Energia z balkonu – innowacja w fotowoltaice?

Klimat  Ochrona środowiska  3 października 2020

Mieszkańcy Katowic zainstalowali panele fotowoltaiczne na balustradzie balkonu. Czy to innowacja?

Energia z balkonu – innowacja w fotowoltaice?

 

W zeszłym roku duże zainteresowanie wzbudziła informacja o mieszkańcu Katowic, który postanowił zainstalować panele fotowoltaiczne na balustradzie balkonu przy swoim mieszkaniu. Panele do tej pory zapewniły 25% prądu zużywanego w mieszkaniu, a ich instalacja kosztowała stosunkowo niewiele, bo zaledwie 2,5 tys. złotych. Na szczęście panele zostały zainstalowane pionowo i wymiarami są dopasowane do balustrady balkonu. Dzięki temu estetyka budynku nie ucierpiała znacząco.

Instalacja fotowoltaiczna na balkonie mieszkania Beniamina Brońka z Katowic, fot. Jan Sierak

W Polsce pomysł ten został potraktowany jako niesłychana innowacja. Tak jednak nie jest. Na przykład w Helsinkach znajduje się osiedle bloków wybudowane w 2002 roku, na którym nie zamontowano paneli, ale po prostu zastosowano balustrady balkonów zawierające ogniwa fotowoltaiczne. Osiedle nazywa się Eko-Viikki, a panele zaspokajają 20% energii elektrycznej zużywanej przez jego mieszkańców. Wynik może nie zachwyca, ale trzeba pamiętać, że 20 lat temu technologia fotowoltaiczna nie była tak rozwinięta jak teraz i dzisiaj podobne panele mogłyby wyprodukować 2-3 razy więcej prądu.

Solarne balkony bloku na osiedlu Eko – Viikki w Helsinkach / fot. Wikipedia

Rozwój technologii fotowoltaicznych sprawia także, że są one coraz bardziej estetyczne. Dobrym przykładem jest tu budynek „The General” w Melbourne, którego balkony także mają solarne balustrady. W tym wypadku są one jednak wykonane z półprzezroczystych paneli fotowoltaicznych, które wyglądają tak jak przyciemnione szkło. Dzięki temu budynek nie „epatuje” technologią pozyskiwania energii słonecznej.

Budynek „The General” w Melbourne, fot.: The Fifth Estate

Istnieją już z resztą budynki, które są w stanie produkować więcej energii niż zużywają. Przykładem takiego budynku Aktiv – Stadthaus we Frankfurcie nad Menem. Zbudowany w gęstej zabudowie blisko centrum miasta blok ma 7 pięter i znajdują się w nim 74 mieszkania. Panele fotowoltaiczne zostały zainstalowane na jego dachu oraz na elewacji. Ta ostatnia jest z resztą ciekawa także z innego powodu. Została wykonana z drewnianych prefabrykatów. Gotowe ściany zostały przewiezione na budowę i zamontowane na żelbetowej konstrukcji. Panele znajdują się tutaj między oknami tworząc wraz z nimi ciemne pasy na elewacji. Rozwiązanie to zostało zaprojektowane specjalnie do tego budynku dlatego na „panelizacji” fasady nie ucierpiała jej estetyka. Należy pamiętać, że panele ustawione pionowo mają mniejszą efektywność dlatego także w tym budynku większość energii zapewnia jednak dach budynku (na którym jest z resztą dwa razy więcej paneli niż na fasadzie).

Aktiv – Stadthaus we Frankfurcie nad Menem, fot.  HHS Architekten

Technicznie możliwa jest nawet budowa budynku, który w ogóle nie jest podłączony do sieci elektrycznej ani ciepłowniczej, a cała zużywana przez niego energia pochodzi ze słońca. Taki budynek powstał w szwajcarskim Brütten koło Zurychu. Jego dach i ściany pokryte są panelami fotowoltaicznymi, a nadwyżka energii z dnia jest magazynowana w bateriach do użycia wieczorem i w nocy. Energia na zimowe miesiące jest magazynowana w postaci wodoru produkowanego w procesie elektrolizy z nadwyżek energii latem. W zimowych miesiącach wodór zasila umieszczone w budynku ogniwa paliwowe. Ciepło zapewnia gruntowa pompa ciepła. Technologie wykorzystane do budowy tego budynku są jednak dość drogie dlatego zazwyczaj bardziej opłaca się jednak zostać prosumentem i być podłączonym do sieci energetycznej. Warte rozważenia są jedynie baterie magazynujące energię krótkoterminowo, które pozwalają zwiększyć konsumpcję energii z własnego źródła i mogą ubezpieczać budynek na wypadek awarii sieci. Trzeba jednak pamiętać, że by budynek był czasowo autonomiczny energetycznie potrzebne jest odpowiednie zaprojektowanie instalacji w tym zastosowanie inwerterów pozwalających na pracę w trybie poza siecią.

Samowystarczalny energetycznie budynek w Brütten w Szwajcarii, fot. ABB

W Polsce w zasadzie nie ma w tej chwili budynków plusenergetycznych. Jednym z nielicznych jest siedziba Wojewódzkiego Funduszu Ochrony Środowiska i Gospodarki Wodnej w Gdańsku. Ukończony w 2016 roku budynek ma zielony dach, a na nim panele fotowoltaiczne. Panele są także zainstalowane na południowej ścianie budynku, która jest dwuwarstwowa co dodatkowo chroni budynek zarówno przed wychodzeniem zimą jak i przegrzaniem latem. Gdański WFOŚiGW jest prosumentem to znaczy, że nadwyżki energii produkowanej przez budynek są odprowadzane do sieci i odbierane z niej wtedy kiedy jest budynek jej potrzebuje, a panele nie wytwarzają energii.

Siedziba Wojewódzkiego Funduszu Ochrony Środowiska i Gospodarki Wodnej w Gdańsku, fot.  WFOŚiGW, Krzysztof Mystkowski KFP

W Polsce prosumentami są przede wszystkim właściciele domków jednorodzinnych. Coraz częściej zostają nimi wspólnoty mieszkaniowe i spółdzielnie. Trzeba jednak pamiętać, że mogą one produkować prąd tylko do zasilania części wspólnych budynku – oświetlenia klatek schodowych, wind itp. Nie mogą się tą energią podzielić z mieszkańcami. Jednak właściciele mieszkań także mogą być indywidualnymi prosumentami. Ich instalacja może się znaleźć na dachu budynku tak jak zrobił to jeden z mieszkańców Krakowa lub na balkonie, jak zrobił to Pan Beniamin z Katowic.

Bardziej korzystna jest oczywiście instalacja na dachu, ale w budynkach wielorodzinnych nie dla wszystkich może starczyć na nią miejsca, zwłaszcza jeśli wspólnota lub spółdzielnia postanowi także postawić tam instalację na potrzeby wspólne. Można też zastosować instalację dzieloną – część paneli na dachu, część na balkonie. Instalacja na balkonie ma także ten plus, że łatwiej ją podłączyć do sieci w mieszkaniu. Należy bowiem pamiętać, że każdy prosument musi mieć swój własny dwukierunkowy licznik energii, a więc nawet instalacja założona na dachu musi być połączona z jego mieszkaniem.

By czerpać energię ze słońca nie trzeba mieć balkonu skierowanego na południe. Może on być skierowany również na wschód lub na zachód. Może to być nawet korzystniejsze, ponieważ panele działają tym efektywniej im bardziej promienie słoneczne padają na nie pod kątem prostym. Rano i wieczorem promienie słoneczne padają bardziej płasko niż w południe zatem zainstalowane pionowo panele mogą wtedy produkować więcej energii niż te dachowe, które zazwyczaj są zamontowane dość płasko. Doświadczenia Kalifornii i Teksasu pokazują, że szczególnie wartościowe jest skierowanie paneli na zachód, ponieważ wtedy produkowana przez nie energia dużo częściej jest bezpośrednio konsumowana przez użytkowników mieszkania.

Pomysł mieszkańca Katowic słusznie został odnotowany jako „balkonowa rewolucja”. Warto jednak pamiętać, że to nowe w Polsce zjawisko na świecie nie jest niczym nowym i istnieją już technologie, które mogą dać mieszkańcom bloków czystą i tanią energię bez zastępowania „pastelozy” kolejną estetyczną chorobą – „panelozą”. Najlepiej będzie z resztą, jeśli na zostanie prosumentem zdecyduje się cały blok wtedy estetyczny chaos najłatwiej będzie opanować. Solarne balustrady najłatwiej oczywiście wprowadzić do zupełnie nowych budynków. Nie powinno być to z resztą bardzo trudne, bo od pewnego czasu w polskim budownictwie mieszkaniowym dominują balustrady szklane, a w końcu panele fotowoltaiczne to najczęściej po prostu szklana płyta, za którą są ukryte wykonane z krzemu lub innego półprzewodnika ogniwa fotowoltaiczne. Solarna balustrada to zatem materiał dwa w jednym, a kto nie chciałby by jego dom lub mieszkanie było zarazem piękne i użyteczne?  

Autorem artykułu jest Leszek Wiśniewski, architekt, urbanista, członek MJN.

 

Udostępnij