Společnost a životní prostředí

Společnost a životní prostředí

Biosolární střechy: Správný krok nebo jen další mrhání penězi?

Autoři: Matěj Harvan, Petr Poupě, Martin Urban

V posledních letech je v rámci veřejného prostoru často skloňována tématika instalace zelených střech v městských oblastech. Na jedné straně stojí ti, kteří tvrdí, že celospolečenské přínosy zavádění zelených střech doopravdy převyšují náklady s nimi spojené, naopak druzí jsou názoru, že jde pouze o estetickou úpravu měst, která je však ekonomicky neefektivní. Cílem tohoto článku však není tento spor rozsoudit, ale posvítit si na technologicky vyspělejšího bratříčka zelených střech, kterým jsou střechy biosolární.

Když přejdeme ke stručnému popisu, co to vůbec biosolární střecha je, lze ji popsat jako zelenou střechu, která je zároveň osázena solárními panely. Tato varianta je nejen technicky možná, ale zároveň velmi výhodná, neboť spojení těchto dvou technologií funguje jako skvělá symbióza (Nadace Partnerství, 2021).

Biosolární střechy sdílí pozitiva zelených střech jako například ochlazování prostředí ve svém okolí, zlepšení izolačních vlastností budovy, či snižování hluku a emisí CO2 v budovách (FAEI, 2019). Hlavním vnímaným pozitivem je však to, že zeleň umístěná pod solárními panely dokáže pomocí chladícího efektu z odpařované vody snižovat teplotu panelů až o 5 stupňů Celsia, což se okamžitě pozitivně projeví na produkci elektrické energie (Hospodářské noviny, 2023). Zelené střechy by konkrétně měli v rámci slunných letních dnů udržovat teplotu panelů okolo 25 stupňů Celsia, což je teplota ideální pro výrobu solární energie. (Nadace Partnerství, 2021).

Konkrétní přínos v efektivnosti takto umístěných panelů se liší v rámci mnoha provedených výzkumů, lze však obecně říct, že nárůst efektivnosti lze sledovat mezi 2 až 5 procenty v porovnání s panely umístěnými na běžném typu střechy. Ke krátkodobě nejvyššímu nárůstu efektivity poté došel výzkumný tým technické univerzity v Sydney, kdy v době špičky byly solární panely umístěny nad
zeleným podkladem efektivnější až o 20 % (Sunwexx, 2021).

V rámci instalace biosolárních střech lze v neposlední řadě vnímat jako výhodu i to, že konstrukce fotovoltaiky se nekotví přímo do střechy, což zamezuje riziku poškození hydroizolační vrstvy. Na tu je v tomto případě konstrukce pouze položena a substrát s rostlinami slouží jako její přirozená zátěž (Nadace Partnerství, 2021).

Na druhou stranu je však nutné zmínit, že biosolární střechy kladou ještě vyšší nároky na kvalitní zpracování stavebního projektu v porovnání s běžnými zelenými střechami. Mezi aspekty, které musí být zohledněny patří nosnost střechy, vzdálenost panelů mezi sebou, vzdálenost od vrstvy substrátu, či
dostatečná výše substrátu (Rozchodník, 2022).

Jedním z nejvydařenějších projektů disponujících v rámci České republiky biosolární střechou je dozajisté Střední škola Českobrodská nacházející se na Praze 9, jejíž rekonstrukce započala v roce 2019 (ARCHIZOOM, 2022). Cílem projektu bylo přetvořit budovu školy do chytré, bezpečné a udržitelné podoby. Součástí toho projektu, jehož realizace v konečném důsledku přetvořila školu
v uhlíkově pozitivní nebyla pouze biosolární střecha, ale také velké množství zeleně v areálu, či akumulační a retenční nádrž na hospodaření s dešťovou vodou. Rekonstrukce budovy vyšla v konečném důsledku na 250 milionů korun a v rámci CBA analýzy byla vypočtena návratnost investice 14,5 roku (ARCHIZOOM, 2022).

Pokud je řeč konkrétně o biosolární střeše, ta pokrývá v rámci zastřešení budovy 810 m 2 a nachází se na ní fotovoltaické panely o celkovém výkonu 147 kWp, které jsou doplněné o 300 kWh baterii. Pokud bychom chtěli modelově vypočítat ČSH pro tuto investici musíme stanovit určité předpoklady: r = 4 %, časový horizont je 15 let, náklady na výstavbu 1 kWp fotovoltaiky jsou 35 000 Kč, náklady na instalaci 1 m 2 zelené střechy jsou 2000 Kč a provozní náklady jsou každoročně 20 000Kč. Jako výnosy pak zde uvažujeme pouze množství vyrobené elektřiny násobené současnou tržní cenou 3,4 Kč/kWh elektřiny. Finanční přínosy v rámci tepelných úspor a celospolečenské nepeněžní užitky zde nejsou brány v potaz kvůli nedostatečnému počtu informací.

Výsledkem takto nadefinované CBA analýzy je záporná hodnota investice ve výši 980 000 Kč. Lze však téměř s jistotou konstatovat, že při započtení všech částí přínosů by investice nabývala kladných hodnot a byla by tedy celospolečensky přínosná.

A jak to máte vy? Sdílíte názor o přínosnosti biosolárních střech, nebo toto opatření vnímáte spíše jako další zanedbatelnou kapku v moři v cestě za zelenější budoucností?

Zdroje:
ARCHIZOOM. (2022). Střední škola Českobrodská: Jak vypadá školní budova snů? Retrieved March 14, 2024, from https://archizoom.cz/stredni-skola-ceskobrodska/

FAEI. (2019). Zelené střechy. Měly by získat větší podporu? Retrieved March 14, 2024, from https://faei.cz/zelene-strechy-mely-by-ziskat-vetsi-podporu/#google_vignette

Hospodářské noviny. (2023). Zelenější a výkonnější: letní ztrátu výkonu solárních elektráren může zvrátit zalévaná střecha. Retrieved March 14, 2024, from https://tech.hn.cz/c1-67232170-zelenejsi-a-vykonnejsi-letni-ztratu-vykonu-solarnich-elektraren-muze-zvratit-zalevana-strecha

Nadace Partnerství. (2021). Zelené střechy a fotovoltaika se užitečně doplňují. Retrieved March 14, 2024, from https://www.nadacepartnerstvi.cz/Co-delame/Projekty/Life-Tree-Check/Aktuality/Zelene-strechy-a-fotovoltaika-se-uzitecne-doplnuji

Rozchodník. (2022). Když rozchodníkové koberce pomáhají vyrábět elektřinu…. Retrieved March 14, 2024, from https://rozchodnik.cz/kdyz-rozchodnikove-koberce-pomahaji-vyrabet-elektrinu

Sunvexx. (2023). Spojení Fotovoltaických panelů a zelené střechy – ideální řešení. Retrieved March 14, 2024, from https://www.sunvexx.cz/spojeni-fotovoltaickych-panelu-a-zelene-strechy-idealni- reseni/

Zinco. (2023). GREEN ROOFS AND SOLAR ENERGY. Retrieved March 15, 2024, from https://zinco-greenroof.co.uk/systems/solar-energy

Posted

in

by

lenkacamrovaemailcz

Tags:

Comments

5 komentářů: „Biosolární střechy: Správný krok nebo jen další mrhání penězi?“

  1. Adriana Strapačová avatar
    Adriana Strapačová

    Článek o biosolárních střechách nabízí komplexní pohled na tuto inovativní technologii a otevírá důležitou diskuzi o jejich přínosnosti a návratnosti investic. Oceňuji snahu autorů o objektivní pohled a že zdůraznili jak pozitivní, tak negativní aspekty biosolárních střech.

    Z mého pohledu je tato technologie slibným krokem vpřed v oblasti udržitelné energetiky. Nabízí benefity, jako je chlazení okolí, zlepšení izolace budovy, snížení hluku a emisí CO2 a produkci energie. Zajímavé také je, že zeleň snižuje teplotu panelů a zvyšuje tak jejich efektivitu.

    Na druhou stranu střechy vyžadují náročnější instalaci a kvalitnější projektovou dokumentaci. Cena je také vysoká, ačkoliv autoři poukazují na to, že konečná návratnost investice se může lišit v závislosti na specifických podmínkách.

    Osobně se domnívám, že biosolární střechy mají velký potenciál stát se důležitou součástí zelené budoucnosti. Jejich instalace by se ale měla pečlivě zvážit v závislosti na specifických podmínkách a s ohledem na všechny aspekty, včetně ekonomických, environmentálních a estetických. Biosolární střechy se mohou stát atraktivnější volbou pro budovy, které chtějí být udržitelné a šetrné k životnímu prostředí.

    Věřím, že investice do biosolárních střech se v konečném důsledku vyplatí jak z enviromentálního, tak i ekonomického hlediska.

    Článek obsahuje podstatné informace a objektivně prezentuje fakta. Autoři uvádějí zdroje a argumentují logicky. Článek podněcuje k zamyšlení nad problematikou.

    To se mi líbí

    Odpovědět
  2. Matyas Zavadzki avatar
    Matyas Zavadzki

    Tento článek mě zaujal úvodní otázkou, zda-li jsou zelené střechy ekonomicky efektivní, či jsou spíše pouze „okrasné.“ Ačkoliv autoři nezamýšleli diskutovat o sporu těchto dvou názorů, tak v rámci popisu a výpočtů výnosů a nákladů alternativního řešení – biosolárních střech poukázali na fakt, že zelené střechy (ideálně v kombinaci se solárními panely) mohou mít i přes možnou zápornou hodnotu investice přinést vysoké přínosy pro společnost.

    Velmi mě překvapil fakt, že v případě instalace solárních panelů na zelených střechách může dojít ke snížení teploty panelů až o 5 stupňů Celsia. Myslím si, že zvýšená efektivita produkce elektřiny, ačkoliv jen o pár procent, se v dlouhodobém hledisku může velmi pozitivně projevit na době návratnosti investice. V případě efektivního využívání tepla v rámci domů a bytů jde o jeden z nejvýznamnějších faktorů určující množství úspor na energiích.

    Podle mého názoru je velmi těžké kvantifikovat míru pozitivního vlivu jakékoliv technologie, která by mohla přispívat k udržitelnému rozvoji, natož v případě zelených střech. Avšak v případě, kdy dochází ke kombinaci lehce kvantifikovatelné technologie (solární panely) se zelenými střechami, může být dopad lehčí kvantifikovat a tudíž zvýšit pravděpodobnost vzniku zájmu ze strany investorů. 

    Ačkoliv autoři uvádí, že je instalace biosolárních střech náročnější na instalaci a požadavky na kvalitu oproti obyčejným střechám, tak si myslím, že vzhledem k jednodušší kvantifikaci návratnosti investice do biosolárních střech nemusí tyto problémy hrát velkou roli. Možná by to v realitě mohlo být i naopak – zvýšená potřeba po kvalitě by mohla pomoci předejít různým chybám a problémům spojených s nevhodnou instalací klasických zelených střech (Dostálová, 2018)

    Tento článek velmi hezky popisuje kladné a negativní stránky spojené s biosolárními střechami, autoři hezky vyčíslili příklad jedné takové instalace z prostředí nám blízkého. Podle mého názoru mohou být biosolární střechy velmi zajímavým řešením jednak z ekonomického hlediska, ale také z environmentálního a také estetického.

    Zdroje:

    Dostálová, J. (2018). Problematika zelených střech zejména z hlediska eliminace rizik vad a poruch – IZOLACE.cz. https://www.izolace.cz/clanky/problematika-zelenych-strech-zejmena-z-hlediska-eliminace-rizik-vad-a-poruch/

    Iberdrola.com (nedatováno). Efficient houses. How to make your house a more sustainable one? Iberdrola. Dostupné 14. 4. 2024, z https://www.iberdrola.com/social-commitment/efficient-houses

    To se mi líbí

    Odpovědět
  3. Jakub Drdla avatar
    Jakub Drdla

    Na začátek bych si také dovolil poznámku k úvodní polemice, zda jsou zelené střechy ekonomicky přínosné, či se jedná pouze o okrasnou úpravu. Zeleň ve městech obecně přináší obyvatelům širokou škálu přínosů, které pozitivně ovlivňují kvalitu života a nejinak je tomu i v případě zelených střech (ze kterých biosolární střechy vycházejí). Mezi tyto přínosy skutečně patří také estetická funkce, ale i mnohé další jako snižování teploty, či zadržování vody. Navzdory tomu, že by se dala estetická funkce považovat za méně důležitou, často s sebou přináší i řadu dalších přínosů a obecně jsou lidé více nakloněni tomu, co se jim líbí a co považují za atraktivní. A pokud se jim nějaké opatření líbí, spíše budou ochotni jej akceptovat a využívat (popř. do něj investovat). Nerad bych odbíhal od tématu, ale rád bych jen zdůraznil, že ona estetika hraje důležitou roli, i když by se nám to na první pohled mohlo zdát jako pouze povrchní a zcela nedůležitá záležitost.

    Teď již konečně k samotným biosolárním střechám. Článek dobře ilustruje synergické efekty plynoucí ze spojení zelených střech a fotovoltaických panelů. Toto spojení se v dnešní době, kdy se vyskytují stále silnější tendence a tlaky na radikální zvyšování podílu využívání obnovitelných zdrojů energie, jeví jako ideální kandidát na implementaci a využívání.

    A vzhledem k tomu, že silné stránky biosolárních střech byly již naznačeny, zaměřil bych se na stránky slabé, u kterých je také radno se zastavit.

    Jak uvádí Wang a kol. (2023), tak řada studií již prokázala účinnost biosolárních střech, avšak drtivá většina z těchto studií byla provedena na místech, jako je např. Středomoří, či Arabský poloostrov a další tropické oblasti, kde se těší podstatně vyššímu počtu slunných dnů než my v České republice. Nabízí se zamyšlení, jak by se lišily proklamované údaje z převážně sluncem zalitých výzkumů od reality v českých podmínkách, kde máme podstatně proměnlivější venkovní podmínky.

    Jako slabé stránky konkrétně tohoto typu opatření jmenuje Wang a kol. (2023) např. stínění solárních panelů nadměrně rostoucí rostlinnou částí střech, nebo zcela naopak zastínění rostlin solárními panely; vyšší nároky na údržbu; vliv výškového usazení solárních panelů na proudění vzduchu; či v neposlední řadě riziko požárů.

    Jako velmi zajímavou alternativu biosolárních střech uvádí Wang a kol. (2023) biosolární fasády, které mě osobně zaujaly a dosud jsem o takovém přístupu vůbec neslyšel. Autoři dále zmiňují, že fasády budov jsou vystaveny slunečnímu záření v mnohonásobně vyšší míře než střechy, a tak se přesun od horizontálního umístění k vertikálnímu přímo vybízí.

    U fasád však dle mého názoru hraje ona estetika ještě důležitější roli, neboť střechu budovy nevidíme vždy, ale fasádu ano.

    Závěrem bych dodal, že se dle mého názoru jedná v případě biosolárních střech o zajímavé řešení, které si bezpochyby najde své uplatnění i své investory, a myslím si, že bude v budoucnosti určitě využíváno. A upřímně jem zvědavý, co nás v budoucnosti čeká i v souvislosti s biosolárními fasádami.

    Wang, W., Yang, H. a Xiang, C. (2023). Green roofs and facades with integrated photovoltaic system for zero energy eco-friendly building – A review. Sustainable Energy Technologies and Assessments, 60, 103426. https://doi.org/10.1016/j.seta.2023.103426.

    To se mi líbí

    Odpovědět
  4. Ladislav Turek avatar
    Ladislav Turek

    Oceňuji jejich důkladný přístup k analýze nákladů a přínosů biosolárních střech, ale mám smíšené pocity ohledně této technologie. Z jedné strany vidím jejich potenciál v oblasti snižování emisí CO2 a využívání obnovitelných zdrojů energie a zvyšování energetické efektivity budov, mám dvě výhrady.

    Za prvé, ačkoli je teoreticky možné dosáhnout nárůstu efektivity solárních panelů až o 15 % ve srovnání s tradičními střechami s kačírkem, je třeba brát v úvahu skutečné provozní podmínky a prostředí, ve kterém jsou tyto střechy instalovány. Realisticky bychom měli počítat s nižšími zisky z biosolárních střech, zejména pokud se jedná o urbanizované oblasti s omezeným přístupem ke slunečnímu záření (Greentop.cz, 2024).

    Za druhé, při pohledu na ekonomickou stránku věci je otázkou, zda jsou biosolární střechy opravdu nákladově efektivním řešením v porovnání s jinými technologiemi v oblasti obnovitelné energie. Zatímco nárůst efektivity solárních panelů může být lákavý, investice do biosolárních střech je zpravidla vyšší než u tradičních střech se solárními panely. Je tedy otázkou, zda jsou tyto investice opravdu odůvodněné, zejména vzhledem k dlouhodobé návratnosti.

    Jsem ale přesvědčen, že rozhodnutí o použití biosolárních střech by mělo být individuální a záležet na konkrétní situaci a potřebách. Analyzovat technické a ekonomické aspekty konkrétního projektu je také klíčové pro posouzení jejich skutečné užitečnosti a přínosu. Zatímco biosolární střechy mohou být atraktivním řešením pro některé projekty, je důležité zachovat si kritický pohled a brát v úvahu jejich omezení a možné komplikace při implementaci.

    Greentop.cz. (2024). Jsou biosolární střechy budoucnost? Dostupné 21. 4. 2024 z: https://www.greentop.cz/jsou-biosolarni-strechy-budoucnost/

    To se mi líbí

    Odpovědět
  5. Milan Jaukl avatar
    Milan Jaukl

    Rád bych zde zmínil další možnost využití biosolárních panelů a to konkrétně Agrovoltaiku.

    Agrovoltaika, známá také jako „solární sdílení“, je udržitelný způsob využívání půdy, kde zemědělství a výroba solární energie koexistují na stejné půdě. Solárních panely poskytují stín, který může snížit odpařování vody a pomoci zmírnit extrémní vlivy počasí, které se se měnícím klimatem objevují čím dál častěji. Ve studii (Barron-Gafford et. al, 2019) testovali agrovoltaický systém, kdy zasadili chiltepinské papričky, papričky jalapeňo a cherry rajčata pod solární panely. Zjistili, že produkce elektřiny byla o 3 % vyšší s „přírodním“ ochlazováním. Na oplátku panely pomohly zmírnit teploty půdy, snížily spotřebu vody a zlepšily absorpci uhlíku rostlinami. Je pozoruhodné, že výroba potravin se v rámci agrovoltaického systému zdvojnásobila.

    Agrovoltaika nenalezne využití pouze v pěstitelstí, ale i v chovatelství. Studie (Pascaris et al, 2021) došla závěru, že díky využití solárních panelů se snížila spotřeba fosilních paliv o 82.9 %, jelikož farma byla schopna si téměř veškerou energii vytvořit sama. Navíc došlo ke snížení výdajů na krmivo, jelikož tráva pod solárními panely byla chráněna před dlouhým suchem.

    Agrovoltaika je populární především v Severní Americe, ale postupně vznikají i projekty v Evropě.

    Zdroj:

    Barron-Gafford, G. A., Pavao-Zuckerman, M. A., Minor, R. L., Sutter, L. F., Barnett-Moreno, I., Blackett, D. T., … & Macknick, J. E. (2019). Agrivoltaics provide mutual benefits across the food–energy–water nexus in drylands. Nature Sustainability, 2(9), 848-855.

    Pascaris, A. S., Handler, R., Schelly, C., & Pearce, J. M. (2021). Life cycle assessment of pasture-based agrivoltaic systems: Emissions and energy use of integrated rabbit production. Cleaner and Responsible Consumption, 3, 100030.

    To se mi líbí

    Odpovědět

Napsat komentář