Výroba solární elektřiny je dnes pro každého

Ještě nedávno byly solární technologie spíše záležitostí vědeckého výzkumu, než praktického přínosu. Vysoká cena solárních panelů pro fotovoltaickou výrobu elektrické energie neslibovala rychlou návratnost investice. Pokud se někdo rozhodl instalovat solární panely na střechu domu, byl to nejspíše nadšenec do nových technologií. Nebo někdo, kdo nehleděl na ekonomické aspekty investice. Případně majitel chaty na odlehlém místě, kde jinou možnost získání elektřiny prakticky neměl, nepočítaje alternativní možnost spuštěného benzínového elektrogenerátoru.

Ceny solárních technologií prudce klesají – využijte toho

V posledních letech se situace zásadně obrátila. Dochází k prudkém rozmachu polí fotovoltaických elektráren i na střechách rodinných domů či komerčních objektů.Pokles ceny fotovoltaiky a solárních technologií způsobil, že se investice do solární elektrárny vyplatí rychleji. Díky nižší ceně solárních systémů dnes počítáme návratnost investice do několika let. Tato situace zajímá mnoho majitelů objektů, protože jim umožňuje dlouhodobě šetřit na nákladech za elektrickou energii.

Výhodou fotovoltaiky je mimo jiné i možnost prodeje přebytků vyrobené energie do veřejné rozvodné sítě za státem garantovanou cenu. To zvýhodňuje fotovoltaické panely i před solárními kolektory pro ohřev teplé vody a vytápění.

Je tedy na místě otázka – do čeho se vyplatí investovat ? Je výhodnější osadit omezenou plochu střechy domu solárními kolektory a zajistit si tak úspory za cenu vytápění? Nebo raději zde umístit fotovoltaické panely a vyrábět elektřinu ?

Vyplatí se fotovoltaické panely anebo solární kolektory ?

Odpověď není jednoznačná. Je potřeba uvážit, co od solárního systému, pro který využijeme plochu střechy anebo třeba část naší zahrady, vlastně očekáváme. Ale také jak intenzívně využíváme daný objekt.

Solární vytápění

Solární vytápění je technologie, která zahrnuje solární kolektory do systému vytápění objektu. Obvykle solární kolektory nemohou zcela nahradit klasické topidlo. Používají se k předehřevu vody v systému. Vodu topidlem pak jen dohřejeme a tímto ušetříme i desítky procent nákladů za vytápění v topné sezóně.

Nejčastějším řešením jsou kapalinové solární kolektory – tj. solární panely, jimiž proudí kapalina jako teplonosné médium. Obvykle se jedná o nemrznoucí směs, která pak ve výměníku předává teplo vodě v otopném systému objektu. Nevýhodou kapalinového solárního vytápění je právě voda v otopném systému. Pokud objekt neužíváme trvale, je nutné z něj vodu vypouštět, aby nedošlo k jeho zamrznutí nebo havárii. Zároveň však kapalinové solární panely můžeme využít k temperování objektu v době nepřítomnosti. Problémeme však může být nějaká nenadálá události a škodám plynoucí ze zmrznutí vody nelze zcela zabránit.

Nevýhodu zamrzání zcela eliminuje teplovzdušné solární vytápění – teplovzdušné solární kolektory ohřívají vzduch. Ten je samovolně anebo nucenou ventilací vháněn do objektu. Problém je malá účinnost teplovzdušných solárních systémů. Spíše než pro vytápění objektu se hodí k jeho temperování. V době nepřítomnosti anebo k zahřívání venkovních chodníků a ploch pro zabránění vzniku sněhové pokrývky a ledu.

Solární ohřev teplé užitkové vody

Ohřev teplé užitkové vody je dalším využitím solárních technologií. Kapalinové solární panely zahřívají během dne vodu v zásobníku TUV. Voda se průběžně čerpá a využívá během celého dne i večer k mytí nebo jiným účelům. Výhodou tohoto řešení je akumulace tepla získaného ze slunečního záření do teplé vody v zásobníku. Takto získané teplo je tedy spotřebováváno postupně, což je zcela jistě výhodné. Oproti například vytápění anebo potřebě elektrické energie, které fungují na principu okamžité spotřeby.

U obou výše zmíněných využití solárních kolektorů pro ohřev teplé užitkové vody anebo vytápění platí společná komplikace. Je potřeba vyřešit problém, kam se získaným teplem v letním období. V létě je získaný tepelný výkon často mnohem vyšší než jeho spotřeba. V v důsledku znamená přebytky získaného tepla. Totot teplo nemůžeme bez rizika exploze pouštět jen do zásobníku teplé užitkové vody ani radiátorů.
Proto je potřeba mít k dispozici velký zásobník vody, který dokáže pojmout veškeré vyrobené teplo bez nebezpečí uvedení vody do varu. Abychom získaným teplem jen tak neplýtvali, je ideálním řešením pro tento účel letní ohřev vody ve venkovním bazénu. Samozřejmě s sebou nese další výdaje, související s údržbou bazénu, filtrací vody.

Kdy se vyplatí využít plochu pro solární kolektory a solární vytápění nebo ohřev ?

Obecně platí, že přímá přeměna sluneční energie na teplo se vyplatí u objektů trvale anebo často obývaných. Teplo lze jen těžko efektivně skladovat a je potřeba je využít jen po krátkou dobu po jeho získání ze slunečního svitu. Solární kolektory často přinášejí vyšší úspory než fotovoltaické panely. Platí to zejména tehdy, pokud jsou obě technologie umístěné na stejné ploše. Úspory vznikají hlavně při vytápění nebo ohřevu teplé vody. Bez tohoto řešení byste totiž museli využívat jiný zdroj energie.

Solární výroba elektřiny

Fotovoltaika – systémy pro výrobu elektrické energie ze slunečního záření jsou typickým využitím energie slunce pro potřeby domácnosti. Nevýhodou fotovoltaických systémů je proměnlivá křivka dodávaného elektrického výkonu v čase. Když svítí slunce, fotovoltaika vyrábí dostatek elektrické energie. Jakmile se ale zatáhne nebo se setmí, výroba elektřiny výrazně klesá. V některých chvílích tak nemáme k dispozici téměř žádnou energii.

Proto musíme vyrobenou elektřinu nějakým způsobem ukládat nebo využívat jiný zdroj. Jednou z možností je ukládání do baterií. Nevýhodou tohoto řešení je však vysoká pořizovací cena a také jejich postupné stárnutí.

Další možnost představuje ukládání energie do vody pomocí přečerpávacích nádrží a turbín. Toto řešení ale vyžaduje velký prostor a vysoké stavební i investiční náklady.

Za nejpraktičtější řešení se proto považuje připojení solární elektrárny k veřejné distribuční síti. Elektřinu ze slunce využíváme ve chvíli, kdy ji sami potřebujeme. Přebytečnou energii pak můžeme dodávat zpět do sítě.

V době, kdy fotovoltaika nevyrábí dostatek elektřiny, čerpáme energii z veřejné sítě. Tím však přenášíme problém kolísání výkonu na provozovatele distribuční soustavy. Právě to patří mezi důvody, proč stát v posledních letech omezuje podporu fotovoltaiky a proč zároveň roste cena elektrické energie.

Kdy se vyplatí využít plochu pro fotovoltaické elektrárny ?

Fotovoltaická solární elektrárna se vyplatí zejména tam, kde můžeme prodávat přebytky vyrobené elektrické energie do veřejné sítě. To vyžaduje uzavření smlouvy s dodavatelem elektřiny.

Alternativně se fotovoltaika hodí tam, kde elektřina dosud není dovedena. A kde jsme ochotní investovat do systému pro její akumulaci a přeměnu na využitelnou energii. Takový systém zahrnuje měniče (12 V/230 V), 12 V rozvody a kompatibilní spotřebiče.

Pokud objekt využíváme jen sporadicky, může být instalace fotovoltaických panelů výhodná. To platí zejména tehdy, pokud je objekt připojen na veřejnou elektrickou síť. Panely umožňují prodávat vyrobenou energii i v době, kdy objekt není obýván.

Tyto příjmy mohou být výrazně vyšší než úspory, které přinášejí cenově výhodnější solární kolektory pro vytápění nebo ohřev teplé vody.