Fotovoltaická elektrárna (FVE) je zjednodušeně řečeno zařízení, které dokáže ze slunce vyrábět elektřinu. Oproti tomu fototermické panely pomocí slunce přímo ohřívají médium (vodu nebo nemrznoucí směs). Základem fotovoltaických panelů jsou natavené křemíkové polovodičové filmy, které dopadající fotony mění na elektrický náboj. Panely zapojené k sobě dodávají dostatečné napětí a proud k tomu, aby se dal využít.
Má fotovoltaika smysl? Jaká je její návratnost?
Ovšem elektrické napětí vyrobené na panelech je stejnosměrné, což domácím spotřebičům nevyhovuje. Získaný proud se proto musí pomocí speciálních střídačů (měničů) převést na střídavé napětí. Elektřinu potom lze využít jako přímý zdroj energie do spotřebičů, uschovat v akumulátorech, ohřát s ní vodu nebo ji za určitých podmínek přepouštět do rozvodné energetické soustavy. V systému FVE mohou být zapojené ještě další elektronické regulátory řídící například tok mezi solárními panely, bateriemi a spotřebiči (PWM nebo MPPT regulátory), balancéry pro správné nabíjení a vybíjení akumulátorů, jističe a elektroměry k evidenci vyrobené elektřiny a další.
Co umí domácí elektrárna
Fotovoltaická elektrárna vyrábí elektřinu, ale v současnosti její podobu výrazně omezují platné zákony. Energetický regulační úřad například do minulého roku ukládal maximální velikost fotovoltaické elektrárny, která nepotřebuje licenci pro výrobce, na pouhých 10 kWp. Většině domů momentálně taková velikost stačí, ale vzhledem k rozvoji elektromobilů to zanedlouho může být málo. Pro větší kapacitu musel mít majitel vyřízenou licenci, takže se stal podnikatelem v oblasti energetiky, a k tomu potřeboval živnostenské oprávnění. To je naštěstí minulostí a zákonodárci schválili posunutí této hranice až na 50 kWh. Stále však u menších fotovoltaik narážíme na nepochopitelné omezení z hlediska měření energií po jednotlivých fázích.
Někdo touží mít solární elektrárnu co největší a na prodeji elektřiny do sítě i něco vydělat. Ovšem zběsilá honba za co největším výkonem je kontraproduktivní. Většina energie, která se v domě vyrobí, by se zde měla spotřebovat. V podmínkách pro schválení dotace byla dokonce tato část direktivně určena na 70 % vyrobené energie. To výrazně omezovalo instalace, proto to dnes již neplatí.
„Potíž může nastat jednak v tom, že distribuční sítě v některých lokalitách narážejí na své limity, tudíž distribuční společnosti nechtějí větší elektrárny připojovat, a zároveň bývá limitující i plocha střechy, na kterou se vejde jen omezený počet panelů,“ říká Jaroslav Šuvarský, jednatel společnosti S-Power Energies.
Základ tkví v úsporách
Bohužel spousta lidí má na moderní technologie typu fotovoltaiky nebo tepelných čerpadel nesmyslné požadavky. Vidí v nich zázračného jednorožce, který mávnutím duhového rohu zcela odstřihne jejich účty za energie. Není to pravda. Všechno začíná u snížení celkové energetické spotřeby. Špatně projektovaný dům s velkými energetickými úniky fotovoltaika nespasí. Ta má být jen pomyslným vrcholem souboru opatření.
Teprve s nízkou tepelnou ztrátou domu by se měly začít vytvářet nadstavby jako třeba lepší vytápění. Vytápění, které nepracuje s vysokými teplotami, bude mít vždy nižší spotřebu energie.
Teprve po úsporných opatřeních nastává moment, kdy se hodí přistoupit k energetické rozvaze o fotovoltaice. Je samozřejmě technologicky lepší pořídit si ji s akumulátory. „Bateriové úložiště výrazně umocňuje potenciál vlastního zdroje. Zároveň zvyšuje celkovou energetickou soběstačnost domácnosti. Díky úložišti má dům vlastní elektřinu k dispozici i večer po západu slunce nebo ve chvílích, kdy dojde k výpadku centrální sítě,“ vysvětluje Jaroslav Šuvarský. Ovšem akumulátory jsou velmi nákladná zařízení, takže jejich pořízení posouvá návratnost systému o několik let dál.
Výroba fotovoltaických panelů se z drtivé většiny odbývá v Číně
Jenže s instalací akumulátorů často přichází další nepochopení systému, jak vysvětluje Jaroslav Šuvarský: „Bylo by chybou předpokládat, že vlastní zdroj rovná se dokonalá nezávislost. Bateriová úložiště mají omezenou kapacitu, takže je třeba dobře vybírat, jaké spotřebiče se připojí na záložní okruh. Obvykle zákazníci volí světla, bezpečnostní systém, pár důležitých zásuvek a wi-fi. S takovým nastavením se pak dá fungovat z vlastních energetických zásob i několik dní.“
Domy jako ostrovní systémy sice existují (psali jsme o nich v čísle 6/2022), ale většinou jde o stavby od počátku připravené na takový provoz a zařízené náročnou technologií, nebo výrazně omezené v užívání.
Současné technologie
Kdo chce vlastní fotovoltaickou elektrárnu, měl by se nejdřív poradit s odborníkem. Asi nejdůležitější částí plánování solární elektrárny je totiž komplexní audit elektrické spotřeby domu. Od ní se pak odvíjí návrh. Za nejlepší elektrárnu se považuje ta, která vytvoří tolik energie, aby pokryla spotřebu domácnosti a přetoky do sítě byly co nejmenší.
„Pokud je dům dobře vyřešen z pohledu energetické náročnosti, bohatě stačí menší fotovoltaika do 10 kWp. To ostatně potvrzuje naše zkušenost – nejvíc zákazníků si pořizuje sestavu s fotovoltaikou o instalovaném výkonu kolem 6 kWp a úložištěm kolem 11 kWh,“ popisuje Jaroslav Šuvarský. „Větší sestavy mají smysl u rodin, které vlastní elektromobil. Vzhledem k tomu, že spotřeba elektromobilu se vyrovná spotřebě celé domácnosti, vyplatí se mít na rodinném domě klidně elektrárnu s 20 kWp.“
Podobné poznatky má Pavel Kupec ze společnosti Woltair: „Obecně platí, že se na rodinné domy instalují čím dál větší elektrárny. Zatímco začátkem roku se průměrný výkon instalovaných elektráren pohyboval mezi 5 až 6 kWp, nyní je to 8 kWp. S tím souvisí i rostoucí cena dodávky, která se za poslední rok zvýšila cca o 30 %.“
Výhledy do budoucna
Při plánování domácí fotovoltaiky se pochopitelně musí myslet i na budoucnost. „Obecně se dá říci, že fotovoltaika se dimenzuje optimálně na pokrytí zhruba 70 % celkové roční spotřeby elektřiny v domě,“ vysvětluje Pavel Kupec. „V případě nemovitostí s vysokou spotřebou (nad 13 MWh ročně) se určitě vyplatí jít nad hranici 10 kWp, obzvlášť pokud bude schválen návrh na navýšení horního limitu výkonu FVE na 50 kWp bez nutnosti licence. Při úvahách o optimálním výkonu fotovoltaiky bych ještě doporučil myslet i na budoucnost a dimenzovat celý systém nejen na současnou, ale i budoucí spotřebu elektřiny. Nyní například evidujeme silný zájem o instalaci fotovoltaiky s tzv. wallboxem – nabíjecí stanicí na elektromobily. V takovém případě lze očekávat budoucí navýšení spotřeby elektřiny kvůli nabíjení elektromobilu, které dokáže poskytnout právě dostatečně velká fotovoltaická elektrárna.“
Nebylo by jednodušší fotovoltaickou elektrárnu v budoucnu rozšířit? „Při plánování fotovoltaiky je lepší zvolit co největší výkon. Rozšíření v budoucnu je poměrně komplikované. Nejde totiž jen o přidání dalších fotovoltaických panelů na střechu, ale s ohledem na změnu výkonu elektrárny se musí vyměnit nebo jinak dimenzovat některé další komponenty (střídač, baterie s větší kapacitou apod.), přepracovat kompletní dokumentace, provést nová revize a další s tím související úkony,“ říká Pavel Kupec a varuje ještě před jednou důležitou věcí: „Pozor musíte dát i na to, abyste nepřišli o dotaci, kterou jste na fotovoltaiku čerpali.“ Administrativně musí dotovaná instalace a nové rozšíření proběhnout v rámci oddělených smluv.
