Žádná fotovoltaická elektrárna nemůže být automaticky připojená k elektrické síti – napětí v ní by se mohlo ve špičkách přetížit, protože není na takové výkyvy připravená. A tak musí s přetoky elektrické energie ze soukromých elektráren do sítě souhlasit její správce. Což v našich podmínkách nebývá příliš často.
Již v minulosti začalo být jasné, že taková situace přijde. Věděli to politici, distributoři, správce elektrické sítě i vědci, kteří zkoumali vytvoření chytrých sítí (tzv. smart gridů). Přesto se pro posílení distribučních sítí neudělalo mnoho, natož aby se vylepšily o chytré řízení. Na mnoha místech jsou stále staré kabely na dřevěných sloupech a trafostanice z dob první republiky, takže o dostatečné a flexibilní kapacitě sítě nemůže být řeč.
Ještě před rokem a půl připojili distributoři do sítě téměř každou fotovoltaickou elektrárnu. Jenže válka a solární boom natolik zvedly zájem o připojení, že distributoři narážejí na limity svých sítí.
Možnosti distributora
Než zájemce začne plánovat vlastní fotovoltaickou elektrárnu (FVE), měl by si zjistit, co si vlastně může dovolit. Pokud se podívá do připojovacích podmínek pro výrobny, najde hodnotu impedance, kterou musí mít fotovoltaika, aby ji bylo možné připojit. Revizní technik může přijít a změřit impedanci smyčky vedení, na jejímž základě se dají přesně určit místní podmínky. Přesto však není jisté, jestli distributor žádost nezamítne.
Přetoky zakázány!
Společnost S-Power uvádí příklad z praxe, jakou instalaci zvolit, když nelze přebytky posílat do sítě.
„Jeden z našich klientů si plánoval pořídit fotovoltaiku o výkonu 6,44 kWp s 10kW střídačem. Bohužel hned v začátku narazil na zamítnutí distribuční společnosti. Jihočeská obec totiž spadá pod distribuční společnost EG.D a právě v jižní části republiky se stále častěji stává, že distribuční síť už nové fotovoltaiky nepojme.
Naši pracovníci proto museli na místě změřit kvalitu sítě (tzv. impedanci), aby mohli navrhnout optimální řešení. Impedance v tomto případě bohužel nedopadla dobře, proto bylo nutné snížit výkon střídače z 10 kW na polovinu,“ vysvětluje jednatel firmy S-Power Energies Jaroslav Šuvarský.
„Střídač GoodWe 5K-ET jsme softwarově nastavili na bezpřetokový režim, což znamená, že neposílá do sítě žádný proud. Sem tam se objeví malý technologický přetok, což nevadí. Legislativa aktuálně toleruje technologické přetoky do výše 300 W.“
Investor tak ve výsledku sice nemá řešení úplně podle svých představ, nicméně díky částečným ústupkům a vhodnému nastavení technologií stále může fotovoltaikou snižovat své výdaje na elektřinu. Energii z fotovoltaiky využívá na běžnou spotřebu domu.
V případě nedostatku na elektrické síti se distributor může zachovat trojím způsobem. Jednak žádost nemusí odmítnout zcela, ale povolení k připojení podmíní posílením sítě v dané lokalitě. To ovšem nějakou dobu trvá, většinou jde o horizont několika měsíců, ale garantovat to nelze. Do té doby sice elektrárna může fungovat, ale do sítě nesmí posílat žádné přetoky.
Také lze zažádat o připojení menší elektrárny. Pak je na domluvě distributora a vlastníka FVE, jestli by snížení výkonu k napojení pomohlo. Ale s tím vyvstává otázka, zda nižší výkon elektrárny má pro vlastníka vůbec smysl. Distributor dále může povolit připojení jen zjednodušeným způsobem jako tzv. mikrozdroj. V té chvíli smí FVE do systému posílat pouze technické přetoky (velmi omezené na 115 W) a při jejich překročení účtuje distributor velmi tučné sankce.
Ať se elektrárny některý z uvedených případů dotýká, nebo distributor připojení povolí, hodí se vědět, jak s elektřinou naložit. Využít vyrobenou energii doma je prozatím lepší, než ji za minimum peněz posílat do sítě. Tomu, že by se situace mohla radikálně změnit, mnoho nenasvědčuje.
Podrobný rozpočet
Nejlepší je tedy spotřebovat vyrobenou energii v domě, protože přímé využití bez dalších převodníků není zatížené ztrátami. K tomu se musí nejdříve podrobně rozvážit energetická bilance domu – tedy spočítat, které spotřebiče jsou napojené na jaké fázi, a rozmyslet si, jestli nějaký spotřebič může mít odložený start, aby mohl spotřebovávat energii v době, kdy svítí slunce (například pračka). Důležité také je, jak se v domě ohřívá voda, zda je s domem třeba spojený bazén, vířivka a jestli tu nejsou další velké spotřebiče spotřebovávající mnoho měsíců velké množství energie. Může to být například elektromobil nebo tepelné čerpadlo vrt/voda. Propočet energetické bilance musí zahrnovat úplně všechny situace užívání domu. Podle toho se pak řídí nastavení velikosti akumulátorů nebo vytvoření zálohy, tedy záchytného systému pro případ, kdy dodavatel přestane dodávat energii (technická porucha apod.) a dům je bez elektřiny.
Vyrobená elektřina by se v ideálním případě měla okamžitě spotřebovat, protože to je z hlediska ztrát nejvýhodnější. K tomu je ale také potřeba spolupráce členů domácnosti, aby upravili své chování, a naprogramování spotřebičů, aby nejvíce pracovaly v době předpokládané nejvyšší výroby elektřiny. Znamená to například nastavení zásobníků vody tak, aby neohřívaly vodu až večer, kdy už slunce přestává svítit, ale před polednem. Myčky i pračky už bývají běžně vybavené funkcí odloženého startu, takže je lze naplnit, zapnout a ony se spustí samy v době, kdy svítí slunce. Navíc se může uspořit energie tím, že tyto spotřebiče budou v létě využívat teplou vodu ze zásobníku předehřátou sluncem.
S tím ovšem souvisí i další technologická nutnost. „Vždy se musí do systému zapojit asymetrický střídač, který umí na každou fázi pustit pouze tolik energie, kolik je aktuální zátěž,“ vysvětluje Lukáš Papež, vedoucí fotovoltaických instalací ve společnosti Woltair.
Na využití přebytečné energie ze solárů je nejlepší mít velký bazén s tepelným čerpadlem nebo klimatizaci v domě
Velkou výhodou solárních systémů je možnost zapojení do většího celku chytrého řízení domácnosti. V něm se pak může například naprogramovat praní na dobu, kdy se nahřeje voda v zásobníku a zároveň se výroba FVE dostane nad danou hranici. Lze nastavit i takové maličkosti jako dobíjení akumulátorových spotřebičů (například tyčového vysavače) na dobu s přebytkem výkonu na panelech. Při konstrukci domu s FVE se tak vyplatí přemýšlet, jestli v domácnosti nevytvořit sekundární rozvod stejnosměrného proudu. Zcela tak odpadne potřeba zapojení měničů a napájet světla, nabíjet mobily apod. lze nejjednodušší cestou.
Ukládat, ukládat, ukládat!
Mantra pro jakoukoli domácí fotovoltaickou elektrárnu radí všechnu přebytečnou energii ukládat do akumulátorů nebo vody. Ohřátí bojleru by mělo být samozřejmostí, ale v případě ostrovního FVE systému by se součástí instalace měla stát i dostatečně velká akumulační nádrž, která bude obsluhovat vytápění. „Záleží na počtu lidí v domácnosti. Rodině se čtyřmi členy bude stačit 160–200 litrů a tohle množství vody dokáže v jarních a letních měsících ohřát i malá jednofázová FVE s výkonem kolem 3 kWp. Pokud je dostatek slunce, není problém pomocí třífázové FVE s výkonem 8 kWp+ ohřát přes den i 500 litrů vody, stačí dostatečně silná topná patrona pro ohřev,“ vypočítává Jaroslav Šuvarský, jednatel S-Power Energies. Výrazně se sníží náklady na ohřev, protože vysoce izolovaná nádrž v době přebytku získá energii a v nočních hodinách už může jen drobně dohřívat.
Jaké jsou možnosti akumulátorů pro fotovoltaické elektrárny? Na to jsme se podívali už v jednom starším článku:
Dobrou volbou je také ukládání energie do vody v bazénu. V létě, když svítí slunce nejvíc, je možné solární elektrárnou pohánět jednoduché bazénové tepelné čerpadlo, a tím čerpat přebytky.
Ačkoli to není ekonomicky výhodné, je důležité mít vlastní akumulátorový systém. Bez něj se využitelnost fotovoltaiky výrazně snižuje. Akumulátory sice v průběhu minulých let zlevňovaly, ale při současném zájmu se cena akumulátorových setů výrazně zvyšuje, a tím i doba návratnosti. Jakou kapacitu akumulátorů zvolit? Obecně se hovoří o tom, že by měla být přibližně 1,5násobkem výkonu fotovoltaické elektrárny. Pokud nejsou dovolené přetoky do sítě a u domu není třeba bazén, kam by se daly přebytky posílat, vyplatí se tuto hodnotu překročit. Akumulátory se nejvíce využijí na jaře a na podzim, kdy se stačí dobít a u krátkých dnů zvládnou obsloužit potřeby domácnosti. Naopak v zimě se dobijí jen jednou za čas. Tomu se musí přizpůsobit synchronizace nabíjení – nedobíjet akumulátory naplno, ale nejdřív je dobít jen do pohotovostního režimu pro funkci zálohy, zbytek elektřiny poslat do teplé vody a teprve po ohřátí vody v zásobnících vrátit dobíjení akumulátorového setu. (O tom, jak vybrat bateriové úložiště pro FVE, si můžete přečíst na našem webu.)
Návratnost elektrárny
Pokud distributor nedovolí přetoky do sítě, vyvstává otázka, jestli se fotovoltaická elektrárna na střeše vlastně vyplatí. Odpověď je velmi složitá. Ve zkratce a dost obecně lze říct, že se FVE vyplatí téměř za všech okolností. Nelze totiž vycházet jen ze současného stavu. Velmi dobře to shrnuje Lukáš Papež z Woltairu: „Můj odborný a praktický názor je, že nemá smysl pořizovat si malou elektrárnu, protože cena elektrárny není přímo úměrná její velikosti. Klienti po nás neustále chtějí navýšit počet panelů a baterií u stávající FVE. Následné rozšíření FVE je ale mnohem nákladnější než instalovat vše najednou.“ Specialista na fotovoltaiku dodává: „Pokud bude v budoucnosti vše na elektřinu (elektroauta, tepelná čerpadla apod.), nebude stačit ani výkon 10 kWp, který se před zavedením zákona Lex OZE považoval za maximální hodnotu pro tzv. mikrozdroje. Panel je relativně levná věc, ale střídač a ostatní komponenty nikoli. Ty se ovšem musí do domu instalovat, ať je na střeše panelů málo, nebo hodně. Uvažovat tedy tak, že si pořídím o 4 panely méně a ušetřím třeba 30 tisíc korun, nedává dlouhodobě smysl.“
Při úvahách o finanční investici nelze navíc vynechat aspekt soběstačnosti. Mít zálohu v energetických dodávkách se zcela jednoznačně v budoucnosti vyplatí.
