Než objednáte solární elektrárnu pro váš rodinný dům či firmu (1.díl)

DomůObnovitelné zdrojeNež objednáte solární elektrárnu pro váš rodinný dům či firmu (1.díl)
Zdroj: Pixabay

aneb minisérie o tom, nad čím je třeba se zamyslet před investicí do výstavby vlastní solární elektrárny. Tedy projektu, který má v ideálním případě vést ke snížení spotřeby elektřiny ze sítě a tím i k redukci spotřebovávané energie z fosilních zdrojů.

Díky omezení spotřeby ze soustavy je možné dosáhnout značných finančních úspor na fakturách od dodavatelů elektřiny. Solární elektrárna také přispívá k energetické soběstačnosti, a především v kombinaci s baterií slouží i jako záloha proti blackoutu. Mnohaletý spolehlivý provoz fotovoltaické elektrárny pak bývá (chybně) pokládán za samozřejmost. Pokud je však k této investici zvolen správný přístup, tak vás budou vždy po východu slunce hřát nejen sluneční paprsky, ale i dobrý pocit ze smysluplně vynaložených peněz.

Nešvary v projektech solárních elektráren

Ještě, než se dostaneme k vlastnímu zamyšlení, představme si dnes běžnou praxi na trhu s fotovoltaickými elektrárnami a bateriovými úložišti. Na trhu s dodávkami solárních elektráren na klíč působí řada velkých firem, které z důvodu omezení pracnosti instalace, standardizace svých projektů a maximalizace svého zisku nevolí vždy tu nejvýhodnější variantu pro zákazníka.

Typickými příklady, kde se tyto nešvary projeví, jsou:

  • Instalace méně spolehlivého a špatně servisovatelného typu střídače (centrálního, klíčového prvku elektrárny), který po 5-10 letech vyžaduje nákladnou výměnu. Porucha střídače pak vyřazuje z provozu celou elektrárnu do doby, než bude pořízen a naistalován střídač nový.
    Návrhy obsahující třífázové elektrárny, ačkoliv běžný rodinný dům nebo malá firma nedokáže výhody výrobny připojené na tři fáze využít. Takový koncept naopak způsobuje prodloužení návratnosti.
  • Neefektivní způsob akumulace vyrobené energie. Některé instalace ji využívají pro ohřev vody v bojleru nebo bazénu tak, že vyrobený stejnosměrný proud nejprve střídačem transformují na střídavý, aby byl následně jen „spálen“ v topném tělese. Takovýmto přístupem dochází k rychlejšímu opotřebení střídače (a tedy zkracování jeho životnosti), čemuž se dá vyhnout promyšlenějším návrhem celého systému.
  • Nevhodné propojení jednotlivých panelů solární elektrárny. Může se stát, že porucha jednoho panelu nebo jeho zastínění mohou vyřadit z provozu celou elektrárnu. Způsob zapojení pak také výrazně ovlivňuje nároky na zabezpečení celé elektrárny a tím i celkové náklady na její pořízení.
  • V případě využití baterií pro akumulaci elektřiny je dodán bateriový systém jako tzv. „black-box“. Pokud se takový bateriový systém porouchá, je oprava prakticky nemožná a pro potřeby akumulace musí být pořízen nový bateriový systém, čímž značně klesá efektivnost vynaložených prostředků.

Naopak, jako příklad dobrého projektanta a dodavatele, jenž výše zmíněné nešvary nikdy nedopustí, lze uvést společnost Asolar s.r.o. s projektantem Ing. Tomášem Vocílkou. Společnost GWL dlouhodobě spolupracuje s touto firmou na kvalitních projektech, které budou i díky bateriím GWL a Tomášově preciznosti zaručeně fungovat desítky let ke spokojenosti investora.

Háčky v nabídkách

V nabídkách velkých firem pak můžeme nalézt i několik háčků, které celkovou informaci o výhodnosti pořízení solární elektřiny zkreslí. V takovémto podání se investice do střešní solární elektrárny zdá být velmi lukrativní, ačkoliv realita pak může být značně odlišná.
Tím nejzákeřnějším, a často skrytým detailem nabídek, je neuvažování tzv. soudobosti výroby a spotřeby. Zjednodušeně řečeno, že výroba elektrárny se nerovná úspoře.

Měsíční suma výroby elektrárny objevující se v nabídkách ani zdaleka nemusí znamenat stejně velké měsíční omezení spotřeby elektřiny z distribuční soustavy. Pokud tedy sumu vyrobené elektřiny za měsíc vynásobíme cenou elektřiny, většinou se nedostaneme k hodnotě reálné měsíční úspory. Standardně bývá spotřebované množství elektřiny ze solární elektrárny v místě instalace nižší (obzvlášť bez vhodného využití akumulace), než kolik činí výroba elektrárny. Přebytky výroby pak putují do distribuční soustavy buď zadarmo nebo za velmi nízkou cenu (kolem 0,5 Kč/kWh).

Konkrétní poměr v místě vyrobené a spotřebované elektřiny záleží na:

  • charakteru spotřeby objektu v rámci typických pracovních a víkendových dnů v jednotlivých ročních obdobích
  • dimenzování výkonu solární elektrárny
  • možnostech akumulace

Z grafu sumy měsíční spotřeby domu (bez baterie) a měsíční výroby elektrárny se může zdát, že když je spotřeba v každém měsíci vždy vyšší než výroba, tak se veškerá elektřina z elektrárny využije k pokrytí spotřeby. Že to tak ani zdaleka nemusí být pak ukazuje graf denní spotřeby domu a denní výroby, kdy v poledních hodinách výroba solární elektrárny značně převyšuje spotřebu domu. Pokud není k dispozici akumulace, pak část elektřiny vyrobené kolem poledne nemůže být spotřebována v místě výroby. Tuto úvahu je nutné provést při stanovování výše finanční úspory, kterou bude fotovoltaická elektrárna přinášet.

Srovnání měsíční spotřeby domu v rámci roku a výroby střešní solární elektrárny.
Ze srovnání měsíční spotřeby domu v rámci roku a výroby střešní solární elektrárny by se mohlo zdát, že veškerá vyrobená elektřina se spotřebuje v domě.
Srovnání hodinové spotřeby domu v rámci dne a výroby střešní solární elektrárny.
Ale ze srovnání hodinové spotřeby domu v rámci dne a výroby střešní solární elektrárny už je patrné, že v hodinách kolem poledne může výroba elektrárny značně převyšovat spotřebu domu.

Co se skrývá pod mantrou rostoucí ceny elektřiny?

Druhým háčkem je to, že jediným ekonomickým faktorem v rozvaze nabídky na instalaci solární elektrárny je růst ceny elektřiny pořizované ze sítě. Toto opticky výrazně navyšuje předpokládanou úsporu v dlouhodobém horizontu. V kalkulaci pak ale vůči tomu není nijak uvažován růst kupní síly obyvatelstva, ani časová hodnota peněz. Samotný růst cen elektřiny je sice možný a pravděpodobný, ale v horizontu 30 let se jedná o věštění z křišťálové koule. Pro srovnání se podívejme na vývoj ceny silové elektřiny na pražské komoditní burze – elektřina teď stojí nominálně prakticky stejně jako stála před 13 lety. Reálná hodnota jedné koruny je ale přibližně o 30% nižší, tedy cena elektřiny klesla cca o třetinu! Hovořit tedy o stabilním dlouhodobém např. 2% růstu ceny je přinejmenším diskutabilní.

Vývoj velkoobchodní ceny silové elektřiny na pražské burze mezi lety 2007 a 2021
Vývoj velkoobchodní ceny silové elektřiny na pražské burze mezi lety 2007 a 2021

Může vůbec dávat solární elektrárna a baterie smysl?

Nyní se ještě na problematiku podívejme obráceně a zkusme se zamyslet nad tím, jak by to vlastně mělo vypadat správně. Existuje v dnešní době vůbec nějaká smysluplná cesta? Pokud se smíříme s určitými omezeními, tak se vhodné řešení nalézt dá.

Je nutné si uvědomit, že kombinace solární elektrárny a domácí baterie se až na naprosté výjimky bez dotací a státních podpor ekonomicky nevyplatí. Je tak pro ně nutné hledat jiné opodstatnění, jako je energetická soběstačnost, nezávislost, omezování emisí skleníkových plynů nebo vnitřní uspokojení z toho, že většinu dne můžete využívat čistou elektřinu z obnovitelného zdroje.

Solární elektrárna bez baterie se pak vyplatí poměrně rychle a je možné se dostat k návratnostem okolo 4 let a po uplynutí této doby už skutečně šetříte respektive „vyděláváte“. Co výrazně pomáhá rychlejší návratnosti jsou další formy akumulace energie například do horké vody v bojleru nebo bazénu, případně možnost napájet elektřinou ze solárních panelů klimatizaci.

Pokud bude chtít investor najít v elektrárně s baterií ekonomický smysl, tak se musí smířit s čerpáním státních dotací, což nemusí každému vyhovovat. Navíc většinou platí, že solární elektrárna dobře vyhovující dotacím, bývá slabou zálohou proti výpadkům soustavy a z pohledu snižování emisí CO2 si také nevede nejlépe.

Teď již ale přejděme k slibovanému zamyšlení, které by mělo předcházet vlastní investici do solární elektrárny.

Kolik mi solární články ve skutečnosti vyrobí elektřiny?

Velmi hrubě a zjednodušeně lze říct, že 1 kWp instalovaného výkonu (čteme kilo-watt-pík) vyrobí za rok v Česku asi 1 MWh (megawatt hodinu) elektrické energie. V současných cenách silové elektřiny (Česko, rok 2020) se tedy jedná asi o 1500 až 2000 Kč. Pro lepší představu lze tato čísla převést také na metry čtvereční nebo na kusy:

  •  1 m2 solárních panelů nebo tašek ročně vyrobí asi 200 kWh elektřiny v hodnotě 300 až 400 Kč a investičně vás přijde asi na 1500 Kč (panely) respektive 12 000 Kč (tašky).
  •  tj. 1 kus solárního panelu o průměrném výkonu 330 Wp vyrobí ročně asi 330 kWh elektřiny v hodnotě 500–650 Kč.

Pro zasazení výroby solárního elektrárny do kontextu lze zhruba říct, že se roční spotřeba elektřiny rodinného domu může pohybovat mezi 3 000 kWh až 15 000 kWh (3-15 MWh) v závislosti na tom, zda se elektřina používá jen na provoz běžných spotřebičů a svícení, nebo i na vaření, případně i na vytápění domu.

Zdroj: Solarcentury

Výroba rovná se úspora?

Bohužel to tak není, a to nejen kvůli již zmiňované soudobosti výroby a spotřeby. Dalším důvodem je, že dům je k distribuční síti nejčastěji připojen třemi fázemi, které se v Česku, jako v jediné zemi v EU, měří a účtují zvlášť (detailní vysvětlení tohoto šikanózního opatření je například v tomto článku). Zatímco tedy na jedné fázi mohu být přebytky z fotovoltaiky, ze zbylých dvou pak může naopak dům elektřinu ze sítě spotřebovávat. Výsledkem je, že za elektřinu na těchto dvou fázích je nutno platit distributorovi, ale přebytky na třetí fázi jsou do sítě distributora posílány zadarmo nebo za velmi nízkou cenu.

Je účinnost solárních panelů důležitá?

U průmyslové elektrárny s výkonem mnoha megawattů určitě ano. Pro domácnost, kde jsou na střeše řádově jednotky či nízké desítky kusů panelů, se nemá smysl honit za každou desetinou procent vyšší účinnosti. Zda má solární panel nebo solární střešní taška papírovou účinnost 18 % nebo 20 % je asi tak stejně důležité, jako zda je normovaná spotřeba automobilu v letáku výrobce 5,5 l nebo 5,7 l / 100 km. Reálný rozdíl (výsledek) není možné rozpoznat, protože jeho význam překryjí jiné významnější faktory.
Standardní solární panely o rozměru cca 1600 x 1000 mm dnes poskytují špičkový výkon od 300 do 360 Wp. Podobně, 1 m2 solárních tašek ve špičce vyrábí asi 180 až 220 Wp, tedy 0,18 – 0,22 kWh za hodinu. Rozdíly v tomto rozmezí není třeba řešit. Řádově větší vliv na výslednou účinnost systému bude mít to, jakou vyberete baterii, střídač nebo způsob zapojení celé elektrárny.

Záleží na zemi původu a jsou čínské panely či solární tašky nekvalitní?

Zda jsou panely/tašky čínské, korejské, japonské nebo evropské výroby není podstatné. K zemi původu je možné přihlédnout spíše z ideologických důvodů, pokud chcete někoho podpořit průmyslovou výrobu konkrétního státu. Pokud jsou všechny ostatní parametry panelů/tašek srovnatelné, pak teprve má cenu řešit zemi původu jako kritérium pro výběr. Rozdíly v kvalitě a životnosti jsou totiž zcela zanedbatelné a často je to obráceně, než by se intuitivně dalo očekávat. Ze zkušeností společnosti GWL s více než 10letou spoluprací se dvěma čínskými továrnami vyrábějícími špičkové výrobky za rozumné peníze lze říct, že i panely dodané před 10 lety stále fungují (na rozdíl od mnoha jiných) prakticky jako nové. Nikdy také v této souvislosti nebylo třeba řešit žádnou bezpečnostní závadu u zákazníka, zejména pokud jde přehřívání, nedokonalé spojení konektorů, jiskření apod.

Další část zamyšlení mj. i nad významem solárních tašek nebo smysluplností bateriových úložišť a dalších možnostech akumulace bude součástí druhého dílu této minisérie o domácích solárních elektrárnách a bateriích.

O autorovi

Michal Klečka je jedním ze zakladatelů společnosti GWL a.s., která je aktuálně největším dovozcem a prodejcem prizmatických lithium-železo-fosfátových článků v Evropě. Poté, co v roce 2020 opustil výkonné funkce firmy, se věnuje osvětě v oboru obnovitelných zdrojů, publikování a zajímavým projektům z oboru. Společnost GWL a.s. dosud zastupuje v asociaci AKU-BAT, je členem poroty architektonické soutěže Český Soběstačný Dům, spoluautorem energetického systému Českého Ostrovního Domu a konceptu iBATT.energy.

Loading...Loading...Loading...Loading...Loading...
Naši partneři
Odebírejte náš newsletter
Zadejte svůj email, pokud Vás zajímají čerstvé zprávy o energetice.
Naše služby a inzerce
Zobrazit
Web podporují