Покривното озеленяване и фотоволтаична техника - заедно!

В последните години, с развитието на технологиите за добив на енергия от възобновяеми източници, се наблюдава засилен интерес към изграждане на фотоволтаични инсталации върху покривите.
15.08.2012
арх. Румен Грънчаров
56
Покривно озеленяване, озеленен покрив, Фотоволтаични елемен, фотоволтаика, зелен покрив
Сн.1- Жилищна сграда
Източник: www.baulinks.de

Покривното озеленяване в съвременното си технологично проявление има вече над 50 годишна история и се приема за утвърдена строителна практика. Появили се в Германия на основата на традицията от втората половина на ХІХ век- положена от нововъведенията на Самуел Хойзлер, Едуард Рюбер и Карл Рабиц - озеленените покриви намират все по- широко приложение. 

Екологичното значение на покривното озеленяване отдавна е осъзнат факт, поради което то е обект на стимулиране от страна на държавата и общините. Чисто икономическите ползи за собствениците и ползвателите на сградите- оптимизиране на разходите за отопление и охлаждане, удължаване на живота на хидроизолацията са допълнителен мотивиращ фактор.

В последните години, с развитието на технологиите за добив на енергия от възобновяеми източници, се наблюдава засилен интерес към изграждане на фотоволтаични инсталации върху покривите както на широкоплощни производствени, складови и търговски сгради, така и на жилищни. По данни на Bundesnetzagentur (държавния регулаторен орган в Германия) само в периода от януари до април 2012 година към енергийната система са присъединени 73756 инсталации с обща мощност 2328 MW, което очертава тенденция към увеличаване на дела на малките централи, собственост на домакинствата. Разбира се, роля за това има и адекватната нормативна уредба.

Корените на своеобразната конкуренция за инсталиране върху покрива на озеленяване или фотоволтаични модули са на първо място в необходимостта от разполагане на допълнителен товар [1]. Това важи преди всичко за съществуващите сгради, но не е без значение и при новоизгражданите- особено с олекотена конструкция. Традиционното решение за противодействие на ветровия напор спрямо фотоволтаичните модули е тяхното затежаване с бетонни блокове. Механичното им фиксиране към покрива е отдавна изоставена техника, доколкото обработките на перфорираната хидроизолация са изключително трудни и не гарантирани. На второ място, и покривното озеленяване, и фотоволтаичната инсталация са толкова по- ефективни, колкото е по- голяма площта, заета от тях. Последното се отнася в особено голяма степен за ограничените размери на покрива на една жилищна сграда- снимки 1, 1а.

Отдавна осъзнат проблем при фотоволтаичните системи е намаляването на тяхната продуктивност вследствие на загряването им при работа. Номиналният енергиен дебит от един фотоволтаичен модул при температура 25ºС е около 200W. Тази производителност обаче намалява с повишаването на температурата- приблизително с 0,5% за един градус. Това означава, че при температура на фотоволтаичния модул от 65ºС електрическият добив е около 160W [2]. Един от иновационните методи за неутрализирането на този ефект е чрез интегрирането на системи за добив на топла вода, чрез които се постига охлаждането на фотоволтаичните панели.

От около десет години фирмите Zinco и Optigrün лансират на пазара системи за съвместна инсталация на покривно озеленяване и фотоволтаични системи. В Zinco е експериментирано поведението на фотоволтаични модули, монтирани директно върху битумна хидроизолация и такива върху екстензивно покривно озеленяване [3]- снимка 2.
На снимка 3 са показани графиките на изменението на температурата на фотоволтаичните панели в рамките на едно денонощие по отношение на температурата на въздуха. С червена линия е показана въздушната температура, с черна и сива- температурите на панелите съответно с нисък и висок монтаж върху хидроизолацията, със зелена- тази на панел върху озеленяване. Видимо е, че разположени върху озеленяване, панелите поддържат температура, практически равна на въздушната, докато върху хидроизолацията показват значителни отклонения от нея.
На снимка 4 е илюстрирана годишната температурна картина при работа на фотовлтаичните модули.

Охлаждащият ефект на покривното озеленяване се дължи на акумулирането на определено водно количество в него и процесите на изпарение от зелената маса и по този начин се оптимизира работата на фотоволтаичните модули.

Чрез интегрирането с покривно озеленяване се решава и друг проблем на традиционното разполагане на фотоволтаичните инсталации- при затежаването им с бетонни блокове хидроизолацията се натоварва точково, което по принцип затруднява естествените й дилатации, като е възможно и да възникнат критични напрежения в нея- и като резултат- да се съкрати живота й. При наличие на покривно озеленяване то поема функцията на затежаващ елемент. За целта чрез субстрата се осигурява товар от 100- 150 кг/м2. Товарът от самите фотоволтаични панели се разпределя на голяма площ чрез опорните конструкции.

Патентованата система на Zinco- Solarbasis се състои от профилирана плоча от ABS (акрилнитрил- бутадиен- стирол) с размери 100/200 см, височина 43 мм и опорни стойки от алуминий, осигуряващи наклон на панелите 25º, 30º или 45º - снимка 5

Системата Sun Root на  Optigrün, също патентована, е конструирана като общ елемент за основа и стойка от HDPE с размери 230/132 см. Елементите от един ред са обединени от монтажни рейки за фотоволтаичните панели - снимка 6.

Съществен вегетационно- технически въпрос при покривното озеленяване под фотоволтаични елементи е от една страна липсата на пряко напояване от дъждовен валеж под панелите, а от друга- концентрацията на стичаща се вода от ниския им край. За осигуряването на равномерен и балансиран воден режим се предвижда включването на специален водопроводящ слой, чрез който водата се транспортира от преовлажнените към по-сухите зони [8]- снимка 7.

Последователността на операциите при изпълнение на фотоволтаична инсталация, интегрирана с покривно озеленяване е показана на снимка 8 -  Solarbasis и снимка 9 -  Sun Root

Литература:
1. Schenk, D.: Dachbegrünung und Photovoltaik-  Jahrbuch der Bauwerksbegrünung 2011- Stuttgart, Kuberski GmbH Verlag
2. Ansel, W.: Sonnige Aussichten: Ökostrom vom grünen Dach- Neue Landschaft 5/2007, s. 55-57. 
3. Zebe, H-Chr.: Dachbegrünung und Photovoltaik in kongenialer Partnerschaft, http://www.baulinks.de4. Wölfl, K.: Dachbegrünung erhöht Erträge der Photovoltaik, http://www.solaranlagen-portal.de5. Fachvereinigung Bauwerksbegrünung e.V. (FBB): Kombinationslösungen-Dachbegrünung  - Photovoltaik – Brauchwassernutzung
6. Brenneisen, S.: Naturschutz auf Dachbegrünungen in Verbindung mit Solaranlagen, http://www.stadtgaertnerei.bs.ch7. ZinCo GmbH: Solarenergie und Dachbegrünung, Planungshilfe, 2012
8. Optigrün AG: Planungsunterlage  Dachbegrünung, 2012

АРГО СТУДИО ООД
1619 София,
ул. Любляна 63. ап..10
тел../факс: 02/8576590
мобилен: 0888354074
e-mail: rumen@argobg.com

Автор: арх. Румен Грънчаров
Закони Нормативна база Коментари