Ako vybrať správny výkon fotovoltickej elektrárne podľa spotreby domácnosti?

Výkon fotovoltickej elektrárne sa nedá určiť podľa jedného univerzálneho čísla ako „6 kW pre bežný dom“. Rozhoduje ročná spotreba domácnosti, spôsob jej rozloženia počas dňa, dostupná plocha strechy a to, či plánujete aj tepelné čerpadlo alebo batériové úložisko. V článku vysvetľujeme, ako sa k správnemu výkonu dopracovať krok za krokom.

Čo určuje potrebný výkon fotovoltiky?

Potrebný výkon FVE určuje predovšetkým ročná spotreba elektriny v kWh, nie len počet ľudí v domácnosti alebo veľkosť domu. Dve rovnako veľké domácnosti môžu mať výrazne odlišnú spotrebu podľa toho, či varia na plyne alebo elektrine, či majú elektrický ohrev vody, tepelné čerpadlo alebo elektromobil.

Základom je pozrieť sa na ročné vyúčtovanie od dodávateľa a zistiť skutočnú spotrebu v kWh za posledných 12 mesiacov. Z tohto čísla sa následne odvíja odporúčaný inštalovaný výkon panelov – na Slovensku sa orientačne počíta, že 1 kWp inštalovaného výkonu vyrobí ročne rádovo 950 – 1150 kWh, v závislosti od lokality, orientácie a sklonu strechy.

Dôležité je aj to, ako je spotreba rozložená počas dňa. Domácnosť, ktorá je cez deň prázdna (obaja partneri pracujú mimo domova), spotrebuje menej vyrobenej solárnej energie priamo a viac jej putuje do siete alebo do batérie. Naopak domácnosť s home office, dôchodcom alebo prevádzkou na dennú zmenu dokáže väčšinu výroby spotrebovať priamo, čo mení aj ekonomiku celého systému.

Preto každý dom má inú spotrebu, iný režim fungovania domácnosti aj iné možnosti využitia vyrobenej energie – univerzálne odporúčanie typu „6 kW“ alebo „8 kW“ bez znalosti týchto údajov je len hrubým odhadom.

Ako vypočítať výkon fotovoltiky zo spotreby domácnosti?

Výpočet vychádza z ročnej spotreby v kWh vydelenej odhadovaným ročným výnosom na 1 kWp inštalovaného výkonu. Ak domácnosť spotrebuje napríklad 4 000 kWh ročne a v danej lokalite sa počíta s výnosom okolo 1 000 kWh/kWp, orientačne vychádza inštalovaný výkon približne 4 kWp – s tým, že reálne sa systém často navrhuje o niečo väčší, aby pokryl aj budúci nárast spotreby.

Do výpočtu treba zahrnúť aj plánované zmeny v domácnosti. Ak uvažujete o tepelnom čerpadle, elektromobile alebo batériovom úložisku, spotreba sa môže v priebehu pár rokov zvýšiť aj o niekoľko tisíc kWh ročne. Tepelné čerpadlo dokáže podľa typu domu a spôsobu vykurovania pridať k ročnej spotrebe rádovo tisíce kWh, preto sa oplatí výkon FVE navrhovať s výhľadom na tieto plány, nie len na aktuálny stav.

Rovnako dôležitá je reálna dostupná plocha strechy a jej orientácia. Južne orientovaná strecha bez tieňenia umožňuje vyšší výkon na meter štvorcový ako strecha orientovaná na východ-západ alebo čiastočne tienená komínom, stromami či susednou budovou. Orientácia a poloha solárnych panelov majú preto zásadný význam pri dosahovaní maximálneho výkonu a účinnosti celého zariadenia.

Pri navrhovaní sa tiež zohľadňuje, či ide o systém pripojený do siete (on-grid), hybridný systém s batériou, alebo ostrovný systém bez pripojenia k distribučnej sústave – každý z nich má iné nároky na dimenzovanie výkonu aj striedača.

Aký menič a batériu zvoliť k danému výkonu panelov?

Výkon meniča (striedača) by mal zodpovedať výkonu inštalovaných panelov, zvyčajne s miernym poddimenzovaním meniča voči špičkovému výkonu panelov, čo je bežná a technicky akceptovaná prax. Výber typu meniča – sieťový, hybridný alebo ostrovný – závisí od toho, či plánujete zálohu pri výpadku siete a či chcete v budúcnosti pridať batériové úložisko.

Hybridný menič dáva zmysel tam, kde domácnosť chce využívať vlastnú spotrebu čo najviac, ukladať prebytky do batérie a mať možnosť zálohovania kritických spotrebičov pri výpadku siete. Sieťový (on-grid) menič je jednoduchším a lacnejším riešením pre domácnosti, ktoré uprednostňujú návratnosť investície a nepotrebujú zálohu pri blackoute. Ostrovný systém sa využíva najmä tam, kde pripojenie k distribučnej sieti chýba alebo je jeho zriadenie neekonomické.

Systém – teda kombinácia výkonu panelov, meniča aj prípadnej batérie – by mal byť navrhnutý s ohľadom na spotrebu elektriny majiteľa domu, solárnu výrobu, spoľahlivosť miestnej distribučnej siete, štruktúru taríf a mieru kritickosti záložného napájania. Práve preto sa oplatí kombinovať dáta o spotrebe s reálnou obhliadkou strechy a konzultáciou s odborníkom, nie len s online kalkulačkou.

Pri plánovaní batériového úložiska treba rátať s tým, že jeho kapacita sa volí podľa večernej a nočnej spotreby domácnosti, nie podľa výkonu panelov – batéria má totiž pokryť obdobie, keď slnko nesvieti, a jej veľkosť sa preto počíta samostatne.

Ako zohľadniť dotácie a budúce zmeny spotreby pri návrhu FVE?

Program Zelená domácnostiam aj ďalšie podporné mechanizmy sa každý rok menia, preto je vhodné pred návrhom výkonu overiť aktuálne podmienky, výšku podpory aj limity výkonu, na ktoré sa dotácia vzťahuje. Podmienky naboru sa menia pomerne často, vrátane výšky príspevku aj maximálneho podporovaného výkonu, takže konkrétne čísla je potrebné si overiť priamo pri podávaní žiadosti.

Ak plánujete tepelné čerpadlo súbežne s fotovoltikou, oplatí sa oba projekty riešiť spoločne – návrh výkonu FVE by mal počítať aj so zvýšenou spotrebou po inštalácii čerpadla, inak môže dôjsť k tomu, že systém bude po pár rokoch poddimenzovaný a domácnosť bude musieť dokupovať viac energie zo siete, než pôvodne plánovala.

Odporúča sa preto neriešiť výkon FVE len na základe aktuálnej spotreby, ale zahrnúť do úvahy aj strednodobý výhľad – plánovaný elektromobil, rekonštrukciu, prípadne rozšírenie domácnosti. Predimenzovanie systému o rezervu rádovo desiatok percent je bežná prax, ktorá sa v praxi vypláca viac než dodatočná inštalácia o pár rokov neskôr.

Vzhľadom na to, koľko premenných vstupuje do výpočtu – ročná spotreba, plocha a orientácia strechy, plánované spotrebiče, typ meniča a batérie, aktuálne dotačné podmienky – je najspoľahlivejšie nechať si spracovať individuálny návrh od odborníka, ktorý zohľadní všetky tieto faktory naraz.