Fotovoltaika môže domácnosti znížiť množstvo elektriny odoberanej zo siete, no iba vtedy, keď je systém správne nadimenzovaný. Príliš malá elektráreň nepokryje očakávanú spotrebu, zbytočne veľká zase môže vyrábať prebytky, ktoré domácnosť nedokáže efektívne využiť. Koľko solárnych panelov teda potrebuje rodinný dom a ako sa dá ich počet orientačne vypočítať?
V tomto článku pod pojmom solárne panely myslíme fotovoltické panely vyrábajúce elektrinu, nie slnečné kolektory určené na ohrev vody.
Počet panelov sa neurčuje podľa veľkosti domu
Pri prvom odhade sa často používa počet členov domácnosti alebo rozloha rodinného domu. Ani jeden z týchto údajov však nehovorí presne, koľko elektriny domácnosť spotrebuje.
Dva rovnako veľké domy môžu mať úplne rozdielnu spotrebu. V jednom sa elektrina využíva iba na osvetlenie a bežné spotrebiče, v druhom navyše na ohrev vody, vykurovanie, klimatizáciu, bazén alebo nabíjanie elektromobilu.
Základom výpočtu preto nie je plocha domu, ale najmä:
- ročná spotreba elektriny,
- podmienky na konkrétnej streche,
- výkon jedného fotovoltického panela,
- čas, keď domácnosť elektrinu spotrebúva,
- očakávané zmeny spotreby v nasledujúcich rokoch.
Kde zistíte ročnú spotrebu elektriny
Ročnú spotrebu nájdete na vyúčtovacej faktúre od dodávateľa elektriny. Uvedená býva v kilowatthodinách, teda v kWh.
Pokiaľ máte k dispozícii viac vyúčtovaní, použite priemer za posledné dva až tri roky. Jediný rok môže byť skreslený mimoriadne teplou zimou, dlhšou neprítomnosťou, rekonštrukciou alebo zmenou počtu členov domácnosti.
Pri dome, ktorý ešte nie je obývaný, treba spotrebu odhadnúť podľa projektovej dokumentácie, typu vykurovania, spôsobu prípravy teplej vody a plánovaných spotrebičov. Takýto odhad by mal spracovať projektant alebo odborný zhotoviteľ.
Čo znamenajú kWh, kW a kWp
Pri fotovoltike sa stretávame s viacerými podobnými jednotkami.
Kilowatthodina – kWh vyjadruje množstvo spotrebovanej alebo vyrobenej energie. Ak domácnosť za rok spotrebuje 4 500 kWh, ide o jej ročnú spotrebu elektriny.
Kilowatt – kW vyjadruje okamžitý výkon. Napríklad rýchlovarná kanvica môže mať príkon približne 2 kW.
Kilowatt-peak – kWp označuje menovitý špičkový výkon fotovoltických panelov pri štandardizovaných testovacích podmienkach. Systém s výkonom 5 kWp preto nevyrába nepretržite 5 kW. Skutočný výkon sa mení podľa intenzity slnečného žiarenia, teploty panelov, orientácie, sklonu a tienenia.
Koľko elektriny vyrobí 1 kWp fotovoltiky
Na veľmi orientačný výpočet sa dá v slovenských podmienkach pracovať so zaokrúhleným predpokladom:
1 kWp fotovoltiky vyrobí približne 1 000 kWh elektriny za rok.
Nejde však o hodnotu platnú pre každý dom. Na vhodnej, nezatienenej streche v slnečnejšej oblasti môže byť výroba vyššia. Nevhodná orientácia, tienenie, komplikovaný tvar strechy alebo zvýšené systémové straty ju môžu znížiť.
Presnejší odhad sa dá získať pomocou bezplatného nástroja PVGIS, ktorý prevádzkuje Spoločné výskumné centrum Európskej komisie. Do výpočtu zahŕňa polohu domu, orientáciu, sklon panelov, použitú technológiu a systémové straty. Výsledkom je odhad priemernej mesačnej a ročnej výroby.
Jednoduchý výpočet potrebného výkonu fotovoltiky
Orientačný výkon systému vypočítate podľa vzorca:
Potrebný výkon fotovoltiky v kWp = ročná spotreba elektriny v kWh ÷ očakávaná výroba z 1 kWp
Pri zjednodušenom odhade 1 000 kWh z jedného kWp je výpočet veľmi jednoduchý.
Domácnosť so spotrebou 4 000 kWh ročne:
4 000 ÷ 1 000 = 4 kWp
Domácnosť so spotrebou 6 000 kWh ročne:
6 000 ÷ 1 000 = 6 kWp
Takto vypočítaný výkon predstavuje systém, ktorého predpokladaná ročná výroba sa približne rovná ročnej spotrebe domácnosti. Nemusí však ísť o ekonomicky najvýhodnejšie riešenie, pretože výroba a spotreba elektriny neprebiehajú v rovnakom čase.
Koľko fotovoltických panelov potrebujete
Keď poznáte potrebný výkon systému, počet panelov závisí od výkonu jedného modulu.
Pri paneli s výkonom 450 Wp, teda 0,45 kWp, použijete vzorec:
Počet panelov = potrebný výkon systému v kWp ÷ 0,45 kWp
Výsledok treba zaokrúhliť na celé panely. Keďže konkrétny systém sa skladá z presného počtu modulov a musí spĺňať technické požiadavky meniča, konečný počet môže zhotoviteľ mierne upraviť.
Orientačný počet panelov podľa ročnej spotreby
Výpočet v tabuľke predpokladá výrobu približne 1 000 kWh z jedného kWp ročne a panely s výkonom 450 Wp.
| Ročná spotreba domácnosti | Orientačný výkon systému | Počet panelov s výkonom 450 Wp | Skutočný výkon panelov |
|---|---|---|---|
| 2 500 kWh | 2,5 kWp | 6 panelov | 2,70 kWp |
| 3 000 kWh | 3,0 kWp | 7 panelov | 3,15 kWp |
| 4 000 kWh | 4,0 kWp | 9 panelov | 4,05 kWp |
| 5 000 kWh | 5,0 kWp | 11 až 12 panelov | 4,95 až 5,40 kWp |
| 6 000 kWh | 6,0 kWp | 14 panelov | 6,30 kWp |
| 8 000 kWh | 8,0 kWp | 18 panelov | 8,10 kWp |
Tabuľka slúži iba ako prvý odhad. Dom so spotrebou 5 000 kWh nemusí automaticky potrebovať systém s výkonom 5 kWp. Pri nízkej dennej spotrebe môže byť výhodnejšia menšia elektráreň, z ktorej domácnosť spotrebuje väčší podiel vyrobenej energie priamo.
Praktický príklad výpočtu
Predstavme si rodinný dom s ročnou spotrebou 4 800 kWh. Strecha je primerane orientovaná, bez výrazného tienenia, preto pre prvý odhad použijeme výrobu 1 000 kWh na jeden kWp ročne.
1. Výpočet potrebného výkonu
4 800 ÷ 1 000 = 4,8 kWp
2. Výpočet počtu panelov
Pri paneloch s výkonom 450 Wp:
4,8 ÷ 0,45 = 10,67
Potrebných by teda bolo približne 11 panelov.
3. Skutočný inštalovaný výkon
11 × 450 Wp = 4 950 Wp, teda 4,95 kWp.
4. Odhad ročnej výroby
Pri výrobe 1 000 kWh z jedného kWp:
4,95 × 1 000 = približne 4 950 kWh ročne
Takýto systém by mohol za celý rok vyrobiť približne toľko elektriny, koľko domácnosť spotrebuje. To však neznamená, že nebude odoberať elektrinu zo siete.
Rovnaká ročná výroba neznamená nulový účet za elektrinu
Fotovoltika vyrába elektrinu predovšetkým cez deň a najviac jej produkuje počas slnečných mesiacov. Domácnosť však elektrinu potrebuje aj večer, v noci a počas zimy.
Môže sa preto stať, že systém za rok vyrobí 5 000 kWh a domácnosť za rovnaké obdobie spotrebuje 5 000 kWh, no veľkú časť letnej výroby odošle do distribučnej siete. Večer alebo v zime bude elektrinu zo siete opäť odoberať.
Pre výslednú úsporu je preto dôležité nielen množstvo vyrobenej elektriny, ale aj miera vlastnej spotreby – teda koľko energie využijete priamo v čase jej výroby.
Vlastnú spotrebu možno zvýšiť napríklad presunutím ohrevu vody, prania, umývania riadu, klimatizácie alebo nabíjania elektromobilu do času, keď fotovoltika vyrába najviac.
Je lepšie pokryť celú ročnú spotrebu?
Nie vždy. Pri domácnosti s nízkou dennou spotrebou môže byť ekonomicky rozumnejší systém, ktorého ročná výroba je nižšia ako celková ročná spotreba, ale väčšiu časť vyrobenej elektriny domácnosť využije priamo.
Väčší systém dáva väčší zmysel najmä vtedy, keď:
- domácnosť spotrebúva veľa elektriny počas dňa,
- elektrinou ohrieva vodu,
- využíva bazénovú technológiu alebo klimatizáciu,
- môže cez deň nabíjať elektromobil,
- plánuje zvýšenie spotreby,
- dokáže zmysluplne využívať alebo ukladať prebytky.
Rozhodujúcim podkladom by preto nemala byť iba ročná faktúra. Veľmi užitočný je aj denný alebo hodinový profil spotreby zo smart elektromera.
Ako výpočet ovplyvňuje orientácia strechy
Najvyššiu ročnú výrobu spravidla poskytuje nezatienená strecha orientovaná približne na juh. Využiteľné sú však aj strechy orientované od juhovýchodu po juhozápad.
Fungovať môže aj rozdelenie panelov na východnú a západnú stranu. Takýto systém začne vyrábať skôr ráno a pokračuje dlhšie popoludní. Jeho výroba môže lepšie kopírovať spotrebu domácnosti, hoci celková ročná produkcia môže byť oproti ideálnemu južnému smerovaniu nižšia.
Podľa SIEA môže výkon výrazne znižovať tienenie od komínov, vikierov, stromov alebo susedných budov. Pri komplikovanom tienení môžu pomôcť optimizéry, no ani tie nedokážu nahradiť chýbajúce slnečné žiarenie.
Koľko miesta potrebujú panely na streche
Plocha závisí od rozmerov a výkonu konkrétnych panelov, tvaru strechy, odstupov od jej okrajov, komínov, strešných okien a ďalších prekážok.
SIEA uvádza, že systém s výkonom 3 kWp potrebuje na južne orientovanej streche približne 15 až 20 m². Pri rovnej streche môže byť potrebná väčšia plocha, pretože jednotlivé rady musia byť rozostúpené tak, aby si navzájom netienili.
Samotná plocha však nestačí. Pred montážou treba preveriť aj stav strešnej krytiny, nosnosť konštrukcie, zaťaženie vetrom, možnosti vedenia kabeláže a bezpečné rozmiestnenie panelov.
Čo ak plánujete tepelné čerpadlo alebo elektromobil
Budúce zvýšenie spotreby treba do návrhu započítať ešte pred objednaním fotovoltiky.
Pri tepelnom čerpadle nestačí jednoducho pripočítať výkon uvedený na jeho štítku. Potrebná elektrina závisí od tepelných strát domu, spôsobu vykurovania, požadovanej teploty vody a účinnosti zariadenia. Ročnú spotrebu by mal odhadnúť odborník na základe energetických vlastností domu.
Pri elektromobile možno orientačnú spotrebu vypočítať podľa počtu najazdených kilometrov a priemernej spotreby vozidla:
Ročný nájazd ÷ 100 × spotreba vozidla v kWh na 100 km
K výsledku treba pripočítať aj straty pri nabíjaní. Veľký rozdiel zároveň spôsobí, či sa vozidlo nabíja cez deň z fotovoltiky alebo prevažne večer zo siete.
Potrebujete k fotovoltike aj batériu?
Batéria dokáže uložiť časť denného prebytku a sprístupniť ho večer alebo v noci. Zvyšuje tak vlastnú spotrebu vyrobenej energie, no automaticky neznamená, že sa domácnosť stane energeticky sebestačnou.
Batériu treba dimenzovať podľa denného profilu výroby a spotreby, nie podľa celej ročnej produkcie. Príliš veľká batéria môže zostať počas veľkej časti roka nevyužitá. Navyše nedokáže uskladniť letnú elektrinu až do zimy – rieši predovšetkým presun energie v rámci hodín alebo niekoľkých dní.
Najčastejšia chyba: zbytočne veľký systém
Predimenzovanie fotovoltiky môže na prvý pohľad pôsobiť bezpečne. Viac panelov však znamená vyššiu investíciu a väčšie letné prebytky.
Pred objednaním systému si preto nechajte vysvetliť:
- koľko elektriny má systém vyrobiť za celý rok,
- aká bude predpokladaná výroba v jednotlivých mesiacoch,
- koľko energie spotrebujete priamo,
- koľko jej poputuje do siete,
- či návrh počíta s budúcim zvýšením spotreby,
- na základe akých údajov bol výkon vypočítaný.
Seriózna ponuka by mala obsahovať simuláciu výroby pre konkrétnu strechu, nie iba všeobecné tvrdenie, že určitý počet panelov „postačuje pre rodinný dom“.
Koľko solárnych panelov teda potrebuje rodinný dom?
Domácnosť s ročnou spotrebou 4 000 kWh môže pri vhodných podmienkach orientačne uvažovať o systéme s výkonom okolo 4 kWp, čo pri 450-wattových paneloch predstavuje približne deväť panelov.
Ide však iba o prvý odhad. Konečný počet ovplyvní poloha domu, orientácia a sklon strechy, tienenie, výkon použitých panelov, profil spotreby aj spôsob využitia prebytočnej energie.
Najlepším riešením preto nie je automaticky najväčšia fotovoltika, ktorá sa zmestí na strechu. Správne navrhnutý systém by mal vyrábať také množstvo elektriny, ktoré domácnosť dokáže počas jeho životnosti čo najefektívnejšie využiť.
Aby vám neunikol žiadny náš článok, odporúčame vám prihlásiť sa k odberu nášho newslettra v spodnej časti stránky.
