Fotovoltaika domácí elektrárna FVE návratnost výpočty rady nápady

Fotovoltaická domácí elektrárna

Návratnost fotovoltaické elektrárny se vypočítá následovně

Pořizovací náklady / Denní zisk z výroby eletkřiny = Počet dnů nutných k zaplacení pořizovacích nákladů

Příklad:
Pořizovací náklady 100 000 měnových jednotek (např. korun)
Denní zisk z výroby elektřiny 100 (např. 10 kWh za 10 měnových jednotek)
Počet dnů nutných k zaplacení pořiz. nákladů = 100 000 / 100 = 1 000 slunečných dnů

Počet hodin, kdy v ČR svítí slunce 1440 za rok, což je 60 celých dnů a nocí, tedy 120 dnů po 12 hodinách slunečního svitu.
1 000 / 120 = 8,3 roku (návratnost investice)

---

Životnost solárních panelů

Uvádí se minimálně 25 let s tím, že produkce energie solárního panelu klesá rychlostí 0,5 % za rok. Po 20 letech by vaše panely měly stále pracovat na přibližně 90 % původního výkonu.
Problém je spíše poškození mechanické, kdy dochází k popraskání izolace a po dešti, nebo kondenzaci vodních par, ke zkratu mezi buňkami a tím vypnutí celé větve panelů. Mnozí tyto panely pak prodávají v bazarech bez upozornění na tuto závadu a kupujícího pak čeká mnoho nepříjemností.

---

Baterie

Klasické olověné akumulátory nejsou vhodné pro fotovoltaiku protože mají životnost jen zhruba 200 cyklů vybití na 50% a hluboké vybití jim značně snižuje kapacitu. Jsou především určeny ke krátkému značnému odběru proudu a okamžitému nabiti na 100% kapacity, tedy pro provoz v automobilech, kdy po startu motoru se baterie okamžitě začne znovu nabíjet.

Virtuální baterie
Přebytky elektřiny můžete prodávat do sítě (elektrárnu musí namontovat a zapojit kvalitní firma mající k tomu povolení, která poradí a zařídí mnoho potřebného).
Přebytky si lze také ukládat na období, kdy nebude fotovoltaika vyrábět požadované množství elektřiny (zimní měsíce) do virtuální baterie.
Většinou uživatel zaplatí poplatky jen za přenos - distribuci elektřiny, popřípadě poplatky na podporu obnovitelných zdrojů, ale je třeba velmi pečlivě číst smlouvu, aby nedošlo k nemilému překvapení.
Virtuální baterie fyzicky neexistuje, proto Vaši elektřinu, kterou dodáváte do virtuální baterie, okamžitě spotřebují sousedé v okolí a v zimě vám musí např. ČEZ vyrobit a dodat elektřinu novou za tu Vaši, kterou jste dodali jemu v létě.

Baterie, bateriové úložiště - cena a životnost baterie odrazuje, také se někdo může bát nenadálého požáru, ale baterie nemusí být nutností, pokud odbíráte proud i z veřejné sítě.
Bezpečné LiFePO4 články, u kterých se uvádí, že LiFePO4 baterie jsou nejbezpečnějším typem lithiových baterií, protože se nepřehřívají a i když se protrhne obal, nevzplanou.

Část uživatelů prostě za slunečného dne se snaží maximum své vlastní energie spotřebovat v domácnosti - bojler, lednička, mrazák, nabít baterie do elektro akumulátorové nářadí atd. atd.
Například mraznička může jet přes den na "domácí" sluneční energii a v noci může být vypnutá, protože za těch 8 nočních hodin obsah nerozmrzne a není nutné mít bateriové úložiště.

Velmi populární je pouze ohřev vody v bojleru pomocí fotovoltaiky - je to vcelku jednoduché, protože topné těleso je vlastně odporový drát fungující i na stejnosměrný proud a není náchylné na výkyvy napětí tak, jako elektronika, tudíž domácí elektrárnu můžeme pořídit za nižší náklady protože odpadá koupě drahých, ale přesných měničů (bude postačovat i stavebnice, která vyjde na polovinu ceny např. MPPS střídavé regulátory pro ohřev vody).
Pokud nebudete používat měnič, ale jen stejnosměrný proud, nastává problém s vypnutím proudu do tělesa bojleru, kdy dochází k zapálení elektrického oblouku mezi kontakty vypínače po rozpojení, proto bude pro mnohé přeci jen schůdnější použít měnič.
Topné těleso bude možná třeba upravit na nižší příkon - např. ze 2kW na 1kW, ale to v případě, když panely by nebyly schopny utáhnout tak velký odpor, pak je třeba jej snížit a tím i snížit výkon (odpor) topného tělesa - voda se pak ohřeje za delší dobu.

Ohřev pouze vody v bojleru má také výhodu, že si časem můžeme dokoupit další vybavení elektrárny, ale už nám vydělává - šetří peníze.

Bateriové úložiště bude zapotřebí tam, kde chceme mít elektřinu, i když nesvítí slunce a nemáme jiný zdroj elektřiny - jedná se tzv. ostrovní systémy.

---

Měniče - střídače

Fotovoltaické panely vyrábí DC - stejnosměrné napětí - proud, který je třeba měnit na střídavý o předepsané frekvenci a napětí (pokud jím potřebujeme napájet spotřebiče vyžadující střídavé napětí o předepsané frekvenci).

---

Volbu jaký měnič se má použít je lepší nechat na odborné firmě (pokud nemáte velmi dobré znalosti v oboru). Když si měnič zakoupíte sami hrozí nebezpečí, že se například nebudete moci připojit do veřejné sítě, nebo že nebudete moci rozšířit elektrárnu o další panely a mnoho dalších úskalí.

---

Vytápění fotovoltaikou

Zateplený dům lze pomocí tepelného čerpadla + baterie (pro vyrovnávání výkyvů při oblačném dnu) a pouze fotovoltaikou vytopit zhruba od 20 února do 20 října, tedy délka dne je okolo 10:30 a více hodin. V měsících listopad, prosinec, leden bude výroba elektřiny tak nízká, že dům nevytopí (myšleno například 10 kWp vyrobí v zimě za den asi 1 kWh).
Pokud není v zájmu používat tepelné čerpadlo a baterie, je možnost vyhřívat elektricky akumulační nádrž a z ní pak rozvádět ohřátou po domě.

---

Efektivita panelů při zatažené obloze a teplotní koeficient

Pokud je zataženo, množství vyrobené energie klesne na 10 až 25% ve srovnání se slunečným dnem.

Příklad:
FVE 2,4 kWp
Slunečno kolem 1700 až 2100W,
Zataženo 250 - 400W
Deštivé počasí - max 200W

Teplota panelů a účinnost

Nejlépe panely pracují při teplotě 15 až 35°C
Teplotní koeficient je velmi důležitý údaj, který upozorňuje na pokles účinnosti se zvyšováním teploty panelu a bývá kolem -0,3 % / °C až -0,5 % / °C (na každý 1°C nad 25°C)
Například pokud mají solární panely teplotní koeficient -0,37 % / °C. tak na každý 1 °C nad 25 °C poklesne jejich účinnost o 0,37 %.
Na slunci se panely mohou rozehřát až na teplotu 65°C což sníží jejich efektivitu zhruba na 88 až 80%.
Solární panely mohou být různých barev, například bílé, nebo barvy červenohnědé, aby nerušily vzhled krytiny historických částí města.

---

Orientace fotovoltaických panelů a účinnost

Ideální je, když sluneční záření dopadá na panely kolmo, ale systém, který by neustále natáčel panely za sluncem, je finančně nákladný a konstrukce vyžaduje údržbu.
Panely orientované na jih vyrobí nejvíce elektřiny a to v poledních hodinách, ale to může být někdy nežádoucí, když majitel nemá úložiště - spotřebovává elektřinu okamžitě a potřebuje jí, až se například vrátí ze zaměstnání v odpoledních hodinách. Pak je výhodnější orientace panelů více na západ. Pokud potřebuje nejvíce elektřiny v ranních hodinách, pak je lepší mít panely orientovány na východ.

Maximálního výroby elektřiny za rok dosáhnou panely se sklonem 35°, protože v letních měsících jsou nejvíce nakloněny proti slunci. Celoroční vyváženou výrobu elektřiny zajistí sklon 45°, protože jsou výhodně nakloněny proti slunci v jarních a podzimních měsících. Při sklonu menším než 10° ztratí panely svou schopnost samočištění i zisk z nich bude menší.


Date: 15.07.2022 - 07:50