Pod pojmem fotovoltaická elektrárna (zkratka FVE) máme vždy na mysli solární systém na výrobu elektřiny, který je připojený k distribuční síti. Pokud by solární systém nebyl připojený na síť, jednalo by se o tzv. ostrovní systém. Součástí fotovoltaické elektrárny mohou být akumulátory, pak se jedná o hybridní systém.
Stejnosměrný proud z fotovoltaických panelů musí nejprve zpracovat střídač na střídavý proud, aby bylo možné jej spotřebovat v rozvodech vaší domácnosti. Využití vyrobené elektřiny z fotovoltaických panelů má následující pořadí podle priority:
- Okamžitá vlastní spotřeba v domě
- Dobíjení akumulátoru
- Ohřev teplé vody
- Dodávka přebytků do distribuční sítě
Přednost má vždy okamžitá spotřeba domu. Když je uspokojena vlastní spotřeba, začnou se dobíjet baterie, pokud jsou součástí vaší fotovoltaické elektrárny. Po dobití baterie začne regulovaný ohřev vody v bojleru. Když se v domě energie nevyužije, dá se přebytek dodat do sítě. V noci, když panely energii nevyrábějí, dům odebírá elektřinu z baterií a po jejich vybití ze sítě.
Nejdříve se elektřina z fotovoltaických panelů použije pro okamžitou spotřebu domu. Jakmile je tato přímá spotřeba uspokojena, následuje dobíjení baterií, jsou-li baterie součástí vaší elektrárny. Po jejich dobití začne regulátor ohřívat vodu v bojleru, pokud je bojler k dispozici.
Princip fungování FVE
Elektřina z fotovoltaické elektrárny, kterou střídač posílá do vašeho domu, má o něco vyšší napětí než elektřina v distribuční síti. Díky tomu dokáže střídač "přetlačit" elektřinu dodávanou ze sítě a elektřina z vaší FVE má vždy přednost.
Pokud přímá potřeba domu a akumulační kapacity nedostačují pro využití veškeré vyrobené energie, přebytek elektřiny se dodá do sítě. V noci, když panely nic nevyrábí, váš dům bere elektřinu nejdřív z baterií a pak ze sítě.
Mohlo by vás také zajímat
Na čem vydělává majitel FVE?
V Česku solární elektrárny vyrábí ročně přibližně 950 až 980 kWh na každý instalovaný kWp. Majitelé nových solárních elektráren připojených k síti po 1.1. 2014 již nemají nárok na dotované výkupní ceny elektřiny nebo na zelené bonusy. Na pořízení fotovoltaických elektráren na rodinné a bytové domy přispívá dotační program Nová zelená úsporám.
Přebytky elektřiny z vaší fotovoltaické elektrárny můžete prodávat do sítě. Cena se pohybuje mezi 1 a 2 Kč za kWh. Tato fixní výkupní cena se obvykle určuje na dobu jednoho roku. Můžete také prodávat elektřinu za spotovou cenu, která se mění každých 15 minut podle aktuální nabídky a poptávky na burze.
Pro majitele fotovoltaických elektráren je vždy výhodnější spotřebovávat svou vyrobenou elektřinu, než ji prodávat do sítě. Důvodem je, že prodejní cena elektřiny pro domácnosti, včetně všech složek, je 4,00 až 8,50 Kč za kWh. Tato cena se liší podle distribučního území (ČEZ, EG.D, PRE), tarifu (D01, D02, D25), fixace a toho, jestli jste domácnost nebo firma. Když si spotřebujete vlastní elektřinu, ušetříte za nákup energie ze sítě až 8,50 Kč/kWh. Prodej elektřiny do sítě přináší max. 2,00 Kč/kWh.
Sledujte naše sítě
Další možností je využití virtuální baterie, tedy možnost "uložení elektřiny do sítě". Jde o zápočet elektřiny dodané do sítě proti elektřině odebrané. Ale za využití energie z virtuální baterie se platí poplatky za distribuci, za samotnou službu se platí paušální poplatek 200 Kč/měsíčně. Výhodnost této služby se liší podle různých faktorů a je u každého jiná. Pečlivě zvažte všechny výhody a nevýhody virtuální baterie. Přímá vlastní spotřeba vyrobené elektřiny je a bude vždy nejvýhodnější.
Novou možností pro nespotřebované přebytky elektřiny je sdílení elektřiny a její dodávka členům energetické komunity. Tato volba se objevila s úpravou energetického zákona, zvanou Lex OZE 2. Základní způsoby komunitního sdílení elektřiny budou možné od poloviny roku 2024 a další možnosti se budou rozšiřovat až do roku 2027.
Režim vlastní spotřeby s prodejem přebytků
Solární elektrárny na střechách rodinných domů nebo firem pracují v režimu vlastní spotřeby. Fotovoltaické panely jsou připevněné na střeše budovy, propojené mezi sebou solárními kabely do smyček (stringů), které jsou svedeny dovnitř budovy. Kabely od fotovoltaických panelů (stejnosměrná část) jsou připojeny k zařízení zvanému střídač nebo měnič. Střídač je dále propojený na vnitřní elektrické rozvodům budovy (střídavá část), výkon FVE je obvykle vyvedený do hlavního nebo vedlejšího rozvaděče na samostatný jistič.
Střídač v solární elektrárně mění stejnosměrný proud z panelů na střídavý proud nízkého napětí (230 V). To je napětí, které najdeme běžně v zásuvkách v domácnosti. Díky střídači se může elektřina z panelů dostat do rozvodů domu a pak k jednotlivým spotřebičům. Elektřina, která se nevyužije, prochází elektroměrem a putuje do distribuční sítě.
Střídače mohou být jednofázové pro fotovoltaické elektrárny s činným výkonem do 3,6 kW. Jednofázový střídač dodává energii jen do jedné ze tří fází (okruhů) v domě. Častěji se používají třífázové střídače, které dodávají energii do všech třech fází, jimiž je rodinný dům napájen z distribuční sítě.
Třífázové střídače se dále dělí na symetrické a asymetrické. Symetrické střídače vždy rozdělují výkon fotovoltaické elektrárny rovnoměrně do všech tří fází. Asymetrické střídače umí výkon FVE plynule "přelévat" mezi jednotlivými fázemi podle aktuální spotřeby v domě. Spotřeba elektřiny v rodinném domě po většinu času není stejná na všech fázích, asymetrický střídač tedy efektivněji rozděluje energii do vlastní spotřeby.
Optimalizace vlastní spotřeby elektřiny
Pro majitele FVE je výhodné optimalizovat svoji spotřebu tak, aby se odhrávala především v době, kdy fotovoltaická elektrárna vyrábí nejvíce energie. Pomocí spotřebičů s odloženým startem, jako jsou myčky nádobí nebo pračky, lze naplánovat spuštění v době, kdy je k dispozici nejvíce sluneční energie.
Další možností je ukládání elektřiny na pozdější použití. Efektivní a jednoduchý způsob akumulace je ohřev vody v bojleru. K tomu slouží inteligentní regulátory ohřevu vody jako AZ ROUTER, WATTrouter, GreenBonO nebo Solar iBoost.
Co znamená zkratka TUV?
Zkratka TUV znamená "teplá užitková voda" a označuje se jí teplá voda, která se v domácnostech využívá pro běžné účely, jako je koupání, mytí nádobí nebo vaření. Jde o nepřesné a zastaralé označení, protože v domácnostech se vždy jedná o teplou (ohřátou) pitnou vodu. Ve schématech zapojení se dnes využívá zkratka TV, teplá voda.
Regulátory ohřevu vody se obvykle skládají ze dvou částí: měřící a řídící modul. Měřící modul, vybavený proudovými transformátory (měřící cívky), zjišťuje, kolik přebytečné elektřiny odchází z domu do sítě. Na to řídící modul reaguje nastavením spotřeby elektřiny v dané fázi tak, aby vynuloval tyto přebytky elektřiny.
Řídící modul regulátoru ohřevu vody má SSR relé (triak, tyristor), který umožňuje plynulé nastavení výkonu. Když měřící modul zaznamená přebytek elektřiny 225 W na určité fázi, triak spustí zátěž 225 W. Tuto plynulou regulaci příkonu obvykle umožňují spotřebiče pro výrobu tepla. Ideální jsou bojlery nebo akumulační nádrže na ohřev vody.
Akumulace elektřiny do baterií
Další vhodnou a oblíbenou možností pro odložení spotřeby je akumulace elektřiny do baterií. Fotovoltaická elektrárna s bateriemi se obvykle označuje jako hybridní elektrárna (HFVE). O řízení nabíjení a vybíjení akumulátoru se obvykle stará hybridní střídač. Střídač je vybaven měřícím modulem (smart meter), který monitoruje přívodní kabel do rodinného domu a snaží se detekovat přebytky nebo odběr energie.
Pokud střídač detekuje přebytky, které odchází do sítě, aktivuje v odpovídající výši dobíjení baterií. Pokud v domě stoupne spotřeba, střídač zaznamená, že se odebírá elektřina ze sítě. Na to reaguje tím, že začne vybíjet baterie do domácího rozvodu, aby tím odběr ze sítě vyrovnal.
Baterie se nabíjí během dne, kdy fotovoltaické panely produkují dostatek energie. Vybíjení baterií pak probíhá převážně večer a v noci, kdy z panelů nepřichází žádná energie. Systém takto funguje do doby, dokud je v bateriích k dispozici dostatečná kapacita. Když se baterie vyčerpá, dům funguje čistě na odběr ze sítě.
Optimální kapacita baterií
Ideální kapacita baterií závisí na výkonu fotovoltaických panelů. Výkon panelů (kWp) a kapacita baterií (kWh) by měly být v poměru minimálně 1:1, optimálně 1:2 ve prospěch baterií.
Fotovoltaická elektrárna s baterií má jednu funkci navíc, může fungovat jako záloha při výpadku sítě. Baterie pak funguje v nouzovém režimu jako záložní zdroj (UPS). Do zálohovaných okruhů je vhodné zapojit pouze omezený počet kriticky důležitých spotřebičů tak, aby dům v nouzovém režimu vydržel fungovat co nejdéle.
Čím víc akumulace, tím lépe
Fotovoltaická elektrárna může spolehlivě fungovat s oběma způsoby akumulace přebytků elektřiny, tedy jak s bateriemi, tak i s ohřevem teplé vody. Uplatní se pak všechny výše uvedené principy o měření přebytků, nabíjení/vybíjení akumulátorů a spouštění ohřevu teplé vody.
Měření přebytků a aktivace nabíjení baterie probíhá rychleji než regulace ohřevu vody. Tím je zajištěno, že má nabíjení baterií přednost před ohřevem vody. Také se díky tomu předchází kolísání systému, kdyby se baterie a ohřev vody navzájem "neshodly".
Administrativa připojování FVE k síti
Na provozování solární elektrárny do 50 kWp nepotřebujete licenci od Energetického regulačního úřadu. Licence dříve obnášela zřízení IČO a provozovatel FVE se tím fakticky stával podnikatelem. To sebou neslo řadu nevýhod a otravného papírování. Licence a s ní spojená administrativa už není potřeba.
I když už nepotřebujete licenci na výrobu elektřiny, stále je nutné zajistit si pro vaši fotovoltaickou elektrárnu připojení do sítě u místní distribuční společnosti. Podle oblasti spadáte pod jednoho z distributorů: ČEZ, EG.D nebo PRE. Distributor posoudí, zda se vaše elektrárna může připojit do sítě, tedy že síť není v daném místě přetížená, a určí podmínky pro připojení.
Podmínky pro připojení k síti jsou většinou standardní. Určují, jak se bude měřit vyrobená elektřina, jak má vypadat hlavní domovní rozvaděč, jak velký má být hlavní jistič atp. Distribuční společnost rozhodne o vaší žádosti do 30 dní a zašle vám návrh smlouvy o připojení. Prověření kapacity sítě a zaslání návrhu smlouvy provede distributor zdarma.
Po obdržení návrhu smlouvy o připojení od distribuční firmy máte 30 dní na její podpis a odeslání zpět. Smlouva a podmínky připojení jsou závazné jen pro distributora. Pokud byste svou fotovoltaickou elektrárnu v dohodnutém termínu nevybudovali, smlouva o připojení zanikne.
Podepsáním smlouvy o připojení si rezervujete potřebný výkon v síti, avšak pouze na omezenou dobu, minimálně však půl roku. V případě doložení realizace záměru můžete rezervaci prodloužit až na jeden rok.
Často kladené dotazy
Jaká je životnost fotovoltaického systému?
Fotovoltaická elektrárna má předpokládanou životnost 25 let a více. Výrobci panelů nabízejí záruky na výkon 25 až 30 let. Po této době by výkon panelů neměl klesnout pod 80 % jejich nominálního výkonu. U kvalitních značkových komponentů můžete očekávat pomalejší pokles výkonu a tím i delší životnost. Někteří renomovaní výrobci dokonce garantují po 25 letech minimálně 89 % původního výkonu.
Jak správně dimenzovat výkon fotovoltaického systému?
Fotovoltaická elektrárna by měla být navržena tak, aby se co nejvíce vyrobené energie spotřebovalo přímo tam, kde se vyrábí. Je pro vás velmi výhodné šetřit náklady na elektřinu a naopak poměrně nevýhodné přebytky vyrobené energie dodávat do sítě. V samostatném článku jsme vysvětlili, jak navrhnout a určit velikost fotovoltaické elektrárny pro rodinný dům.
Jaká je optimální orientace solárních panelů?
Fotovoltaické panely vyrábí nejvíce energie, pokud jsou orientovány přímo na jih. Když jejich aktivní plocha směřuje na jihozápad nebo jihovýchod, produkují asi o 5 % méně energie, což je akceptovatelná ztráta. Cokoli mezi jihovýchodem a jihozápadem se považuje za optimální orientaci. Orientace směrem přímo na východ nebo západ znamená asi 20% ztrátu. Více informací o optimálním sklonu a orientaci panelů najdete v našem článku na toto téma.
Jaký je optimální sklon solárních panelů?
Optimální sklon fotovoltaických panelů pro maximalizaci celoroční výroby elektřiny v naší zeměpisné šířce je přibližně 35°. Pro elektrárny, jejichž energii využíváte po celý rok, může být výhodnější sklon 45°. Větším sklonem získáte vyšší výrobu v zimních měsících. Pokud je sklon vašich panelů 25° až 45°, ztráty na produkci energie budou do 5 %.
Jakou výnosnost a návratnost má investice do FVE?
Fotovoltaická elektrárna o výkonu 1 kWp zabírá přibližně 4,6 m². Plocha panelů se liší podle typu technologie článků a jejich účinnosti. Ročně vyrobí taková elektrárna asi 980 kWh na každý 1 kWp. Správně dimenzovaná elektrárna by měla dosáhnout návratnosti investice do 8 let. Dobu návratnosti investice do fotovoltaické elektrárny významně ovlivňuje možnost získat dotaci z programu Nová zelená úsporám.
Solární panely na vaší střeše snadno a rychle?
Návrh řešení a osobní návštěva technika u vás je ZDARMA. Ozveme se během 2 dní.
