Intensywny rozwój fotowoltaiki w ostatnich dwóch dekadach oraz poszukiwanie nowych zastosowań dla ogniw zaowocowały koncepcją fotowoltaiki zintegrowanej z budynkami. Panele słoneczne montowane na dachach domów są stopniowo wypierane przez nowy materiał budowlany, jakim jest dachówka fotowoltaiczna.

Idea fotowoltaiki zintegrowanej z budynkami (BIPV) powstała po tym, jak do powszechnej produkcji weszły cienkowarstwowe panele fotowoltaiczne, które odznaczają się nie tylko znacznie mniejszą grubością w stosunku do ich tradycyjnych odpowiedników, ale również elastycznością pozwalającą im przyjmować niemal dowolne kształty. Najbardziej oczywistym konwencjonalnym materiałem budowlanym zastąpionym przez ogniwa cienkowarstwowe jest dachówka. Koncepcja połączenia pokrycia dachu z instalacją fotowoltaiczną zyskuje coraz większą popularność, na co wpływa postępujący spadek jej cen.

Współczesna fotowoltaika – dachówka w funkcji BIPV

Najbardziej rozpowszechnione na rynku moduły fotowoltaiczne, które swoją popularność zawdzięczają głównie dobremu stosunkowi jakości do ceny, zbudowane są z polikrystalicznych ogniw krzemowych. Nieco rzadziej stosowane są ich monokrystaliczne odpowiedniki, a także panele cienkowarstwowe.

Dachówka – panel fotowoltaiczny zamiast ceramiki. Panele cienkowarstwowe, choć nie należą do najtańszych, odznaczają się dobrymi parametrami technicznymi, a przy tym bardzo niewielką grubością oraz elastycznością umożliwiającą uzyskiwanie dowolnych kształtów. To właśnie dzięki technologii cienkowarstwowej powstała idea BIPV (ang. Building Integrated Photovoltaics), która zakłada wykorzystanie ogniw fotowoltaicznych w funkcji materiałów budowlanych. Z cienkowarstwowych ogniw tworzy się modułowe ściany budynków, balustrady oraz dachówki fotowoltaiczne.

Dachówka fotowoltaiczna jako standardowy produkt. Optymalizacja zastosowań ogniw fotowoltaicznych w funkcji materiałów budowlanych przyczyniła się nie tylko do powstania dachówek czy balustrad, ale nawet modułów półprzezroczystych, zastępujących w budynku część standardowych okien. Efekt transparentności uzyskuje się poprzez zastosowanie ogniw krzemowych, które umieszcza się między dwoma przezroczystymi taflami szkła, co umożliwia zasilenie pomieszczeń odpowiednią ilością światła dziennego. O ile jednak modułowe ściany fotowoltaiczne, balustrady czy okna są rzadkością na rynku, o tyle dachówka fotowoltaiczna jest produktem dostępnym w regularnej sprzedaży i coraz chętniej wykorzystywanym przez inwestorów.

Panele fotowoltaiczne zamiast dachówki – jak działa taka instalacja?

Pod względem technicznym działanie instalacji fotowoltaicznej wykonanej z dachówek solarnych nie różni się od pracy instalacji fotowoltaicznej wykorzystującej ogniwa w postaci dużych paneli. Zadaniem dachówek, tak samo jak paneli, jest absorbowanie promieniowania słonecznego i przetwarzanie go na prąd stały. Prąd stały wyprodukowany przez dachówkę zamieniany jest później przez inwerter na prąd przemienny zasilający domową instalację elektryczną.

Każda dachówka fotowoltaiczna jest odrębnym ogniwem, więc aby instalacja działała prawidłowo, wszystkie dachówki należy połączyć przewodami w jeden system, a następnie całą instalację dachową przyłączyć do inwertera i dalej do elektrycznej rozdzielni głównej. Tak samo jak w przypadku paneli fotowoltaicznych, dachówka pozwala na oddawanie nadmiaru wyprodukowanej energii do sieci elektroenergetycznej, umożliwiając oszczędności na wydatkach poniesionych na energię elektryczną.

Czynna i „ślepa” dachówka fotowoltaiczna

Cena pojedynczej dachówki fotowoltaicznej w porównaniu z jej konwencjonalnym odpowiednikiem może przyprawić o zawrót głowy. Trzeba jednak pamiętać, że w przypadku rozwiązania standardowo stosowanego w domach jednorodzinnych, czyli montażu paneli fotowoltaicznych na dachu z dachówki ceramicznej, do kosztu pokrycia dachu należy doliczyć dodatkowo koszt instalacji solarnej i dopiero wtedy porównywać obydwie opcje. Co więcej, rzadko zabudowuje się dachówką solarną całą powierzchnię dachu – dużą jej część zastępuje się tzw. dachówkami ślepymi, które nie odróżniają się wyglądem od czynnych dachówek fotowoltaicznych, jednak nie są ogniwami. Ich cena jest porównywalna z ceną tradycyjnej dachówki ceramicznej.

Dachówka z fotowoltaiką czy panele solarne?

Panele fotowoltaiczne umieszczone na dachu pokrytym materiałami tradycyjnymi to dziś rozwiązanie najbardziej popularne i ciągle jeszcze zdecydowanie tańsze niż dachówki fotowoltaiczne. Cena tych ostatnich jest niestety stosunkowo wysoka i choć stopniowo spada, konwencjonalne pokrycie dachu z zastosowaniem dużych paneli jest nadal korzystniejsze ekonomicznie. Poza ceną istotną wadą dachówek fotowoltaicznych jest to, że kąt nachylenia pokrywanego nią dachu determinuje jej skuteczność w absorbowaniu promieni słonecznych. Innymi słowy, niekorzystne pod względem optymalnej produkcji energii elektrycznej nachylenie dachu obniża efektywność dachówki fotowoltaicznej. Dlatego ewentualność zastąpienia tradycyjnego pokrycia dachu dachówką fotowoltaiczną należy przewidzieć już na etapie projektu domu, ponieważ późniejsza adaptacja może okazać się nieopłacalna w stosunku do poniesionych nakładów.