Tepelné čerpadlo a fotovoltaika – může se vůbec vyplatit?

Fotovoltaiku ovlivňuje řada faktorů. Jaký přínos skutečně očekávat?

Pokud máte představu, že fotovoltaiku (FVE) stačí jednoduše nainstalovat na střechu, a už vám vyrábí elektřinu, jste na omylu. Účinnost fotovoltaiky totiž ovlivňuje celá řada faktorů, které musí být pro účinný provoz dodrženy. Stejně tak je potřeba si uvědomit, že provoz fotovoltaického systému je v průběhu dne a roku velmi proměnlivý. Proto dříve, než přejdeme k jednotlivým příkladům využití fotovoltaiky u rodinného domu s napojením na tepelné čerpadlo, je potřeba znát klíčové parametry, které mají přímý vliv na účinnost fotovoltaiky.

Kilowatt-peak – základní jednotka fotovoltaiky

Kilowatt-peak (kWp) značí výkon fotovoltaického panelu za ideálních podmínek přímého slunečního svitu pod optimálním úhlem. Tyto podmínky byly formulovány dle STC (standard test control) a jsou definovány těmito parametry: průzračnost atmosféry (Am = 1,5), teplota FVE článků = 25 °C a energií dopadající ze slunce na FVE panel pod kolmým úhlem s hodnotou E = 1 kW/m². Výkon fotovoltaického panelu je ve skutečnosti v reálných podmínkách o něco menší. Pro celé území České republiky se počítá, že panel s výkonem 1 kWp je schopen vyrobit 950 kWh elektřiny za rok. (S touto hodnotou budeme pracovat později v rámci výpočtu.)

Orientace fotovoltaického panelu a optimální sklon

Nastavení panelu vůči světovým stranám rovněž velmi ovlivňuje jejich výkon. Z měření vyplývá, že nejvyšší účinnosti fotovoltaické panely dosahují při orientaci na jih. Dále je potřeba, aby byl panel v optimální sklonu vůči dopadajícím paprskům 45–55° a slunečnímu svitu neclonila žádná překážka.

Životnost a klesající účinnost fotovoltaického panelu se kterou je potřeba počítat

Životnost fotovoltaických panelů není neomezená. Výrobci je obecně uváděno, že každým rokem klese účinnost FVE panelu o 0,5 %. Délka životnosti panelu se odhaduje v průměru kolem 25 let a se všemi těmito aspekty je potřeba při využití počítat. Aktuální ceny fotovoltaických solárních panelů zjistíte zde.

Fotovoltaika se nemusí vždy zrovna vyplatit

Příklad: Kolik elektrické energie fotovoltaickým panelem vyrobím?

Jelikož výkon fotovoltaického panelu je v průběhu dne i roku proměnlivý, bude potřeba do zvolené systému fotovoltaiky počítat i s baterií (uložištěm) a asymetrickým střídačem. Jednoduše řečeno, bude se jednat o nejčastěji instalovaný systém tohoto typu, u kterého je využitelnost vyrobené elektřiny 85 %. Pro zvolený případ si vybereme běžný rodinný dům, jehož náklady na vytápění budou představovat 65 kWh/m² na rok o rozloze 150 m². Roční náklady na vytápění domu tak budou činit 9 750 kWh. Pro zjednodušení bude v příkladu tepelné čerpadlo využito pouze pro vytápění (ohřev vody bude řešen jinak). Aktuální cenu čerpadla vzduch-voda je možné najít zde.

Systém bude tvořen:

• Tepelným čerpadlem vzduch-voda – výkon 13 kW
• Fotovoltaickými panely 600 Wp – 16 ks (celkový výkon 9,6 kWp)
• Bateriové uložiště – kapacita 15 kWh (kapacita byla vybrána na základě výkonu tepelného čerpadla)

Soupis pořizovacích nákladů na systém naleznete v galerii.

V prvé řadě bude potřeba zjistit, kolik elektrické energie budeme schopni fotovoltaickými panely o výkonu 9,6 kWp vyrobit za 1 rok.

9,6 kWp × 950 = 9 120 kWh

Systém bude schopen za 1 rok vyrobit 9 120 kWh. Díky bateriovému uložišti budeme schopni využít pro svůj provoz až 85 % (0,85) vyrobené energie.

9 120 kWh × 0,85 = 7 752 kWh

Za jeden rok tedy bude systém schopen zužitkovat pro provoz tepelného čerpadla na vytápění 7 752 kWh, jelikož přebytky budou pravidelně ukládány do baterie o kapacitě 15 kWh. Fotovoltaika tak bude schopna pokrýt celkový provoz tepelného čerpadla v průběhu roku z 80 %. Tato hodnota bude každý rok klesat o 0,5 % se snižující se účinností panelů.

V první části článku bylo vypočteno, kolik elektrické energie je schopen vybraný systém fotovoltaiky vyrobit za jeden rok pro provoz tepelného čerpadla. Ve druhé části se podíváme na cenovou bilanci takového systému a jeho rentabilitu.