Jak navrhnout FV elektrárnu

Při stanovení správné velikosti elektrárny velmi záleží, jaké jsou vaše primární požadavky – jestli je hlavní požadavek „dostat na střechu co nejvíc“ nebo například „optimalizovat elektrárnu tak, aby co nejvíc vyráběla pro vlastní spotřebu objektu„. V prvním případě je maximální velikost elektrárny dána velikostí střechy a od roku 2011 také faktickým legislativním omezením, které dovoluje instalaci pouze elektráren do velikosti 30kW.V případě optimalizace elektrárny na efektivitu spotřeby v místě výroby (a tedy i na nejlepší návratnost investice) počítejte s tím, že čím větší bude výroba (a tedy velikost) elektrárny v poměru ke spotřebě objektu, tím menší procento z elektřiny vyrobené elektrárnou bude v místě využito (přebytek pak bude dodán do distribuční sítě). V reálné situaci závisí také na typu spotřeby objektu – optimální je stav, kdy hlavní spotřeba v objektu je vyžadována v průběhu dne (např. školy, výrobní haly, administrativní budovy).

Trochu horší je to v případě rodinných domů, kdy je spotřeba směřována spíše do brzkých ranních a pozdních odpoledních a večerních hodin. Tuto bilanci vylepšují víkendy, topení (např. tepelné čerpadlo, přímotopy), které pracují i přes den a další „denní“ spotřebiče (např. klimatizace, ohřev bazénu a pod.). Také je možno část spotřeby přesměrovat (posunutí startu myčky, pračky, apod.) a tak výsledný poměr zlepšit.

Velmi zhruba je pro první přiblížení možno počítat, že při roční výrobě elektrárny zhruba 1:1 k roční spotřebě domu, je výsledná využitelná energie vyrobená solární elektrárnou cca 20-30% (= zhruba toto bude průměrná celoroční výroby, která bude spotřebována v objektu, zbytek bude dodán do sítě). V případě velikosti elektrárny cca 1:3 (celková roční výroba tvoří zhruba 1/3 spotřeby) roste procento „využitelnosti v místě výroby“ až nad 50%, v optimálních případech až k 70% (a se zvyšujícím se rozdílem mezi výrobou a spotřebou se dále postupně zvyšuje). Další optimalizace využití vyrobené energie není při zachování velikosti elektrárny příliš reálná bez akumulace. A akumulace je samostatnou kapitolou, dnes podporovanou v rámci Nové zelené úsporám – jednodušší varianta je akumulace do vody (např. bojler), technicky i finančně náročnější je pak akumulace do baterií.

V případě požadavku na systém s akumulací nás prosím kontaktujte.

Protože fotovoltaická elektrárna potřebuje v ideálním případě přímý sluneční svit, je ideální orientace panelů na jih. V případě, že vaše střecha není orientovaná přímo na jih, nevěšte hlavu. Odklon panelů o několik stupňů na jihozápad nebo jihovýchod má pouze minimální dopad na celkovou vyrobenou energii. Při změně orientace do 20° jedním či druhým směrem je možno počítat se snížením výkonu elektrárny do 5%. Při nasměrování panelů na západ či východ je již pokles výraznější (až 25%), i to však může být pro některé realizace stále akceptovatelné.

Ideální sklon pevně instalovaných panelů v našich zeměpisných šířkách je okolo 33°. Jde o kompromis mezi výtěžností elektrárny při sluníčku nízko nad horizontem (zimní období) a vysoko na obloze (letní období). I zde platí, že rozdíl v instalaci mírně odlišné od optimální polohy má pouze malý negativní vliv – při instalaci v rozmezí 10°- 60° je pokles výkonu do 10%. Při instalaci vodorovně je pokles cca 10%, při osazení panelů svisle (např. na fasádu) je pokles výkonu cca 25-30%. Uvedené parametry platí pro panely vyrobené z krystalického křemíku. Panely amorfní mají obecně nižší účinnost, na druhé straně nejsou tak citlivé na potřebu přímého slunečního ozáření a např. při instalaci na svislou stěnu mohou při stejné ploše dodávat obdobný výkon jako poly- nebo monokrystalické panely.Jak je také patrné z informací uvedených v tomto bodě, při optimalizaci fotovoltaického systému pro zimní podmínky (např. off-grid systémy využívané pro akumulaci energie) je optimální umístění panelů v poloze téměř svisle (= kolmo na paprsky ze slunce nacházejícího se nízko nad horizontem).

Na šikmé střeše počítejte, že potřebujete cca 7-8m2 na panely o výkonu 1kW. Potřebnou plochu zvětšují okna, vikýře, komíny a další nerovnosti na střeše, které je nutno obejít kvůli stínu. Obvykle přitom jde o výrazně vyšší navýšení požadavků na plochu, než je vlastní plocha prvku, protože je třeba se „trefit“ s konkrétní řadou panelů. Zároveň je vhodné počítat ideálně s minimálně 60 cm po obvodu střechy, které by měly zůstat volné z hlediska bezpečného zemění a ochrany proti přepětí.Na rovné střeše je na 1kW třeba cca 20m2 plochy. Důvodem vyššího nároku je předpokládaná instalace panelů se sklonem alespoň 20° (ideálně 33°) a následný požadavek na odstup mezi jednotlivými řadami kvůli stínu především od pozdního podzimu do časného jara.