Jak vybrat fotovoltaickou elektrárnu: Průvodce krok za krokem

Fotovoltaické elektrárny (FVE) jsou v současnosti jednou z nejvýhodnějších investic do obnovitelných zdrojů. Správně navržená a instalovaná fotovoltaická elektrárna vám zajistí výrazné úspory na energiích a dlouhodobou nezávislost na distribuční síti. V našem článku se podíváme na to, jak vybrat fotovoltaickou elektrárnu a zaměříme se na klíčové parametry celého systému. 

Výběr komponentů pro celý fotovoltaický systém přímo ovlivní celkovou výrobu a potažmo návratnost FVE. Rozdíl v kvalitě a účinnosti jednotlivých komponentů je výrazný. U menších instalací s výkonem kolem 10 kWp bude rozdíl výroby ve vyšších stovkách kWh ročně a u velkých FVE se bude jednat přinejmenším o desítky MWh. Při předpokládané životnosti 25 let bude rozdíl výroby fotovoltaické elektrárny výrazný a v počátku ušetřené prostředky za levné řešení s nízkou účinností se nevyplatí.

Střídač: srdce fotovoltaické elektrárny

Výkon střídače – pro efektivní provoz musí výkon střídače odpovídat instalovanému výkonu fotovoltaiky s odchylkou max. 20% nahoru nebo dolů. Tím bude zajištěno, že střídač bude pracovat v optimálním rozsahu provozních hodnot. Významnou roli při dimenzování hraje také orientace instalovaných fotovoltaických panelů. 

Účinnost střídače – vysoká účinnost je zásadní pro minimalizaci ztrát během přeměny energie. Kvalitní střídač poznáte tak, že účinnost podle evropské normy bude větší než 98% a účinnost MPP trackerů vyšší než 99%. Už jedno procento rozdílu při menších instalacích může znamenat nižší roční výrobu o stovky kWh. U větších instalací rozdíl výrazně naroste a podíl soběstačnosti bude dlouhodobě nižší. 

Bezpečnostní funkce – mezi základní výbavu kvalitních střídačů patří AFCI (ochrana proti elektrickému oblouku). Jedná se o funkci, která detekuje poruchy v elektrickém obvodu vzniklé v důsledku nekvalitní instalace, poškozených vodičů, vadných spojů nebo opotřebené izolace. Když AFCI detekuje elektrický oblouk, automaticky během 0,5 s přeruší proud v obvodu a sníží riziko požáru na minimum. Kvalitní střídače mají integrované AC i DC přepěťové ochrany. Bezpečnost dále zvyšuje například hlídání teploty vlastních konektorů, kterými je střídač propojen s panely nebo bateriovým úložištěm. Dostane-li se teplota konektorů vlivem poruchy spoje nad bezpečnou mez, střídač buď sníží výkon nebo se rovnou odpojí. 

Hybridní/síťový střídač – v menších instalacích kde je plánováno bateriové úložiště je podmínkou vybrat hybridní střídač, který dokáže efektivně pracovat s bateriemi. Síťové střídače se využívají hlavně v komerčních instalacích a nelze k nim připojit bateriové úložiště. 

Kompatibilita a chytré řízení– pro dlouhodobě bezproblémové fungování celého fotovoltaického systému je důležitá kompatibilita střídače s ostatními komponenty (bateriové úložiště, nabíjecí stanice nebo optimizery). U rozdílných výrobců jednotlivých částí FVE může docházet k chybám komunikace celého systému a výpadkům při výrobě nebo spotřebě a tím k ztrátám vyrobené energie.  

Chytré řízení fotovoltaiky umožňuje efektivně řídit spotřebu i výrobu a díky tomu výrazně sníží náklady na elektřinu a zvýší energetickou nezávislost. S chytrým řízením můžete řídit nabíjecí stanice, zdroje vytápění nebo chlazení a další kompatibilní zařízení. Bateriové úložiště může ukládat energií při nízkých spotových cenách a prodávat při vysokých cenách. S chytrým řízením se podíl soběstačnosti výrazně zvyšuje a díky predikcím výroby a spotřeby v kombinaci se spotovým trhem dosáhnete nízké ceny za elektřinu i v měsících, kdy výroba z FVE nedosahuje potřebného výkonu. 

Záruky a servis – záruky se u střídačů jsou ve většině případů 10 let. U levnějších řešení je to 5 let a u kvalitních střídačů jsou záruky až 20 let. Střídač je bezúdržbové zařízení a vady se řeší velmi zřídka. Monitoringem lze většinu chyb dálkově vyřešit bez nutnosti servisního zásahu. Pro případ záručních nebo pozáručních oprav je velkou výhodou oficiální zastoupení výrobce v ČR.  

Další faktory – vlastní spotřeba střídače nebo hlučnost. Některé levnější varianty trpí při vysokém zatížení přehříváním, což má výrazný vliv na výrobu a životnost střídače.  

Bateriové úložiště: zásoba energie na horší časy

Kapacita baterií – kapacita se počítá v kilowatthodinách (kWh) a volba závisí na velikosti FV systému a potřebách objektu. V základní variantě by kapacita baterie měla dosahovat 1 až 2 násobku instalovaného výkonu. Hlavně u firemních objektů s velkou spotřebou je, ale toto velmi individuální a je nutné vytvořit energetickou analýzu z které lze následně určit odpovídající kapacitu úložiště, aby se investice v co největší míře vyplatila. 

Životnost a záruka: životnost se udává v počtu cyklů (jedno plné nabytí a vybití). Kvalitní LiFEpo4 baterie mají životnost 6 – 12 000 cyklů, což odpovídá zhruba až 30 rokům v případě nejkvalitnějších baterií. Záruky se výrazně liší levnější varianty poskytují záruku 5 let a kvalitní 15 let. Standardem je 10 roků. Podstatným údajem je i energetický průtok, což je množství energie, které můžeme do baterie za dobu životnosti uložit. Nejkvalitnější baterie dosahují výnosu 4,2 MWh na instalovanou kWh. Průměrem jsou 3 MWh na instalovanou kWh.   

Bezpečnost: jako v předešlých případech je zde důležité zvolit kvalitní technologií. V kombinaci s profesionální instalací je bateriové úložiště naprosto bezpečné. Nejvyspělejší baterie mají přísné bezpečnostní standardy jako například: elektrická ochrana, která zajišťuje ochranu proti přepětí, nadproudu, přehřátí a zkratu. Aktivní ochrana provádí měření teploty a napětí na úrovni článků v reálném čase, aby odhalila případná rizika. Nouzová ochrana zabrání výbuchu nebo požáru. V kritickém případě odsaje kyslík a zamezí hlavnímu předpokladu výbuchu a požární sada uvolní plyn a efektivně potlačí oheň chemickou cestou. Standardem je třída ochrany IP66 a například bateriové úložiště HUAWEI s rozsahem teplot – 20 až 55 °C poskytuje také ochranu proti ponoření až do hloubky ponoření 40 cm po dobu 72 hodin. Tento bateriový systém může být umístěn i mimo obytné prostory.

Technologie: vývoj bateriových článků jde rychle dopředu a architektura se může výrazně lišit. Nejmodernější baterie jsou vybaveny integrovanými optimizery a provádí nabíjení a vybíjení odděleně v paralelních obvodech. Přidanou hodnotou baterie s optimizerem je možnost monitoringu na úrovni článků a bezproblémové rozšíření kapacity i po letech provozu původních článků. U starších technologií je rozšíření možné maximálně do jednohu roku od instalace baterie. Starší technologie mají větší vnitřní počet článků, což může způsobovat problémy v propojení a tím snižovat výkon baterie. Kvalitní baterie poskytují nabíjecí a vybíjecí výkon minimálně 5 kWh. 

Bateriové úložiště je nejnákladnějším komponentem celé instalace. Výběr nelze zanedbat a investovat do starší technologie se v dlouhodobém horizontu nevyplatí. 

Fotovoltaické panely: Základní prvek fotovoltaické elektrárny

Výkon FV panelu: udává kolik energie panel vyrobí při ideálních podmínkách, které v ČR, lze dosáhnout jen málo dní v roce. Výběr závisí na prostorvých možnostech místa instalace. Běžně se instalují panely s výkonem 450 až 620 Wp.

Účinnost panelů: účinnost fotovoltaických panelů udává, kolik energie z dopadajícího slunečního záření dokáže panel přeměnit na elektrickou energií. Účinnost se neustále zvyšuje a nejvyspělejší FV panely mají účinnost přes 23%, tzn., že na stejné ploše při stejném výkonu přemění o 3% více než panel s účinností 20%. Účinnost ovlivňuje technolgie článků, teplota FV panelu, intenzita záření, orientace a sklon, čistota a zastínění panelů. 

Technologie:  dnes se již prakticky nepoužívají PERC články a na trhu naleznete modernější technologie s vyšší účinností. Nejúčinnější jsou články typu N se zadním kontaktem, které zajišťují minimální vliv teploty na výkon panelu a vykazují lepší účinnost při horším počasí. Delší životnost mají fotovoltaické panely dual-glass a na některé instalace lze použít bifaciální panely, které mohou v případě ideální odrazové plochy dát až 30% výkonu navíc. Flexibilní nebo odlehčené FV panely pomohou v případech, kdy je nutné minimální dodatečné zatížení konstrukce střechy.

Záruky a degradace: Záruky na FV panely se pohybují od 15 do 25 let. Záruky na degradaci výkonu jsou u kvalitních panelů 30 let s poklesem výkonu na maximálně 89% původních hodnot. 

Výkon fotovoltaických výrazně ovlivní doplnění o optimizery, které zajistí že každý panel bude pracovat na maximálním bodu výkonu bez ohledu na panel ve stejném stringu. Bez použití optimizerů se panely vzájemně ovlivňují. Jaké výhody má optimizer si přečtěte v našem minulém článku. 

Další ztráty, které ovlivňují výkon fotovoltaiky

Ztráty přeměny energie u fotovoltaických elektráren vznikají v několika fázích procesu přeměny sluneční energie na elektrickou energií.

Ztráty elektroinstalace: vodiče v elektroinstalaci celé elektrárny mají elektrický odpor, který vede k ohřevu a ztrátám energie. Jsou závislé na délce a kvalitě použitých vodičů. Solární kabely s průřezem min. 6mm a další vodiče by měli být dimenzovány pro co nejnižší odpor. Každá část elektroinstalace jako např. jističe, přepěťové ochrany, proudové chrániče, pojistkové odpojovače atd. by měli být od renomovaných výrobců (OEZ, EATON, DEHN atd.). 

Ztráty v důsledku nesprávného návrhu systému: neodborným návrhem může dojít k poměrně výrazným ztrátám. Špatně dimenzovaný výkon střídače, výkon a orientace panelů neodpovídá průběhu spotřeby objektu. 

Závěr: co je potřeba zvážit při výběru fotovoltaické elektrárny? 

Pro dosažení, bezpečnosti, maximální energetické soběstačnosti a efektivitě je důležité pečlivě vybrat, každou část fotovoltaické elektrárny. Fotovoltaická elektrárna představuje dlouhodobou investici, která vám nejen bude šetřit náklady na energie, ale také přispěje k ochraně životního prostředí. 

Zpracujeme vám profesionální návrh na základě vašich energetických potřeb. Provedeme odbornou instalaci na vašem firemním objektu nebo rodinném domě. Vyřídíme vše včetně připojení a dotace. Stačí se nám ozvat vyplněním přiloženého formuláře.