Fotovoltika: z čoho sa skladá a koľko vyrobí
15.5 Fotovoltika
Fotovoltická elektráreň (FVE) premieňa svetlo priamo na elektrinu. Nemá pohyblivé časti a vyrába najviac vtedy, keď svieti slnko – nie vtedy, keď dom elektrinu najviac potrebuje. Z tohto rozporu vychádza všetko ostatné.
- Fotovoltický panel FV modul
- Doska z kremíkových článkov, ktorá vyrába jednosmerný prúd (DC). Dnešný bežný panel má rozmer približne 1,1 × 1,8 m, výkon 430–460 Wp a účinnosť 21–23 %. Články sú monokryštalické, delené na polovice (half-cut), čo znižuje straty pri čiastočnom zatienení. Bifaciálny panel vyrába aj zo zadnej strany z odrazeného svetla.
- Špičkový výkon jednotka Wp, kWp
- Výkon panela pri štandardných skúšobných podmienkach. Výkon elektrárne je súčet výkonov panelov. Elektráreň 10 kWp je približne 22 až 23 panelov a 45 až 50 m² strechy. Panely sa zapájajú za sebou do reťazca (string) s napätím niekoľko sto voltov.
- Striedač menič, invertor
- Mení jednosmerný prúd z panelov na striedavý 230/400 V a synchronizuje ho so sieťou. Vyhľadáva pracovný bod s najvyšším výkonom (MPPT). Sieťový (on-grid) striedač pracuje len so sieťou. Hybridný má navyše vstup pre batériu. Mikroinvertory (malý striedač pod každým panelom) a optimizéry umožnia panelom pracovať nezávisle, čo pomáha na tienených strechách.
- Batéria kapacita v kWh
- Ukladá prebytky na večer a noc. Štandardom je chémia LiFePO4 (lítium-železo-fosfát) pre bezpečnosť a životnosť, výrobcovia udávajú rádovo 6 000 cyklov. Bežná domáca kapacita je 5 až 15 kWh.
- Smart meter inteligentný merač FVE
- Merač na hlavnom prívode domu, ktorý striedaču hlási, či dom práve odoberá zo siete alebo do nej dodáva. Bez neho striedač nevie riadiť batériu ani obmedziť pretoky.
Sieťový (on-grid) systém nemá batériu. Hybridný prebytky najprv ukladá do batérie. Ostrovný (off-grid) nie je pripojený na sieť vôbec a pre dom s tepelným čerpadlom sa v našich podmienkach nehodí.
15.6 Koľko fotovoltika vyrobí
Na Slovensku vyrobí dobre orientovaná elektráreň približne 1 000 až 1 100 kWh ročne z každého inštalovaného kWp. Dôležitejšie než ročný súčet je však to, kedy výroba prichádza.
Orientácia, sklon a tienenie
Najvyšší ročný výnos dáva orientácia na juh so sklonom 30 až 35°. Orientácia východ–západ vyrobí ročne približne o 10 až 20 % menej, ale výrobu rozloží na ráno a popoludnie, čo zvyšuje podiel vlastnej spotreby. Tienenie komínom alebo stromom znižuje výrobu viac, než zodpovedá zatienenej ploche, pretože obmedzí celý reťazec.
Prečo fotovoltika v zime tepelné čerpadlo neuživí
Tepelné čerpadlo spotrebuje najviac v decembri až februári. Fotovoltika v tých istých mesiacoch vyrába najmenej: deň je krátky a slnko nízko. V modelovom dome je januárová výroba približne 370 kWh a spotreba 1 190 kWh. Ročná bilancia „vyrobím viac, než spotrebujem“ preto neznamená, že zákazník nebude platiť za elektrinu.
Miera vlastnej spotreby hovorí, aká časť výroby sa spotrebuje priamo v dome; bez batérie a riadenia je to typicky 25 až 35 %. Miera sebestačnosti hovorí, akú časť spotreby domu pokryje vlastná výroba.