Fotovoltaika už dávno není jen doplněk pro technologické nadšence. U rodinných domů se stala běžnou součástí rekonstrukcí i novostaveb a nejčastější otázka zní pořád stejně: kolik panelů vlastně potřebuji, aby mi elektrárna dávala smysl?
Jak velkou elektrárnu zvolit pro běžný rodinný dům
Při výběru správného množství solárních panelů se zohledňuje průměrná spotřeba elektřiny ve spojení s počtem osob v domácnosti. Každý majitel rodinného domu si fotovoltaiku pořizuje s jiným cílem. Někomu jde o úsporu nákladů na elektřinu a rychlou návratnost investice. Jiný si přeje dosáhnout co největší soběstačnosti. Někdo vidí přínosy hlavně v ochraně životního prostředí a chce vyrobit maximum obnovitelné energie.
Nejčastější chybou není, že si někdo pořídí příliš malou elektrárnu, ale že ji vybírá jen podle volného místa na střeše. Správný postup je obrácený: nejdřív se podívat na roční spotřebu domu, na to, kdy elektřinu během dne skutečně používáte, a teprve potom ověřit, kolik panelů se na střechu vejde. Univerzální číslo neexistuje. Ale když znáte správné parametry, dostanete se k přesnému výsledku.
U domu s běžnou spotřebou bez větších elektrických spotřebičů bývá často rozumný výkon někde mezi 3 a 6 kWp, ale univerzální číslo neexistuje. Jestli plánujete ohřev vody z přebytků, tepelné čerpadlo nebo dobíjení elektromobilu, velikost elektrárny se může posunout výš. Naopak u domu s malou denní spotřebou a bez baterie nemusí být honba za co největším výkonem automaticky výhodná. Důležité není jen to, kolik elektřiny vyrobíte, ale kolik jí opravdu smysluplně využijete.
Chcete-li přesně spočítat, kolik solárních panelů potřebujete, zjistěte vaši měsíční spotřebu elektřiny v průběhu celého roku. Tento údaj porovnejte s výkonem solárního panelu v závislosti na počtu slunečných dní v dané lokalitě. Přesnou spotřebu najdete ve svém ročním vyúčtování od dodavatele elektřiny. Průměrná česká domácnost spotřebuje zhruba 4 000 kWh ročně.
Čtěte také: Správný poměr cementu pro beton
Při stanovení velikosti solární elektrárny berte v úvahu aktuální spotřebu, ale dívejte se také do budoucna. Pokud si během několika let plánujete pořídit klimatizaci, vyhřívaný bazén nebo se vaše rodina rozroste o další členy, měli byste výkon fotovoltaické elektrárny adekvátně navýšit. Na zvýšení výkonu fotovoltaické elektrárny v budoucnu už totiž nemůžete uplatnit dotaci.
Při požadavku na maximální výrobu stačí zvážit víceméně jen to, kolik solárních panelů unese vaše střecha a peněženka. Při snaze o nejkratší návratnost je výpočet výkonu fotovoltaiky složitější. Musíte porovnat spotřebu a výrobu elektřiny v jednotlivých měsících, vypočítat zisk z prodeje přebytků i náklady na odběr elektřiny ze sítě.
Kolik elektřiny dovede fotovoltaika vyrobit?
Klíčů k odpovědi je několik. Za prvé je třeba vědět, kolik elektrické energie dovedou vyrobit fotovoltaické panely za rok, s čímž ale souvisí i výkon konkrétních panelů. Množství slunečního záření je proměnnou, kterou je třeba vzít do úvahy. Produkce elektrické energie z FVE je silně závislá na lokalitě, ve které se fotovoltaické panely nachází. Celkový roční úhrn sluneční energie i doba svitu se liší i v různých částech České republiky.
Pro hrubý odhad se dnes dá stále dobře použít jednoduché pravidlo: 1 kWp instalovaného výkonu vyrobí v českých podmínkách přibližně 950 až 1 050 kWh elektřiny ročně. V podnebných podmínkách České republiky solární panely o špičkovém výkonu 1 kWp vyrobí přibližně 980 kWh elektrické energie ročně. V České republice se průměrně počítá s výrobou 1 100 kWh z 1 kWp instalovaného výkonu ročně. Na území České republiky vyprodukuje solární elektrárna o výkonu 1 kWp asi 950 kWh (Krkonoše) až 1 150 kWh (jižní Morava) elektřiny ročně. Skutečný výsledek závisí na lokalitě, orientaci střechy, sklonu, zastínění i technickém řešení celé elektrárny, ale jako první orientační výpočet je to velmi použitelné číslo.
To znamená, že domácnost se spotřebou kolem 3 MWh ročně si často vystačí s elektrárnou zhruba 3 až 4 kWp, zatímco spotřeba kolem 5 MWh už obvykle míří spíš do pásma 5 až 6 kWp. Jestli doma elektřinou ohříváte vodu, nabíjíte elektromobil nebo chcete co nejvíc vlastní výroby využít přes den, dává často smysl uvažovat i o vyšším výkonu.
Čtěte také: Míchání betonu: Postup
Orientačně lze říci, že s běžnou fotovoltaikou o výkonu 9,9 kWp lze ročně ušetřit 45-50 tisíc Kč za elektřinu při spotřebě kolem 11 MWh ročně. S běžnou fotovoltaikou o výkonu 5 kWp lze ročně ušetřit 15-20 tisíc Kč při spotřebě kolem 4 MWh ročně.
Faktory ovlivňující výrobu elektřiny:
- Lokalita: Produkce elektrické energie z FVE je silně závislá na lokalitě, ve které se fotovoltaické panely nachází.
- Orientace panelů: Nejvyššího výkonu solární panely dosáhnou při orientaci na jih. Optimální orientace dle světových stran je jihovýchod až jihozápad. Při umístění na východ či západ panely ztratí asi 15 % celkového výkonu. Nikdy panely neumisťujeme na severovýchod, severozápad nebo rovnou na sever.
- Sklon panelů: Optimální rozmezí sklonu fotovoltaických panelů je od 20° do 50° (úhel s vodorovnou rovinou). Ideální sklon modulů pro maximální celoroční výnos je 35°. Pro celoročně vyváženou výrobu je vhodnější sklon až 45°. Pokud by panely byly umístěné v menším sklonu než 15°, pak ztratí svoji samočistící schopnost.
- Zastínění: Reálný výkon fotovoltaiky ovlivní i zastínění jediného článku - např. komínem nebo stromem. Pokud se částečnému zastínění střechy nelze vyhnout, mohou se panely osadit tzv. optimizéry.
- Počasí: Množství energie vyrobené fotovoltaickou elektrárnou ovlivňuje počasí v daném roce. Rozdíly mezi jednotlivými roky mohou činit až 20 %. Výkon solárních panelů pod mrakem klesne asi na čtvrtinu.
- Znečištění: Problémy působí i znečištění, jako je prach nebo spadané listí.
- Účinnost panelů: Panely ztrácí na výkonu, a to až několik procent ročně.
- Ztráty systému: Každý systém má určité ztráty - vedením, střídačem nebo provozem.
Pokud nemáte střechu zrovna v ideálním sklonu nebo orientaci, nezoufejte. Ztráta vlivem horšího sklonu nebo orientace se dá dohnat tím, že na střechu dáte více panelů.
Kolik místa panely opravdu potřebují?
Dnešní běžné střešní moduly mají výkon pohybující se typicky přibližně v pásmu 430 až 500 W na panel. Fotovoltaické panely dnes nejběžněji dostanete ve výkonnostních řadách od 270 Wp do 450 Wp. Nejnovější generace panelů nabízí výkon kolem 400-500 Wp na jeden panel.
Z toho vyplývá, že 1 kWp zabere zhruba 6,1 m2 panelů, ale spíš asi 4,1 až 4,5 m2 samotných modulů. Uvedená plocha je plocha panelů, nikoli celé střechy. Elektrárna o výkonu kolem 5 kWp dnes často znamená přibližně 10 až 12 panelů, podle toho, zda zvolíte moduly spíš kolem 440 W, nebo blíž k 500 W. Čtyři panely o špičkovém výkonu 270 Wp dají celkový výkon 1080 Wp. Snadno si přepočteme, že tyto čtyři panely vyrobí energii v celkovém úhrnu 1058 kWh za rok.
Solární panelů výkon na metr čtvereční je klíčovým ukazatelem pro zjištění, kolik energie lze generovat. Běžně se setkáme s průměrnou hodnotou 150-200 wattů na metr čtvereční. Panelů účinnost se pohybuje od 15% do 22%.
Čtěte také: Kolik stojí cihla?
Rozměry a umístění panelů
Pro rodinné domy dnes převládají moduly s šířkou kolem 1134 mm a délkou zhruba 1762 až 1800 mm. To je důležité hlavně při návrhu rozmístění na střeše, protože pár centimetrů navíc nebo méně rozhoduje o tom, jestli se na jednu střešní rovinu vejde deset, jedenáct nebo dvanáct kusů. U některých střech tak může být výhodnější sáhnout po menším panelu s nižším výkonem, jindy naopak po výkonnějším modulu, který z dostupné plochy dostane maximum.
Standardní solární panely pro domácnosti mají obvykle rozměry 1650 mm x 990 mm (1,65 m x 0,99 m), se tloušťkou přibližně 40 mm. Nicméně, produkty se mohou lišit značkou a typem, což zahrnuje i monokrystalické a polykrystalické varianty.
Fotovoltaické panely můžeme na střechu umisťovat ve vertikální i v horizontální pozici. Umístění panelu "na stojáka" nebo "na ležáka" nemá na šikmých střechách žádný vliv na jeho funkci nebo výkon. Častější je montáž fotovoltaických panelů ve vertikální poloze, protože vychází laciněji, než montáž v horizontální poloze. Na rovných střechách, kde se panely umisťují v řadách s přizvednutím je výhodnější horizontální pozice panelů (na ležáka). Fotovoltaické panely umístěné horizontálně vytvářejí nižší překážku a díky tomu se do nich méně opírá vítr. V horizontálně umístěných řadách se solární panely lépe vyrovnávají se zastíněním v zimních měsících.
Hmotnost panelů je důležitým faktorem při instalaci, neboť musí být zohledněna nosnost střechy. Panely představují zátěž asi 22 kg/m2 a pro střechu v dobrém stavu to nepředstavuje problém. Při instalaci na rovnou střechu se ale konstrukce musí zatížit betonovými bloky.
Pokud nemáte místo přímo na rodinném domě, je možné využít střechu garáže, kůlny nebo stodoly. Objekt však vždy musí být zakreslen v katastru nemovitostí. Umístění mimo budovy na pozemku bohužel neumožňují podmínky pro přiznání dotace NZÚ.
Tabulka: Příklady rozměrů a výkonů solárních panelů
| Výrobce/Typ | Výkon (W) | Rozměry (mm) |
|---|---|---|
| JA Solar rezidenční | 430-455 | 1762 × 1134 |
| Jinko rezidenční | 420-440 | 1762 × 1134 |
| LONGi rezidenční | 490-505 | 1800 × 1134 |
| Schlieger AIKO | 460 | není uvedeno |
| LONGi | 430 | 1722 × 1134 |
Jak velkou elektrárnu můžete na střeše mít - legislativní limity
Starší jednoduché pravidlo, že bez licence se lze vejít jen do 50 kWp, už dnes neplatí v původní podobě. Energetický regulační úřad uvádí, že od 1. 8. 2025 je možné za splnění zákonných podmínek provozovat výrobnu elektřiny připojenou k elektrizační soustavě do 100 kW včetně bez licence, pokud v daném odběrném místě není připojená jiná výrobna elektřiny. Dříve platil limit 10 kW na výkon fotovoltaiky, abyste nemuseli mít na provozování elektrárny licenci od Energetického regulačního úřadu. S novelou energetického zákona od ledna 2023 je možné bez licence a stavebního povolení instalovat fotovoltaiku až do výkonu 50 kW.
Pro běžný rodinný dům je to spíš legislativní zajímavost než cíl návrhu, ale je dobré vědět, že dříve uváděná hranice 50 kWp už není obecné pravidlo. V praxi se u rodinných domů stejně nejčastěji pohybujeme v jednotkách kilowatt-peak, tedy hluboko pod těmito limity.Horní limit 10 kWp také stanovuje dotační program Nová zelená úsporám, ze kterého můžete čerpat 60 000 Kč až 155 000 Kč podle velikosti a typu systému. Dotace se vztahuje pouze na fotovoltaiky s instalovaným výkonem od 2 kWp do 10 kWp.
Program Nová zelená úsporám v oblastech podpory C3.3 až C3.7 stanovuje další horní limit pro výkon elektrárny. Fotovoltaický systém totiž nesmí vyrobit více energie, než kolik činí průměrná dlouhodobá spotřeba domu podle ročních vyúčtování. U novostaveb se vychází z předpokládané spotřeby domu vypočtené v energetickém průkazu budovy (PENB).
Způsob akumulace energie
Fotovoltaické elektrárny na rodinných domech musí vždy nějakým způsobem akumulovat přebytky elektřiny, které se nespotřebují ihned v okamžiku výroby. Minimální kapacita lithiových baterií je stanovena v kWh a vypočte se jako výkon elektrárny vynásobený koeficientem 1,25. U hybridních elektráren doporučujeme kombinaci obou způsobů akumulace energie.
Řešením letních přebytků může být pořízení větší akumulace, abyste byli schopni všechnu nespotřebovanou energii uchovat pro pozdější využití. Větší akumulací není myšlena jen větší baterie, ale také větší zásobník na teplou vodu (bojler). Baterie si kupovat nemusíte, jako akumulace může sloužit váš stávající bojler, pokud je dostatečně velký. Čím větší je objem vašeho bojleru, tím více pojme energie a tím déle vám tato energie vydrží.
Akumulovat přebytky do teplé vody není žádná ostuda, stejně byste si teplou vodu museli nějakým způsobem za peníze ohřát, tak proč to neudělat zadarmo? Akumulace do baterií je dražší varianta akumulace vyrobené elektřiny, ale zase nabízí mnohem více možností, větší luxus a hlavně výrazně vyšší bezpečí. Dům s fotovoltaickou elektrárnou a baterií je forma pojistky proti dlouhodobým výpadkům elektřiny, ať již nastanou z jakékoliv příčiny. Obě formy akumulace - do baterií a do teplé vody je žádoucí kombinovat.
Elektřina z FVE se vždy využije pro okamžitou vlastní spotřebu. Pokud máte přebytky, pak se pomocí energie z panelů nejdříve nabije baterie. Následně se další zbývající energie použije na ohřev teplé vody.
Typy solárních systémů
Systém fotovoltaických panelů může být off-grid, on-grid nebo hybridní. On-grid systémy jsou připojeny k veřejné elektrické síti, off-grid systémy pracují nezávisle a hybridní kombinují oba přístupy. Bateriové systémy umožňují uchovávat energii pro použití mimo sluneční špičku nebo v případě výpadku elektrické energie. Záleží na individuálních potřebách. Systémy s akumulací jsou vhodné tam, kde je potřeba nezávislost na elektrické síti nebo jsou časté výpadky proudu.
Výběr solárních panelů by měl být prováděn s ohledem na zmiňované faktory. Rozhodnutí o typu solárního panelu závisí na účinnosti, ceně, odolnosti a estetice. Monokrystalické panely nabízí vysokou účinnost a jsou vhodné pro menší střechy, zatímco polokrystalické jsou cenově dostupnější s mírně nižší účinností.
tags: #kolik #fotovoltaických #panelů #na #střechu