Vertikální solární panely se osvědčují jako nové řešení pro severní regiony

Norský národní fotbalový stadion se může pochlubit 1 242 solárními panely rozprostřenými po celé střeše.

Nejedná se o tradiční ploché střešní panely. Miniaturní čtvercové solární panely mají dvě klíčové vlastnosti, které je odlišují od těch, které se obvykle používají na budovách: jsou oboustranné, což znamená, že mají dvě aktivní strany, a jsou instalovány vertikálně.

V červnu 2024 se stadion Ullevaal v Oslu stal domovem největší vertikální instalace solárních panelů na střeše na světě, čímž se stadion dostal do čela inovací v oblasti obnovitelných zdrojů energie.

Na první pohled vypadají panely křehce a člověk by se mohl bát na ně šlápnout, ale jsou neuvěřitelně účinné při výrobě solární energie.

Stadion Ullevaal má ambiciózní cíl vyrábět ročně alespoň 250 000 kilowatthodin (kWh) elektřiny, což je přibližně energie potřebná k napájení 71 domácností po celý rok.

Tyto oboustranné vertikální solární moduly jsou jediným řešením, které je schopné těchto hodnot dosáhnout, zejména v chladnějších a méně slunných oblastech. Pokud bude tento cíl splněn, stadion rozšíří instalaci i na další strany střechy.

Jaký je rozdíl mezi vertikálními a horizontálními solárními panely?
Může se zdát nelogické, že solární panely nejsou nakloněny přímo ke slunci, protože instalace jsou obvykle natočeny tak, aby byly v souladu se zeměpisnou šířkou, ve které se budovy nacházejí. Nedávné studie však ukazují, že oboustranné vertikální fotovoltaické (PV) panely mohou překonat tradiční modely z hlediska výroby energie.

Vědci z nizozemské výzkumné organizace TNO zkoumali, proč tomu tak je. Není to proto, že oboustranné solární panely mají dvě identické, ale opačné strany, ale proto, že tradiční nakloněné PV panely mají tendenci se při příliš silném slunečním záření přehřívat.

„Nižší provozní teploty odpovídají vyššímu výkonu,„ vysvětluje Bas van Aken, vědec z TNO.

„Fotovoltaické panely ztrácejí přibližně 1 % výkonu za každé 2 až 3 stupně Celsia, o které se zahřejí. Nakloněné střešní fotovoltaické systémy se mohou snadno zahřát až o 50 stupňů, zatímco fotovoltaické systémy na volném poli dosahují teplot o 25 až 30 stupňů vyšších než okolní vzduch,“ dodává.

Vertikální solární panely mohou vyprodukovat až o 20 % více energie, což je činí cennými v klimatických podmínkách s drsnými a tmavými zimami, kde je maximální výroba energie během kratších dnů zásadní.

Na stadionu Ullevaal jsou panely orientovány přímo na slunce, přičemž fotovoltaický systém je nasměrován severojižně, aby zachycoval světlo během odpoledních špiček. „Tuto orientaci jsme zvolili, protože chceme v zimě, kdy jsou ceny elektřiny vyšší, vyrábět více energie,“ říká Lise Kristin Sunsby, realitní manažerka stadionu.

Stadion využívá vertikální panely vyvinuté norským start-upem Over Easy Solar, který svůj vynález nejprve otestoval na jiných budovách v Norsku, než získal zakázku na pokrytí střechy fotbalového stadionu.

Trygve Mongstad, generální ředitel společnosti Over Easy Solar, dříve pracoval jako instalátor solárních panelů a uvědomil si, že tradiční fotovoltaické panely lze na střechách instalovat obtížně, protože jsou těžké a jejich instalace je časově náročná. S jeho novými vertikálními panely je proces lehčí, což snižuje náklady a usnadňuje dokončení: „Instalace všech těchto jednotek nám trvala čtyři dny,“ říká Mongstad.

Vertikální fotovoltaické panely také těží z albedo efektu, kdy sníh padající mezi řady odráží sluneční světlo na panely a zvyšuje tak výtěžnost energie.

Naopak horizontální nebo nakloněné panely vyžadují v severních oblastech po sněhových bouřích a v jižních oblastech po písečných bouřích značnou údržbu a čištění, protože v obou případech může být výroba energie na celé dny blokována.

Společnost Over Easy Solar má nyní 30 solárních instalací v 11 evropských zemích, včetně Španělska a Švýcarska. Společnost také sledovala, jak její produkt funguje v jižních oblastech. „Funguje dobře, zejména v kombinaci s bílými střechami, které mají vysokou odrazivost a jsou běžné v teplejších a slunečnějších zemích, kde snižují absorpci tepla,“ poznamenává Mongstad.

Jaká je budoucnost vertikálních solárních panelů?
Transformace veřejných prostor na výrobce energie se stává stále více rozšířenou.

O2 Arena v Londýně, největší krytá aréna v Evropě, a turecký stadion Galatasaray jsou příklady toho, jak se volnočasová zábavní zařízení posouvají směrem k udržitelnosti tím, že do svého provozu integrují řešení využívající obnovitelné zdroje energie, která jim také pomáhají snižovat náklady.

Vzhledem k tomu, že města se snaží snížit svou uhlíkovou stopu, roste poptávka po efektivnějších a prostorově úsporných řešeních solární energie nejen ve veřejných prostorách.

Tyto panely lze také kombinovat se zelenými střechami, které pomáhají městům absorbovat CO2 a stát se ekologičtějšími – což není možné u nakloněných panelů. V Německu se jako způsob kompenzace individuální spotřeby energie stávají populární solární balkony – malé panely instalované na terasách bytů.

Vertikální solární panely jsou nově se rozvíjející technologií, která pravděpodobně bude hrát významnou roli v energetické transformaci a pomůže EU dosáhnout závazného cíle 42,5 % energie z obnovitelných zdrojů do roku 2030.