Fotovoltaika se nemusí vždy zrovna vyplatit

Fotovoltaika a 3 základní parametry, které je potřeba znát

V tomto článku si ukážeme různé varianty fotovoltaických systémů, které je možné instalovat v současných domácnostech (viz níže). Předtím je ale nutné, abychom se seznámili se základními faktory, které mají vliv na jejich účinnost.

Fotogalerie:

i Foto: Kindel Media (Pexels), Fuetotene, Převzato od: kalkulator.tzb-info.cz, Lahod Nyfuet

1. Kilowatt-peak

Základní hodnotu, kterou distributoři fotovoltaických panelů uvádějí, je kilowatt-peak (kWp). Kilowatt-peak je jednotkou, která značí výkon fotovoltaiky za standardních podmínek (STC – standard test control), čili za podmínek, při kterých byly testovány. Parametry STC pro fotovoltaické panely jsou následující:

• Průzračnost atmosféry Am = 1,5
• Teplota článků T = 25 °C
• Energie ze Slunce dopadá na fotovoltaický panel pod kolmým úhlem s hodnotou E = 1 kW/m²

V jednoduchosti se jedná o ideální podmínky správně umístěného fotovoltaického panelu za přímého slunečního svitu. Výkon fotovoltaických panelů je ve skutečném provozu menší a výkonovým hodnotám kWp se přibližuje pouze za optimálních klimatických podmínek kolem poledne. Tento údaj je proto nutné zohlednit ve výpočtu potenciální úspory, kdy fotovoltaický panel s výkonem 1 kWp schopen vyrobit na území České republiky přibližně 950 kWh elektrické energie.

2. Sklon střechy a orientace na světovou stranu

Jak je již patrné z předchozího odstavce, účinnost fotovoltaických elektráren ovlivňuje sklon, pod kterým je panel na střeše umístěn. Optimální sklon střechy, při kterém mají fotovoltaické panely nejvyšší účinnost, je 45–55°. Pokud máme dům s rovnou střechou, nebo šikmou střechu s menším úhlem, je potřeba panely umístit na konzoli, která příslušný úhel nastaví. Klíčová je i orientace střechy vůči světovým stranám, která je pro efektivitu fotovoltaického systému naprosto zásadní. Nejvyšší účinnosti dosahují panely s orientací na jih.

Ceny elektřiny a plynu. Které tarify jsou nejvýhodnější? Srovnání distributorů

3. S životností klesá i účinnost

V průběhu času dochází ke snížení účinnosti fotovoltaiky. Každoroční pokles účinnosti je výrobci udáván kolem 0,5 %. Vzhledem k životnosti fotovoltaiky, která je garantována na 25 let, to vychází tak, že vychází že po čtvrt století budou disponovat účinností kolem 80 % původního výkonu.

Pokud chceme docílit toho, aby nám fotovoltaika dobře fungovala, je nutné v prvé řadě vybrat vhodné umístění panelů s orientací na optimální světovou stranu pod správným úhlem. Parametry jako kilowatt-peak a klesající účinnost s životností je rovněž nutné v kalkulaci možných úspor zohlednit. Pro následující modelové případy proto budeme považovat tyto podmínky za splněné.

Podívejte se na schémata jednotlivých systémů v naší galerii.

Varianta 1: Fotovoltaika s ohřevem teplé vody

V prvním příkladu si popíše systém, ve kterém fotovoltaikou ohříváme pouze teplou užitkovou vodu. Jedná se o zcela základní sestavu, která okamžitě ohřívá vodu v akumulační nádrži. Pokud se vyrobená elektřina využije okamžitě k ohřevu vody, pohybuje se využití vyrobené energie v oblasti celého roku kolem 50–70 % Přebytky v případě intenzivního slunečního svitu není kam ukládat, neboť systém je napojen pouze na akumulační nádrž o patřičném objemu.

Systém tvoří 6 panelů s výkonem 290 Wp = 1,74 kWp celkem. Kolik elektrické energie tak získáme za rok vypočítáme následovně:

1,74 kWp × 950 = 1,65 MWh

Tento údaj je nutné vynásobit i průměrným využitím, které je u tohoto systému 50–70 %. V rámci výpočtu budeme počítat s průměrem 60 %.

1,65 MWh × 0,6 = 0,99 MWh (990 kWh)

• Za jeden rok jsme tedy schopni tímto systém zužitkovat 990 kWh elektrické energie pro ohřev teplé užitkové vody. Při klesající roční účinnosti půl procenta je za 25 let garance životnosti fotovoltaiky možné vyrobit celkově 23 267 kWh.
• Zhruba po 12 letech bude nutné vyměnit v systému střídač v hodnotě cca 19 000 Kč. Tuto položku je rovněž nutné zohlednit v rámci nákladů.
• Pořizovací cena kompletního systému (FV panely, FV ohřívač, konstrukce pro montáž, elektrické rozvaděče) je cca 90 000 – 130 000 Kč.
• Pokud budeme chtít zvýšit využitelnost systému fotovoltaiky i bez baterie, je možné přebytky vyrobené elektřiny ohřívat i bazén. Využitelnost systému baterie tak může stoupnout až na 90 % a přínos elektrárny bude vyšší (1,65 MWh × 0,9 = 1 485 kWh). Je třeba ale mít na paměti, že bazén je neskutečný žrout energie a tento příkon na jeho ohřev patrně stačit nebude.
• Jak vypadá schéma systému fotovoltaiky, si můžete prohlédnout rozkliknutím obrázku níže:

Varianta 2: Fotovoltaika s ohřevem teplé vody, baterií a asymetrickým střídačem

Další možností je sestava s asymetricky hybridním střídačem, která zajistí, že vyrobená energie bude nasměrována tam, kde je jí potřeba. Do systému je zapojena baterie, která dokáže akumulovat elektřinu, pro kterou není okamžité využití. Tu lze poté využívat například ke svícení. Tento systém je velmi častý v domácnostech, kde se elektřina využívá k vytápění (např. tepelné čerpadlo).

Systém bude tvořen fotovoltaickými panely s celkovým výkonem 5,4 kWp. Za rok tedy získáme:

5,4 kWp × 950 = 5,13 MWh

Jelikož jsou přebytky vyrobené elektřiny ukládány do baterie, průměrné využití v průběhu roku je vyšší: 80–90 % (počítejme s průměrem 85 %).

5,13 MWh × 0,85 = 4,36 MWh (4360 kWh)

• Celkový roční přínos tohoto systému tak bude 4 360 kWh, které lze využít na ohřev teplé užitkové vody nebo na svícení. Při klesající roční účinnosti za 25 let garance životnosti fotovoltaiky je tak možné vyrobit cca 103 825 kWh.
• Pořizovací cena kompletního systému (FV panely, FV ohřívač, konstrukce pro montáž, elektro rozvaděče) je v rozmezí 370 000 – 420 000 Kč.
• Zhruba po 12 letech bude nutné vyměnit v systému střídač v hodnotě cca 70 000 Kč.

Varianta 3: Fotovoltaika, jejíž provoz bude neúsporný  

Pokud budete mít fotovoltaiku a její spotřeba nebude kontinuální, není možné docílit rozumné úspory. Příkladem může být instalace fotovoltaiky například na víkendové chatě, kde budete trávit čas jen pár dní v měsíci. Tento problém lze samozřejmě řešit bateriemi, ale ty s sebou nesou větší pořizovací náklady. Další možností je přeprodej elektřiny do sítě, ale ani zde nečekejte nějaké závratné sumy. Výkupní cena elektřiny se pohybuje kolem 0,70–1,20 Kč v závislosti na tarifu. Reálné využití fotovoltaiky v rámci víkendové chaty je přibližně 20 %. Pokud bychom zvolili stejný systém jako v prvním příkladu, „úspora“ by byla následovná: