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? Kolik elektřiny dovede fotovoltaika vyrobit?
Výpočet potřebného výkonu a počtu panelů
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. 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 českých podmínkách počítejte orientačně s 1 000 kWh výroby na 1 kWp za rok. Na území České republiky vyprodukuje solární elektrárna o výkonu 1 kWp asi 950 kWh (Krkonoše) až 1 150 kWh (jižní Morava) elektřiny ročně. V Plzni získáte z 1 kWp solárních panelů 1 048 kWh elektřiny. Typická roční výroba střešních FVE je v řádu jednotek megawatthodin (MWh).
Skutečný výsledek závisí na lokalitě, orientaci střechy, sklonu, zastínění i technickém řešení celé elektrárny, ale jako první orientační výpočet je to velmi použitelné číslo. Důležité je nejen to, kolik elektřiny vyrobíte, ale kolik jí opravdu smysluplně využijete. Cílem je, abyste zužitkovali co nejvíce vyrobené elektřiny pro vlastní spotřebu a zároveň v létě prodávali přebytky - to vám vydělá peníze navíc, které pokryjí alespoň část nákladů na odběr elektřiny ze sítě v zimě.
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. U domu s běžnou spotřebou bez větších elektrických spotřebičů bývá často rozumný výkon někde mezi 3 a 6 kWp, ale univerzální číslo neexistuje. 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. 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.
Průměrný 3,5kW domácí fotovoltaický systém orientovaný na jih vyrobí přibližně 3 000 kWh za rok (8,21 kWh za den). U většiny domácností dává smysl 5-10 kWp. Větší výkon není automaticky lepší, záleží na spotřebě, střeše a možnostech připojení do sítě. 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.
Čtěte také: Fotovoltaika a střecha v jednom: Řešení Blachotrapez
Kroky k určení optimální velikosti FVE:
- Udělejte si přehled o tom, kolik elektřiny v domácnosti spotřebujete. Přesnou spotřebu najdete v ročním vyúčtování od dodavatele elektřiny. Záleží nejen na celkové spotřebě, ale zejména na jejím rozložení během roku.
- Analýza hodinové spotřeby: Pokud jste přes den doma nebo máte elektrické vytápění, můžete si dovolit větší instalaci.
- Nejdříve vypočítejte počet panelů. Celkový výkon elektrárny vydělte výkonem jednoho panelu. Podle rozměru panelu ověřte, kolik zabere plochy na střeše.
- 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.
Doporučujeme nechat si vypracovat přesnou kalkulaci od odborníků zdarma. Nechte to raději na nás. Nejdříve vás navštívíme u vás doma, zjistíme vaše požadavky, zaměříme střechu a ověříme proveditelnost instalace. Poté vypracujeme návrh fotovoltaiky pro váš dům včetně cenové nabídky, výpočtu doby návratnosti a vizualizace panelů na střeše. Schůzka i veškeré kalkulace jsou pro vás zdarma a k ničemu vás nezavazují.
Výkon a rozměry panelů
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.
Rezidenční modul JA Solar má například 430 až 455 W při rozměru 1762 × 1134 mm, Jinko 420 až 440 W při stejném rozměru 1762 × 1134 mm a LONGi nabízí rezidenční modul 490 až 505 W s rozměrem 1800 × 1134 mm. Námi instalované panely LONGI nabízí výkon 430 Wp a mají rozměr 1,722 × 1,134 m.
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. Co se týká nabídky fotovoltaiky, ještě praktičtější je přepočet na kusy. 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.
Výkon solárních panelů na m2 se u moderních modulů běžně pohybuje zhruba mezi 180 a 230 Wp. Z toho plyne rychlé pravidlo: 1 kWp ≈ 5 až 6 m2 střešní plochy u šikmých střech s přisazenou montáží. 10 kWp = přibližně 50 až 60 m2 panelů na šikmé střeše. Na ploché střeše počítejte s rezervou na rozestupy, typicky 80 až 120 m2 podle sklonu stojanů a orientace.
Čtěte také: Solární panely na střeše auta: Vyplatí se?
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.
V reálných fotovoltaických projektech lidé často nejdříve sledují výkon panelů, nikoli jejich rozměry solárního panelu, protože předpokládají, že „čím vyšší výkon, tím lepší“. Ve skutečných instalacích na komerčních i rezidenčních střechách však právě rozměry panelu často rozhodují o tom, zda systém dosáhne plánované kapacity a optimální výroby. Rozdíly v rozměrech mezi jednotlivými výkony mohou dosahovat i desítek centimetrů, což ovlivňuje počet řad, způsob rozmístění, využitelnou plochu a návrh stringů měniče. Od 420W do 600W se délka modulů postupně zvětšuje přibližně z 1,7 m na 2,27 m.
Při návrhu fotovoltaického systému určuje typ střechy, zda je vhodnější použít solární panely 420W, 450W, 500W nebo 600W. Šikmé střechy jsou obvykle omezené výškou mezi okapem a hřebenem, celkovou šířkou střechy, překážkami, jako jsou střešní okna nebo komíny, a potřebnými rozestupy pro bezpečnost a údržbu. Větší modul může způsobit, že řada nevyjde o několik centimetrů, a sníží celkový počet panelů. Proto se u šikmých střech upřednostňují menší panely 420-450W. Před rozmístěním panelů je nutné zjistit čistou využitelnou délku ve směru instalace.
| Výrobce a model | Výkon na panel (W) | Rozměr (mm) |
|---|---|---|
| JA Solar (rezidenční) | 430 - 455 | 1762 × 1134 |
| Jinko | 420 - 440 | 1762 × 1134 |
| LONGi (rezidenční) | 490 - 505 | 1800 × 1134 |
| LONGI | 430 | 1722 × 1134 |
Faktory ovlivňující výrobu elektřiny
Skutečný výsledek výroby elektřiny závisí na mnoha faktorech. Koeficient využití solárních panelů představuje poměr mezi elektřinou, kterou by solární panel teoreticky vyrobil při nepřetržitém využití instalovaného výkonu, a skutečně vyrobenou elektřinou. Průměrný koeficient využití solárních elektráren v ČR je podle dat ERÚ zhruba 12,6 %, což odpovídá průměrné roční výrobě 1100 kWh na kWp instalovaného výkonu.
Orientace a sklon střechy
- Solární panely bez ohledu na typ orientujeme vždy co nejvíce na jih. Optimální orientace dle světových stran je jihovýchod až jihozápad.
- Pokud není jiná možnost, můžete panely umístit i na východní nebo západní část střechy, ale počítejte se ztrátou na celoročním výkonu cca -15 %. Nikdy panely neumisťujeme na severovýchod, severozápad nebo rovnou na sever. Obecně řečeno, solární panely směřující přímo na východ nebo přímo na západ produkují asi o 20 % méně elektřiny, než kdyby byly otočeny na jih. I když je technicky možné instalovat solární panely na severní stranu vaší střechy, není to nejlepší místo pro výrobu solární energie (ve skutečnosti je to nejhorší).
- 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°. Optimální sklon panelů na střeše je 35°, aby vám v průběhu roku vyrobily co nejvíce elektrické energie. Při vodorovné instalaci panely ztrácí asi 15 % výkonu. Většina usazeného prachu a nečistot z panelu oprší nebo sjede se sněhovou pokrývkou při sklonu solárních panelů 15° a víc. Pokud má panel menší sklon než 15°, sníh z něj nesjede. Při deštích se ve spodní části panelů kolem rámu dělají louže, které po odpaření zanechávají prachové mapy. Solární panely, které nejsou umístěny s optimálním sklonem, například kvůli umístění na sedlové střeše s neoptimálním sklonem či orientací, mají koeficient využití nižší. Pro svisle umístěné solární panely může tento koeficient klesnout až na 7,5 %.
- 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. Jestliže 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.
Zastínění
Zastínění je dalším faktorem. Pro maximalizaci výroby elektřiny je nezbytné zajistit, aby byly solární panely instalovány na přímém slunečním světle a bez jakýchkoli překážek nebo zastínění. U šikmých střech je důležité hlavně to, jak budou panely poskládané na konkrétní střešní plochu a jak se vyřeší komíny, střešní okna, vikýře nebo antény. Fotovoltaické panely se zapojují sériově, a proto 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.
Čtěte také: Vše o střešních solárních elektrárnách
Počasí a roční období
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. Solární panely mají tendenci vyrábět více energie v letním období díky delšímu dennímu světlu a vyššímu počtu hodin slunečního svitu. Nicméně při extrémně vysokých teplotách jsou solární panely náchylné k přehřívání, což může vést ke snížení výroby elektřiny. V ČR vyrábí fotovoltaika nejvíce od dubna do srpna. Výkon fotovoltaických panelů v zimě (od listopadu do ledna) není ani třetinový oproti létu, výroba se pohybuje jen mezi 30-40 kWh/měsíc.
Znečištění a údržba
Problémy působí i znečištění, jako je prach nebo spadané listí. Pravidelné čištění solárních panelů je zásadní pro zachování jejich výkonu, protože nahromaděné nečistoty mohou bránit přístupu slunečního světla k panelu, a tím snižovat produkci elektřiny. Solární panely je vhodné čistit večer pomocí hadice a zajistit, aby se proud vody dostal až k panelu. V případě, že jsou vaše solární panely nadměrně znečištěné, může být vhodné zvážit profesionální čištění. Pokud by panely byly umístěné v menším sklonu než 15°, pak ztratí svoji samočistící schopnost.
Degradace panelů
Při návrhu fotovoltaického systému se často zapomíná na degradaci panelů. Časem ztrácí panely na výkonu, a to až několik procent ročně. Za pár let tak vyrobené množství elektřiny výrazně klesne. Abyste tomu zabránili, vybírejte panely s garancí lineárního výkonu. My poskytujeme nadstandardní záruku 30 let na lineární výkon panelů Amerisolar. To znamená, že i po 30 letech zůstane zachováno minimálně 80 % výkonu. My instalujeme panely LONGI s nadstandardní zárukou 25 let na lineární výkon.
Typy fotovoltaických panelů a jejich účinnost
Fotovoltaické panely slouží k výrobě elektrické energie, ke které využívají fotovoltaický jev. Vedle samotného provedení je nejdůležitější výrobní technologie. Rozlišujeme monokrystalické, polykrystalické a amorfní fotovoltaické panely.
Monokrystalické panely: Účinné při ideálních podmínkách
Monokrystalické fotovoltaické panely vynikají při ideálních podmínkách nejvyšší účinností v rozsahu od 14 do 18 %. Aktuálně nejmodernější panely disponují účinností okolo 23 %. Díky vysoké účinnosti postačí pro výrobu elektrické energie menší plocha panelů. Monokrystalické panely mají výrazně tmavý odstín od hnědé přes modrou až po černou. Vyšší účinnost je vykoupena vyšší pořizovací cenou.
Polykrystalické panely: Rovnoměrný výkon
Polykrystalické fotovoltaické panely disponují oproti monokrystalickým panelům o něco menší účinností (přibližně 12 až 17 %). Jejich předností je rovnoměrný výkon i při rozptýleném světelném záření. Polykrystalické panely jsou proto vhodné pro instalace, kde nejsou ideální světelné podmínky z pohledu orientace a sklonu panelů. Fotovoltaické panely s polykrystaly disponují modrým zbarvením s nepravidelnými obrazci. Dříve byly polykrystalické panely cenově výhodnější než panely s monokrystaly. Aktuálně cenový rozdíl není příliš markantní.
Amorfní panely: Produkce i při nízké intenzitě
Amorfní fotovoltaické panely disponují účinností v rozmezí od 7 do 9 %. Jejich předností je vyšší citlivost na rozptýlené sluneční záření a produkce při nízké intenzitě záření. Oproti panelům z krystalického křemíku se podstatně pomaleji přehřívají a disponují vyšší efektivitou v letních měsících. Udávaný celoroční výnos může být kvůli vyšší citlivosti až o 10 % vyšší než u monokrystalických a polykrystalických panelů. Avšak pro dosažení srovnatelného výkonu je potřeba amorfní panely instalovat přibližně na 2,5× větší ploše.
Účinnost fotovoltaických panelů má své hranice
Možná se divíte, že účinnost fotovoltaických panelů se pohybuje od 12 do 18 %. Aktuálně nejmodernější panely disponují účinností okolo 23 %. Při zohlednění technické náročnosti jsou to však výborné výsledky. Technologický vývoj účinnost fotovoltaických panelů navíc stále navyšuje. I přesto účinnost panelů nepřesáhne 34 %. Omezení popisuje Shockleyův-Queisserův limit.
Akumulace energie
Fotovoltaické elektrárny na rodinných domech musí vždy nějakým způsobem akumulovat přebytky elektřiny, které se nespotřebují ihned v okamžiku výroby. Dům s fotovoltaickou elektrárnou a baterií je forma pojistky proti dlouhodobým výpadkům elektřiny, ať již nastanou z jakékoliv příčiny. Extrémní výkyvy počasí, které známe z posledních let nám do budoucna mohou připravit nejedno nemilé překvapení. 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. Orientačně se u rodinných domů osvědčuje poměr 0,8 až 1,5 kWh úložiště na 1 kWp.
Akumulace do teplé vody
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
Akumulace do baterií je dražší varianta akumulace vyrobené elektřiny, ale zase nabízí mnohem více možností, větší luxus a hlavně výrazně vyšší bezpečí. 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. Baterie a chytré řízení dokážou posunout spotřebu do doby, kdy svítí, a uložit přebytky na večer.
Legislativní limity a dotace
Maximální velikost elektrárny
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. 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.
Dříve platil limit 10 kW na výkon fotovoltaiky, abyste nemuseli mít na provozování elektrárny licenci od Energetického regulačního úřadu. Licence je něco jako živnostenský list pro podnikání v energetice. S licencí se pojí mnoho povinností a administrativy, proto se licenci chcete vyhnout. Na FVE do 10 kWp se také vztahuje osvobození příjmů, pokud nějakou nespotřebovanou elektřinu prodáte do distribuční sítě. S novelou energetického zákona od ledna 2023 je možné bez licence a stavebního povolení instalovat fotovoltaiku až do výkonu 50 kW. Střešní instalace do 100 kW dnes spadají do zjednodušeného režimu, obvykle bez licence a bez klasického stavebního povolení, vždy ale po ověření připojení u distributora. Nad 100 kW už jde o plnohodnotný energetický projekt se stavebním řízením a licencí ERÚ.
Dotace Nová zelená úsporám
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. Z programu Nová zelená úsporám získáte dotaci na fotovoltaiku ve výši až 160 000 Kč, ve vybraných obcích máte nárok ještě na 10% bonus. Dotace se vztahuje pouze na fotovoltaiky s instalovaným výkonem od 2 kWp do 10 kWp. Dříve platilo ještě další omezení dotace Nová zelená úsporám, a sice, že fotovoltaická elektrárna nesměla vyrobit více energie, než kolik činila průměrná spotřeba elektřiny v domácnosti.
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).
Menší elektrárny s ohřevem vody jsou levnější a větší procento z jejich ceny pokrývá dotace. Menší elektrárny s ohřevem TUV mají nejkratší návratnost. Větší elektrárnou si můžete sáhnout na větší dotaci. I mezi hybridními elektrárnami s bateriemi jsou výhodnější spíše menší jednofázové varianty.
tags: #jaké #výkony #mají #solární #panely #na