Svět bez elektřiny už si lidstvo téměř neumí představit. I když máme někdy dojem, že elektřina není vzácný zdroj, tak vývoj události v posledních letech, nastolení ekologicko-politických otázek nám připomíná, že elektřina je zdroj velice vzácný a jeho výroba nemusí být levná.

Důležité body článku:

Snaha přecházet na ekologicky čistější výrobu elektřiny stojí a bude stát nemalé investice, které se promítají do konečné ceny spotřebitelům. Právě s růstem ceny za elektřinu začínají i domácnosti přemýšlet o alternativních zdrojích elektřiny a jako nejdostupnější se prozatím jeví fotovoltaická elektrárna.

Druhy a zapojení fotovoltaických elektráren

On-grid

V současnosti nejvyužívanější systém zapojení fotovoltaické elektrárny. Energie ze solárních panelů slouží ke spotřebě domácnosti, přebytek energie lze použít například k ohřevu vody.

Soustava nepoužívá bateriové úložiště, pro chod fotovoltaické elektrárny musí být objekt připojen k distribuční síti. Případné nevyužité přebytky lze dodávat do distribuční sítě a prodávat ji (k tomu je zapotřebí povolení distributora).

Hybridní

Zvyšující oblibu v instalaci fotovoltaické elektrárny nabízí hybridní systém zapojení. Energie ze solárních panelů slouží ke spotřebě objektu a případné přebytky se ukládají do baterie. I tak, ale je objekt stále připojen k distribuční síti.

Fotovoltaický systém dokáže pracovat i při výpadku distribuční sítě, a to právě díky bateriovému uložišti, ze kterého lze čerpat při nízké produkci FVe nebo právě při výpadku sítě.

Hybridní systém se navrhuje tak, aby přebytek dodávaný do distribuční sítě byl minimální, ideálně nulový.

Hybridní systém fotovoltaické elektrárny je nákladnější, ovšem jeho potenciál využití energie je zároveň vyšší. Díky baterii máte k dispozici více energie a můžete odložit její spotřebu na dobu, kdy elektrárna nestíhá pokrýt spotřebu domácnosti, snížíte tak spotřebu z distribuční sítě.

Hybridní systém instalace fotovoltaické elektrárny

Off-grid

Tento systém fotovoltaické elektrárny se také nazývá ostrovní systém, neboť se používá tam, kde nelze objekt připojit k distribuční síti (chaty, chalupy, zahradní domy apod.).

Veškerá energie je spotřebována v daném objektu, proto je u tohoto typu FVe velice důležité správné nadimenzování systému. K výkyvům se využívá bateriové uložiště, ale v případě plné kapacity by energie neměla kam proudit a došlo by k zhroucení místní sítě.

Fotovoltaická elektrárna a tepelné čerpadlo

Instalací domácí fotovoltaické elektrárny snížíte do určité míry spotřebu energie z distribuční sítě. V poslední době se začíná kombinovat instalace FVe s tepelným čerpadlem jakéhokoliv typu. Jak jsme již psali v posledním článku o tepelných čerpadlech, tepelné čerpadlo sníží spotřebu energie na vytápění zhruba o třetinu.

Kombinace fotovoltaiky a tepelného čerpadla tuto spotřebu dále sníží. Celková uspořená energie se může pohybovat okolo 50 - 70 %.

Parametry ovlivňující fotovoltaickou elektrárnu

Sluneční svit

Účinnost FVe je závislá na množství slunečního záření dopadajícího na plochu fotovoltaického panelu. V České republice se roční úhrnné množství dopadajícího slunečního záření pohybuje v rozmezí 900 - 1400 W/m², při celkové době slunečního svitu 1400 - 1700 hodin/rok. V České republice je ideální umístění na jihu Moravy.

Sklon střechy

Ač se to může zdát, tak sklon střechy nemá až tak zásadní vliv na fungování fotovoltaické elektrárny. Panely lze postavit od vodorovné polohy až do svislé. Uvádí se, že ideální sklon fotovoltaických panelů se pohybuje mezi 20 až 50 stupni, přičemž při sklonu 35° fotovoltaika má maximální výkon a produkuje nejvíce elektřiny a při sklonu 45° je celoroční produkce optimální.

Při sklonu do 15° ztrácejí panely svou samočistící schopnost a je potřeba k jejich správné funkčnosti zvýšit údržbu (stažení sněhu, prach, písek, ...).

Sklon panelů mimo ideální sklon snižuje účinnost panelů maximálně o 10 % v extrémních případech.

Instalace střešní solárních panelů

Střešní orientace

Důležitější, než sklon střechy je její orientace. Obecně se na severní stranu panely nedávají. Nejvyšší výkon panely podají, pokud jsou orientovány na jih. Orientace na východ nebo západ bude mít menší absolutní výkon.

Při projektování solárních panelů je nezbytné vzít v potaz všechny okolnosti. Při projektování může být výhodnější nainstalovat panely na východní nebo západní orientaci i za cenu nižšího celkového výkonu.

Východní orientace vyrábí elektřinu v maximu dopoledne, jižní v poledne a západní odpoledne.

Střešní podklad a velikost střechy

Typ krytiny pro instalaci fotovoltaické elektrárny není rozhodující. Výrobci si dnes umí poradit s většinou střešních krytin. Důležitá je naopak nosnost krovů v případě šikmých střech.

Limitující pro instalaci fotovoltaické elektrárny je velikost střechy. FVe o výkonu 1MWh za rok potřebuje cca 6,1m² plochy solárních panelů. Pokud vezmeme v úvahu střední cestu, FVe o výkonu 6,3 MWh za rok, pak je potřeba přibližně 38,5m2 plochy, což už není úplně jednoduché instalovat na optimální světovou stranu všechny solární panely. Záleží proto i na tvaru střechy.

Spotřeba domácnosti

Průměrná spotřeba elektřiny u menšího až středního rodinného domu, pro svícení a chod běžných spotřebičů, se pohybuje mezi 2000 –⁠ 3200 kWh ročně. Pokud se na elektřině i vaří, může to být ještě o něco více. Velké rozdíly však mohou vycházet i z životního stylu rodiny, případně typu spotřebičů.

Pokud elektřinou v rodinném domě používáte na ohřev vody, tak se spotřeba na jednu osobu navýší přibližně o 1160 kWh za rok.

Nejnáročnější z pohledu spotřeby je topení elektřinou. Například spotřeba elektřiny u rodinného domu s tepelnou ztrátou 7 kW by byla přibližně 12000 kWh u přímotopů a asi 5000 kWh při využití tepelného čerpadla.

Dle statistik spotřeba elektřiny čtyřčlenné rodiny ve středním rodinném domu může být až 15 000 kWh ročně při použití tepelného čerpadla na vytápění a ohřev vody. S tímto údajem budeme pracovat dále, při výpočtu návratnosti a při porovnání s dalšími zdroji vytápění.

Solární tašky

V posledních 10 letech se začaly na trhu objevovat solární tašky. Princip fungování je v podstatě stejný jako běžně instalované velké solární panely. Solární taška je spojení střešní krytiny a solárního panelu v jedno při zachování velikosti běžných střešních tašek.

Obrovskou výhodou je snadnější instalace, navíc se spojí dvě práce v jednu, pokládání krytiny a instalace panelů.

Solární tašky pro rodinné domy

Cenové rozpětí fotovoltaických elektráren a jejich návratnost

Každá instalace FVe (zvláště instalace na střechu rodinného domu) vyžaduje individuální přístup a nastavení výkonu elektrárny. z dostupných dat společnosti prodávající a instalující solární technologii rozdělují instalace do tří nejběžnějších výkonových kategorií: 3,6 kWh, 6,3 kWh a 9,6 kWh.

Na těchto třech kategoriích si ukážeme, jakou částku musíte investovat, kolik můžete získat na dotaci, jaká je návratnost vaší investice a finanční úspora.

Pořizovací cena, státní dotace fotovoltaické elektrárny

Investice do fotovoltaické elektrárny není malá a je potřeba si ji důkladně rozmyslet. Společnosti s klienty probírají nejen typ a výkon elektrárny, ale určitě ho seznámí i s ekonomickou stránkou projektu.

Výkon	3,6 kWh	6,3 kWh	9,6 kWh
Roční výroba	3500 - 3800 kWh	6200 - 6400 kWh	9400 - 9800 kWh
Pořizovací cena	300.000 Kč	420.000 Kč	550.000 Kč
Státní dotace	129.000 Kč	205.000 Kč	205.000 Kč
Cena s dotací	171.000 Kč	215.000 Kč	345.000 Kč

*Cena je průměrná z dostupných nabídek firem

Návratnost fotovoltaické elektrárny

Návratnost fotovoltaické elektrárny o různých výkonech

Investice do fotovoltaické elektrárny je dlouhodobá záležitost. Poměrně vysoké náklady na pořízení vyvažovaly úsporu energie. V posledních letech, kdy je technologie dostupnější, cena elektřiny se zvyšuje a existuje státní podpora, je to s návratností o poznání výhodnější.

Finanční úspora ze spotřeby elektřiny

V tabulce vycházíme ze statistické průměrné spotřeby čtyřčlenné domácnosti. Porovnáváme finanční úsporu při pořízení fotovoltaické elektrárny o různých výkonech se situací, kdy odebíráme elektřinu čistě z distribuční sítě.

Zdroj	Spotřeba ze sítě	Roční náklady	Roční úspora
Distribuční síť	15 000 kWh	60 000 Kč	-
FVe 3,6 kWh + síť	11 400 kWh	45 600 Kč	14 400 Kč
FVe 6,3 kWh + síť	8 700 kWh	34 800 Kč	25 200 Kč
FVe 9,6 kWh + síť	5 400 kWh	21 600 Kč	38 400 Kč

Nastíněný model vychází ze statistické spotřeby a z průměrných čísel, individuální případy se budou od sebe lišit. Nicméně jako obecný obrázek o nemalém přínosu pořízení fotovoltaické elektrárny tato ukázka je dostatečná. Dokud na pořízení fotovoltaiky stát přispívá celkem vysokými dotacemi, návratnost takové investice je velice rychlá.

Pořízením fotovoltaické elektrárny navíc dosáhnete částečné energetické soběstačnosti, zajímavé finanční úspory a třeba i pocitu, že spotřebováváte ekologicky čistější energii.

Solární energie pro rodinné domy