Recenzer » Články » Fotovoltaika

Články

Fotovoltaika

Kateřina Horáková

5.8.2024

Současné tempo, které si zdražování cen elektrické energie udržuje, začíná být pro mnohé domácnosti, ale také firmy takřka neúnosné, až smrtící.

Šetření začalo ve velkém a začínají se hledat různé způsoby úspory, ať už je to vypínání nepotřebných spotřebičů, omezení osvětlení, mnohde dokonce i zrušení výroby. Zřejmě největším tahounem je v současnosti fotovoltaika.

Fotovoltaika je zjednodušeně řešeno moderní systém/způsob, jak lze využít sluneční energii jako zdroj elektřiny, respektive stejnosměrný proud, který se použije pro zapojení elektrických spotřebičů do zásuvek, uloží se na později do baterií a jiných zdrojů, nebo se využije na ohřívání vody, například v elektrickém bojleru.

K této přeměně se využívá tzv. fotoelektrický jev prostřednictvím polovodičových fotodiod. Těmto diodám se říká fotovoltaické články a nejčastěji tvoří větší celky, které se nazývají fotovoltaické panely.

Na konci roku 2020 činila celková hodnota instalované světové kapacity prostřednictvím fotovoltaických panelů skoro 714 GW. U nás se jen za rok 2021 instalovalo 9 321 solárních/fotovoltaických elektráren, jejichž výkon dosahoval 62 MWp, přičemž 42,8 MWp bylo umístěno na střechy domácností a zbývajících 19,2 MWp putovalo na střechy komerčních budov a podniků.

K největším špičkám u nás patří solární elektrárna v České Skalici, která má výkon parádních 2 800 kW. V průběhu dne může i nemusí fotovoltaická elektrárny vyprodukovat daleko více elektrické energie, než jste schopni spotřebovat.

Dobré je, že se tato elektřina navíc nikam nevytratí, naopak se dá přesměrovat jinam. Buď jí nasměrujete do přípravy ohřevu užitkové vody, do baterie (bateriové uložiště), nebo rovnou do distribuční sítě, odkud si jí zase v případě potřeby můžete vzít.

Zjistit více

Jak to vlastně celé funguje?

Jak již bylo zmíněno v úvodu, jde o fotovoltaický jev, kdy se sluneční energie přeměňuje na elektrickou energii ve fotovoltaických článcích, které se spojují do solárních panelů. Klasická velikost takového panelu bývá 165 x 100 cm.

Když to vezmeme hodně jednoduše, tak to vlastně funguje tak, že fotony slunečního záření dopadají na solární články (polovodičový materiál), tam uvolní elektrony pomocí své vlastní energie, čímž vzniká elektrické napětí, které se po uzavření obvodu přeměňuje na elektrický proud.

Každý jednotlivý solární článek se začlení do větších celků, tedy fotovoltaických panelů. Jako nejčastěji používaný materiál pro jejich výrobu je rozhodně křemík.

Efektivní produktivita energie i samotná účinnost fotovoltaických panelů je přímo závislá na mnoha faktorech. Záleží totiž na tom, jaký materiál byl použit k jejich výrobě, na technologickém řešení, ale rovněž na poloze, orientaci, sklonu, počasí a mnoha dalších.

Co se týká účinnosti, tak solární panely, které se instalují na střechy domů jsou schopné přeměnit až 20 % sluneční energie na elektrický proud. Zásadní je výběr správného umístění, přičemž nejlepší je směr jih, jihozápad či jihovýchod.

Tak jsou panely schopné pohltit skutečně veškeré sluneční paprsky v průběhu celého dne. Pokud jde o sklon fotovoltaického panelu, ideální je 35°na šikmé střeše. Jednotkou výkonu solárních panelů je Wp, což je zkratka Wattpeak.

Jedná se o tzv. špičkový výkon, jehož hodnoty jsou udávány za těch nejlepších podmínek. To znamená, že intenzita slunečního záření by měla být 1 000 W/m2 při kolmém dopadu na panel kdy okolní teplota je 25 °C a průzračnost atmosféry Am = 1,5.

Pokrok jde rychle kupředu a tím dochází i ke zdokonalování technologie fotovoltaiky samotné. Běžně se dnes používají solární panely s výkonem 300–500 Wp. Na rodinný dům jsou instalovány fotovoltaické elektrárny, které mají celkový výkon 3,66 kWp, díky čemuž zvládají výrobu cca 4 000 kWh elektrické energie za 1 rok.

Co je střídač?

Říká se mu také měnič a je to v podstatě základní kámen pro přeměnu solární energie na elektřinu dodávané do vašich zásuvek atd. Instaluje se na stěnu a jsou k němu připojený solární panely, případně je pod každý jednotlivý panel umístěn mikroinvertor, který sníží napětí celé střechy.

Na střídači by se rozhodně šetřit nemělo, naopak, vyplatí se ohlídat si kvalitu, cena není tak důležitá. Levný střídač může být problematický a poruchový. No a ve chvíli, kdy se vám na věčnost odporučí střídač, jste bez energie. Výběr střídače přizpůsobíme tomu, jaké jsou podmínky domu a jaká technologie byla nakonec vybrána.

Typy

Přestože existuje mnoho výrobců fotovoltaických panelů, díky nimž jsou domácnosti do značné míry energeticky soběstačné, dá se převážná část panelů rozdělit do tří hlavních kategorií.

Monokrystalické solární panely

Jsou charakteristické černou barvou a vyrábí se řezáním tzv. waferů, což jsou tenké plátky, z jediného krystalu křemíku. Získávají unikátní vlastnosti, ale jejich výroba je jednou z nejvíce náročných.

Ovšem mají největší účinnost, která se pohybuje kolem 20 %. Samozřejmostí je ovšem ideální dopad slunečních paprsků v optimálním úhlu na panely.

Jasné je, že čím je výroba náročnější, tím je i cena panelů vyšší. Monokrystalické solární panely jsou vhodné na ty střechy, kde je pouze omezená plocha, ovšem mají vhodnou orientaci s ohledem na sluneční paprsky. Pouze v těch správných podmínkách budou panely dodávat opravdu maximální množství energie a nejvyšší výkon.

Polykrystalické (multikrystalické) panely

V tomto případě se wafery řežou z celého bloku, který je tvořen množstvím malých křemíkových krystalů. Tento druh výroby je méně náročný a bez problémů se dají použít i odřezky, které běžně vznikají během výroby monokrystalických fotovoltaických panelů.

Typická je pro ně modrá barva. Co se týká efektivity pro zachycení solární energie, tam je to 15 – 17 %. Ostatně velkou výhodou těchto panelů je schopnost lépe zachytávat sluneční paprsky z ostřejších úhlů, za což vděčí trochu složitější struktuře.

Polykrystalické panely jsou vhodné na ty střechy, kde není možné optimální namíření panelů proti slunci, protože dokážou zpracovat rozptýlené světlo i za špatného počasí či odražené světlo v místě, kde je hustší zástavba. Celkový výkon je pak v průběhudne daleko stabilnější.

Amorfní fotovoltaické panely

Posledním typem jsou amorfní fotovoltaické panely tvořící tenké vrstvy. V podstatě je to tenký film polovodivé látky. Tato látka může být amorfní křemík, slitina teluru a kadmia, nebo slitina selenu, galia, india a mědi.

Tento tenký film se poté nanese na skleněný, plastový či kovový pevný povrch. U tohoto typu panelu je efektivita úplně nejnižší, jen 11 %, ale zase má nízkou hmotnost a je velmi tenký. Jejich instalace je flexibilní a mohou se dokonce vrstvit na sebe, díky jejich transparentnosti.

Amorfní fotovoltaické panely jsou vhodné k umístění na velké průmyslové komplexy, kde je potřeba co nejmenší hmotnost, aby nedocházelo k příliš velkému zatížení střech výrobních hal, které mají ve většině případů velmi lehkou konstrukci.

Hodí se rovněž pro rodinné domy, u nichž je střecha dost velká a není vhodně orientována vůči slunci. Dají se dokonce použít i na obytný karavan, nebo třeba hausbót a podobné mobilní stavby.

Vyplatí se fotovoltaika?

Nejčastějším důvodem, proč se fotovoltaika podle některých nevyplatí je fakt, že podmínky v České republice nejsou tak vhodné, jako je to v jiných zemích. U nás totiž slunce svítí průměrně mezi 1 300 – 1 800 hodin za rok.

V létě dopadají sluneční paprsky nejvíce na ty místa, která jsou orientovaná jižně. Během letních měsíců je tak přísun energie cca 7-8 kWh za 1 den, zatímco v zimě jsou to pouhé 3 kWh.

Podle některých zdrojů se dá z obecného hlediska konstatovat, že fotovoltaická elektrárna nejlépe vyplatí v oblastech Jižní Moravy, naopak zcela zbytečná je na severu Čech. Vždy je dobré, když se poradíte s odborníkem, jestli je vaše lokalita pro instalaci fotovoltaické elektrárny vhodná. Ideální je, když necháte vše na odbornících, kteří mají v tomto oboru značné zkušenosti a jsou schopni vám takovou solární elektrárnu připravit tzv. na klíč.

Jaké jsou výhody fotovoltaiky?

• Snížení nákladů za elektrickou energii.
• Ochrana proti výpadkům dodávek při variantě s baterií.
• Mnohem vyšší energetická soběstačnost.
• Snížení uhlíkové stopy ke zvýšení ochrany planety.
• Ideální řešení pro ohřev vody pro domácnost, v bazénu, ale i na dobíjení elektromobilu.
• Malá pojistka při zdražování elektrické energie.
• Ekologický zdroj energie.
• Možnost získání dotace.

Jaké jsou nevýhody fotovoltaiky?

• Klimatické podmínky v ČR nejsou vhodné všude.
• Nelze instalovat na jakýkoliv dům (z hlediska zastínění).
• Vyšší cena akumulátorů.
• Energie není k dispozici v noci a během nepříznivého počasí se na ní nelze spolehnout.
• Znečištěné či jakkoliv zanesené panely mají menší výkon.

Značka

Dodavatelů, kteří vám zařídí vše kolem fotovoltaiky je hodně, ale není na škodu znát i některé značky výrobců solárních panelů a dalších komponent, které jsou pro správné fungování fotovoltaických elektráren důležité. Na jaké výrobce můžete narazit?

Fotovoltaické panely:

• CanadianSolar
• Aleo
• NexPower Clean & Sunny Choice
• Winaico Power to Perform

Přepěťové ochrany:

• Citel

Střídače pro fotovoltaické elektrárny:

• Fronius
• Kostal
• Power-One Changing the Shape of Power
• SMA
• Ateca
• Voltwerk
• Piko

Solární kabely:

• Draka
• Radox
• Huber-Suhner

Montážní systémy pro fotovoltaické elektrárny:

• Intersol
• Renusol

Cena

Jasné je, že cena se liší podle toho, od jakého dodavatele se rozhodnete fotovoltaickou elektrárnu instalovat. Někde mohou ceny začínat od 160 000 Kč, jinde od 300 000 a někde klidně až od 470 000 korun i více.

Když si ovšem vyřídíte dotaci, může vám stát přispět v rozmezí od 130 000 do cca 225 000 korun. Vždy zkrátka záleží na společnosti, kterou zvolíte.

Dále je také rozhodující, jestli je to fotovoltaika s bateriovým úložištěm, s ohřevem vody nebo s tepelným čerpadlem. Na tom všem poté závisí výsledná cena i výše státní dotace.

S ohledem na to, že taková velká investice může značně negativně zatížit rodinný rozpočet, je možné využít financování pomocí částečného či kompletního úvěru. Ve většině případů se dá vyjednat úvěr, který není zajištěn nemovitostí a splácení se rozloží až na 20 let.

Zjistit více

Otázky a odpovědi

Upřímně řečeno, otázek ohledně fotovoltaiky je mnoho, takže jsme se snažili vybrat ty nejčastější.

Jaká je návratnost investice do fotovoltaické elektrárny?

Z obecného hlediska je návratnost zhruba 7 až 10 let, ale může se stát, že se vám investované finanční prostředky vrátí už během prvních 5 let.

Vše bude záležet na tom, jaká bude ve vaší domácnosti či firmě roční spotřeba energie, velikost fotovoltaické elektrárny i druh zvolené akumulace. Vliv mají samozřejmě i ceny elektřiny, které bohužel stále rostou dost rychlým tempem.

Jaké existují dotace na fotovoltaiku?

K dispozici je možnost využít program Nová zelená úsporám, přičemž se dá žádat o dotaci na fotovoltaiku i tepelné čerpadlo, ale vždy je lepší zažádat o každou dotaci zvlášť. Nejprve o první, vše vyřídit od žádosti až do jejího dokončení, respektive až do vyplacení a a teprve poté podat druhou žádost.

Jak mám provádět údržbu a jak probíhá servis či revize fotovoltaiky?

Vzhledem k tomu, že jsou solární panely se samočistící schopností, nemáte s nimi v podstatě žádnou práci. Revize by měla být provedena jednou za 3 roky.

Jak dlouho instalace fotovoltaiky potrvá?

Rozhodně to není věc, která by byla hotová ze dne na den. Naopak může celý proces trvat až 3 měsíce, přičemž samotná instalace fotovoltaické elektrárny se pohybuje v rozmezí od 2 do 4 dnů, v závislosti na její velikosti. Zřejmě nejvíce času zabere vyřízení žádosti o připojení k distribuční síti.

Podobné články, co by vás mohly zajímat

• Solární tašky
• Solární panely
• Virtuální baterie
• Fotovoltaika na klíč
• Baterie pro fotovoltaiku
• Fotovoltaika – seznam firem

Fotovoltaiku můžete nakoupit také v e-shopu: Dek.cz, Tipa.eu, Woltair.cz, Acetex.cz, SolidSun.cz, Sefy.cz

Jak se vám líbí tento článek? Pomohl vám?