Co je fotovoltaická elektrárna?

Fotovoltaická nebo též solární elektrárna vyrábí elektřinu ze slunečního záření. Jedná se o obnovitelný a nevyčerpatelný zdroj energie, který k výrobě elektřiny nepotřebuje žádné palivo.

Fotovoltaickou elektrárnu tvoří dva základní komponenty – fotovoltaické (solární) panely a střídač.

Fotovoltaické panely – při dostatečném osvětlení vyrábí elektřinu, konkrétně stejnosměrný proud. Tyto panely lze umístit na střechu domu, garáže, pergoly, i na fasádu, stejně jako na střechu výrobní haly, na zastřešení parkoviště nebo na pozemek. Čím více panelů je instalováno, tím větší výkon elektrárna má. Čím více a čím delší dobu jsou panely ozářeny sluncem, tím více elektřiny elektrárna vyrobí.

Střídač, měnič (oba pojmy jsou správně) – aby se dala elektřina z fotovoltaiky normálně využívat, je nutné k panelům připojit střídač. Ten převede stejnosměrný proud z panelů na elektřinu s takovými parametry, aby na ní mohly normálně fungovat standardní spotřebiče připojené do zásuvky. Střídač obvykle vypadá jako „krabice na zdi“, do které je kabely přivedena elektřina z panelů. Teprve ze střídače vede kabel do domácího nebo firemního rozvaděče.

Různé druhy fotovoltaických panelů, foto © TZB-info.cz

Střídač domácí fotovoltaické elektrárny, foto © TZB-info.cz

Je-li žádoucí energii ze slunce využívat i v době, kdy slunce nesvítí, typicky v noci, je nutné připojit nějaký druh úložiště, akumulace energie – nejčastěji elektrické baterie nebo zásobník na teplou vodu. Pokud akumulace na dobu bez slunečního svitu nedostačuje, je potřeba fotovoltaiku doplnit záložním zdrojem. To může být benzinová nebo dieselová elektrocentrála, kogenerační jednotka, palivový článek, ale i klasická elektrická přípojka.

Co byste měli znát před instalací domácí fotovoltaické elektrárny?

Proč si pořídit fotovoltaickou elektrárnu ?

Nezávislost

Pořízením vlastního zdroje se zvyšuje vaše nezávislost na dodávkách elektřiny ze sítě a dalších souvisejících věcech – tj. na cenách elektřiny, podmínkách připojení nebo výpadcích sítě. Čím větší elektrárna, tím větší míra energetické a ekonomické nezávislosti.

• Částečná (pohodlná) nezávislost – síťová nebo hybridní elektrárna
  Na střeše máte fotovoltaiku a zároveň zůstáváte připojeni k síti. Elektrárna pokryje část vaší spotřeby čistou elektřinou, sníží účet za elektřinu a se správným střídačem a baterií pomůže přečkat výpadky. Zároveň se díky připojení k síti nestane, že by vám doma došla elektřina, nejste tedy závislí na počasí. Elektrárna vás nijak neomezuje, můžete žít stejně jako dosud.

• Úplná nezávislost (pro nadšence) – ostrovní elektrárna, autonomní systém
  Buď ve vašem okolí není možnost připojení k elektrické síti, nebo se vám idea nezávislosti líbí natolik, že se rozhodnete používat elektřinu výhradně z vlastního zdroje a nepřipojovat se k síti. Oproti částečné nezávislosti budete potřebovat větší a dražší elektrárnu a zároveň bude nutné přizpůsobit váš životní styl dostupnosti elektřiny ze slunce.

Ekologie

Využíváním elektřiny z fotovoltaiky šetříte životní prostředí. Elektřina, kterou si vyrobíte na vlastní střeše ze slunce, je 100% čistá a těžko získáte jinou, která bude více ekologická. Nemuselo se kvůli ní vytěžit a spálit žádné palivo, nevznikly kvůli ní žádné emise ani jiný odpad, ani se část elektřiny neztratila při přenosu na dlouho vzdálenost. Samozřejmě bylo nutné elektrárnu vyrobit, dopravit a instalovat, což stálo suroviny i energii – to však platí i u všech ostatních zdrojů elektřiny. Jakmile je fotovoltaika jednou instalována, stačí jí k výrobě elektřiny pouze sluneční svit.

Fotovoltaický článek, foto © TZB-info.cz

Jeden a půl roku – tak dlouho přibližně trvá, než solární panel v ČR vyrobí tolik elektřiny, jako bylo potřeba na jeho výrobu. Zároveň platí, že účinnost panelů i efektivita jejich výroby se každým rokem zlepšuje a stále větší část energie na výrobu samotných článků a panelů je pokryta také z obnovitelných zdrojů. Fotovoltaické panely lze kompletně recyklovat, střídače také, u baterií záleží na konkrétní technologii.

Recyklace fotovoltaických panelů na konci životnosti

Olověné baterie umíme plně recyklovat už dnes, technologie recyklace lithiových baterií je již připravena. Zatím (rok 2021) díky relativně dlouhé životnosti není pro komerční recyklaci dostatek vysloužilých baterií. K tomu přispívá i snaha baterie používat opakovaně, např. baterie z elektromobilů využít pro stacionární úložiště, a pak je teprve recyklovat.

Návratnost fotovoltaiky a úspora

Většina zákazníků od fotovoltaiky očekává úsporu. Fotovoltaika je relativně nákladná na pořízení, ale ceny stále klesají a elektřina, kterou elektrárna v příštích desetiletích vyrobí, je zdarma. Elektřinu získanou ze slunce není potřeba nakoupit ze sítě. Roční úspora se u správně nastavené a používané elektrárny pohybuje v řádu jednotek až desítek tisíc korun ročně.

Dopočítat se přesné úspory i doby návratnosti je u domácí fotovoltaiky obtížné. Do hry vstupuje řada proměnných – namátkou pořizovací cena, spotřeba elektřiny, míra využití vyrobené elektřiny, lokalita domu, stínění, cena elektřiny ze sítě, dotace a další.

Návratnost fotovoltaiky: kdy vám ušetří statisíce a kdy se naopak nevyplatí?

Obecně lze říct, že u dobře nastavené a používané domácí elektrárny s akumulací se při využití dotace návratnost pohybuje mezi 8 a 16 lety (rok 2021). 10 a méně let je hodnota velmi slušná a těžko dosažitelná, vyplatí se prodejce zeptat, jak k této hodnotě došel. 11–16 let můžeme označit za návratnost standardní, při 17 a více letech už se vyplatí zvážit, zda využívání sluneční energie ve svém domě nepojmout jinak.

Jedním ze způsobů, jak návratnost významně zkrátit, je instalace systému bez akumulace. Pak je návratnost v řádu jednotek let i bez dotací, podmínkou návratnosti však je, že je zákazník schopen vyrobenou elektřinu okamžitě spotřebovat. Proto firemní zákazníci volí tuto variantu už dnes. U domácností je to náročnější, většinou nejsou schopny během dne využít výkon několika kilowattů bez přetoků do sítě. Dotace na fotovoltaiku pro domácnosti je navíc podmíněna instalací akumulace, ať už bateriové nebo tepelné (ohřev vody).

Ekonomické hledisko, tedy úspora peněz, ekonomická návratnost nebo zajištění na důchod, je nejčastějším důvodem pořízení vlastního zdroje elektřiny. Avšak mnohdy ne jediné. Řeč je o vlastním zdroji čisté elektřiny s nenáročnou obsluhou a dlouhou životností. Podstatnou hodnotou pro zákazníky je tudíž i vyšší soběstačnost, šetrnost k životnímu prostředí nebo záloha při výpadku elektřiny.

Co od fotovoltaiky očekávat

Cena fotovoltaiky a dotace

Cena domácí fotovoltaiky s akumulací se pohybuje okolo 60 000 – 150 000 Kč u elektráren s ukládáním přebytků do teplé vody a mezi 100 000 – 500 000 Kč u systémů s baterií nebo tepelným čerpadlem (rok 2021), v obou případech s využitím dotace. Cena celého systému se samozřejmě liší v závislosti na konkrétní instalaci a lze ji téměř neomezeně navyšovat (nabíjení elektromobilu, vyhřívání bazénu nebo skleníku, vícedenní záloha proti výpadku, ostrovní systém…).

Životnost fotovoltaiky

Fotovoltaický panel vydrží 35 let i déle, střídač přibližně 12 let a baterie 15 let (jedná se o odhad životnosti, ne o délku záruky výrobce nebo dodavatele na jednotlivé komponenty). Co se stane po těchto lhůtách? Fotovoltaický panel i baterie budou nadále fungovat, jen panely budou mít nižší výkon a baterie nižší kapacitu, než když byly nové. Střídač touto dobou začne vykazovat vady nebo přestane fungovat a bude nutné ho vyměnit.

Životnost konkrétní fotovoltaické elektrárny (za jak dlouho a o kolik poklesne výkon panelů nebo kapacita baterie, kdy bude potřeba údržba…) záleží na mnoha faktorech – kvalitě a technologii jednotlivých komponentů, správnosti instalace, nastavení systému, povětrnostních podmínkách, způsobu používání a dalších. Tyto proměnné mohou životnost jednotlivých součástí prodloužit, stejně jako zkrátit.

Monitoring výroby a spotřeby fotovoltaických elektráren

Řada dnes nabízených elektráren nabízí možnost sledování a často i ovládání elektrárny přes internet. Přes mobil nebo počítač tak můžete sledovat aktuální spotřebu své domácnosti i její vývoj v čase. Zároveň v aplikaci vidíte energetické toky v domě – kolik vyrábí fotovoltaika, kolik elektřiny se spotřebuje v domě, jestli se elektřina ukládá do baterie, nebo zda čerpáte elektřinu ze sítě a kolik. Tento nástroj je velmi užitečný při snižování spotřeby energie v domácnosti.

Některé servisní a instalační firmy monitoring také využívají pro sledování stavu elektrárny a jsou tak schopny samy zjistit závadu nebo jí dokonce předejít. I v případě, že takový servis sjednaný nemáte, vyplatí se pomocí vhodných nástrojů chod vaší elektrárny sledovat i z důvodů bezpečnosti, kdy včasné odhalení poruchy systému může být klíčové.