150–240 mm, desky pěnového polystyrenu
• Sklodek 40 standard mineral, modifikovaný asfaltový pás
• ALP penetrační nátěr na železobetonové podkladní konstrukci

Varianta 2

• Sarnafil TS77-15E, TPO fólie o tloušťce 1,5 mm
• MW desky z minerálních vláken pro ploché střechy ve spádu 3 %
• MW - 240 mm, desky z minerálních vláken pro ploché střechy
• Sklodek 40 standard mineral, modifikovaný asfaltový pás
• ALP penetrační nátěr na železobetonové podkladní konstrukci

Varianta 3

• PARAELAST ANTIFIRE GS40, modifikovaný asfaltový pás
• PARAELAST FIX G30, samolepicí asfaltový pás
• EPS 150, desky pěnového polystyrenu ve spádu 3 %
• EPS 150–240 mm, desky pěnového polystyrenu
• Sklodek 40 standard mineral, modifikovaný asfaltový pás
• ALP penetrační nátěr na železobetonové podkladní konstrukci

Obr. 4 – Přikotvení fotovoltaických panelů k PVC fólii pomocí systému SolarMount

U plochých střech, kde není povlaková krytina zakrytá vrstvou kameniva, je optimální použít vrchní krytinu s bílým povrchem, tedy s co nejvyšší odrazivostí. Vysoká odrazivost povrchu střechy má příznivý vliv na výkon fotovoltaických zařízení.

Stavebnictví