Výpočet velikosti fotovoltaické elektrárny

V článku na Sun Smart Construction se dočtete o klíčových faktorech při výpočtu velikosti fotovoltaické elektrárny. Tato efektivní kalkulace zahrnuje energetickou spotřebu, polohu, sklon střechy a sluneční expozici. S využitím online kalkulačky lze snadno odhadnout optimální velikost systému pro maximální výkon a úspory na elektřině. 

Jak určit, kolik solárních panelů potřebuji?

Od počtu solárních panelů a jejich výkonu se odvíjí, kolik elektřiny fotovoltaická elektrárna vyrobí. Abyste zjistili potřebné množství panelů, musíte znát roční spotřebu elektřiny v domácnosti. Důležité jsou však i další parametry, třeba velikost střechy.

Jak zjistím, kolik konkrétně má domácnost potřebuje solárních panelů?

Je třeba zvážit určité faktory, jako je například vaše průměrná denní spotřeba energie (zaleží na množství spotřebičů, členů domácnosti a podobně), orientace vaší střechy a délka slunečního svitu ve vaší oblasti. Dále je pak důležité vědět, jak velká plocha je k dispozici nebo-li, jak velká vaše střecha je, případně promyslet umístění jinde.

Rozhodujícím faktorem pro stanovení počtu potřebných solárních panelů je průměrná spotřeba energie, která zahrnuje celkové kilowatthodiny (kWh) spotřebované nebo plánované k použití ve vaší domácnosti.

Generované množství energie solárními panely závisí na délce slunečního svitu a tedy na vaší geografické poloze. Například ve Spojeném království se liší počet slunečních hodin, což ovlivní potřebný počet solárních panelů.

Klíčovým faktorem je také velikost vaší střechy, která určuje, kolik panelů se na ni vejde, kolik energie bude vyrobeno a jaké náklady to bude mít. Důležité je rovněž posoudit vhodnost střechy, zda je schopna unést váhu solárních panelů a jakým způsobem budou panely nakloněny.

Zjistěte, kolik panelů potřebujete. Návod krok za krokem.

Zajímáte se, jak kalkulačka fotovoltaiky stanovuje optimální počet fotovoltaických panelů? Nebo jste nadšenci do matematiky a dáváte přednost ručnímu výpočtu? Bez ohledu na váš přístup pokračujte ve čtení, neboť máme pro vás připravený návod krok za krokem, jak si sami spočítat počet solárních panelů, které budete potřebovat.

1/6 Kolik spotřebujete energie?

Aby byl výkon fotovoltaických panelů vhodně navržen, je ideální, aby domácnost spotřebovala většinu elektřiny, kterou elektrárna vyprodukuje. V dnešní době totiž prodej přebytků elektřiny do sítě není příliš výhodný. V průměru domácnost spotřebuje ročně mezi 4 až 10MWh elektřiny.

Abyste získali přesnou spotřebu elektrické energie, můžete se podívat do svého ročního vyúčtování od dodavatele. Zde bude uvedena spotřeba v kilowatthodinách (kWh), kde 1MWh = 1000kWh.

Kromě celkové spotřeby je důležité zvážit, jak elektřinu zužitkujete během dne i během roku.

Pokud navrhujete fotovoltaický systém pro chalupu, kde pobýváte pouze v létě, může vám stačit nižší výkon elektrárny než je celková spotřeba. To proto, že v létě fotovoltaika vyprodukuje více elektřiny.

V případě, že elektrickou energii využíváte i k vytápění, je vhodné elektrárnu naddimenzovat. V zimních měsících totiž výkon fotovoltaických panelů klesne na zhruba třetinu oproti letním měsícům.

Při návrhu je dobré myslet dopředu minimálně na 10 až 15 let. Pokud plánujete rozšíření rodiny nebo si pořízení energeticky náročných zařízení, jako je například klimatizace, sauna nebo jiné spotřebiče, je vhodné navýšit množství elektrické energie, kterou systém vyrobí.

2/6 Stanovte si požadovaný výkon fotovoltaické elektrárny

Výkon fotovoltaické elektrárny se měří v kilowattpeak (kWp), což je výkon za standardních testovacích podmínek. Avšak běžný provoz často nedosahuje ideálních podmínek, a proto je důležité znát skutečně vyrobenou energii ze solární elektrárny.

Předpokládejme, že solární elektrárna o výkonu 1kWp v podmínkách České republiky vyprodukuje ročně asi 900 až 1150 kWh elektrické energie. Toto množství je ovlivněno lokalitou, nadmořskou výškou, oblačností, orientací a sklonem panelů, zastíněním a dalšími faktory.

Pro výpočet přibližné výkonnosti fotovoltaiky na místě bydliště můžete využít interaktivní mapu od Evropské komise:

1. Na webové stránce zadejte svou adresu do kolonky "Address".
2. Můžete vyplnit ostatní parametry v tabulce (sklon panelů, způsob montáže atd.), nebo je nechat předdefinované.
3. Klikněte na tlačítko "Visualize results".
4. Tabulka vám spočítá množství vyrobené energie (v kWh), tedy kolik kWh energie ročně solární panely vyrobí při instalovaném výkonu 1kWp. Toto číslo si zapište z řádku "Yearly PV energy production [kWh]".

Poté vezměte svoji roční spotřebu elektřiny (v kWh) a vydělte ji množstvím vyrobené energie (v kWh). Tímto způsobem získáte odhadovaný potřebný výkon solárních panelů (v kWp), který by vám mohl pokrýt vaši spotřebu elektřiny.

Modelový výpočet

Rodinný dům s roční spotřebou elektřiny 4500kWh plánuje nainstalovat fotovoltaickou elektrárnu (FVE), která by měla ročně vyprodukovat přibližně 5000kWh elektřiny. V Plzni, kde je rodina situována, je podle mapy možné získat 1055kWh elektřiny ročně z 1kWp instalovaného výkonu.

Pro dosažení požadované produkce 5000kWh je tedy zapotřebí výkonu přibližně 4,74kWp. Výpočet: 5000 / 1055 = 4,74kWp

Rodina by měla zvolit fotovoltaickou elektrárnu o výkonu zhruba 4,74kWp. 

Pro zjednodušený výpočet můžete předpokládat, že každý 1kWp solární elektrárny vyrobí ročně 1MWh elektřiny. Pokud máte rodinný dům s roční spotřebou 4MWh, doporučuje se instalovat fotovoltaickou elektrárnu o výkonu 4kWp. 

3/6 Výběr velikosti fotovoltaiky a výkonu panelů

Po zjištění potřebného výkonu fotovoltaické elektrárny můžete přepočítat tento výkon na počet fotovoltaických panelů. Než však to uděláte, je třeba si vybrat vhodný výkon solárních panelů. V oblasti domácností jsou nejčastěji používané panely s výkonem v rozmezí 250–550Wp.

Standardní velikost fotovoltaických panelů do výkonu 300Wp má rozměry 995×1650mm. Tento panel zabírá přibližně plochu 1,65m2. Výkonnější panely mohou být sice o něco větší, ale díky vyššímu výkonu na jednotku plochy zaberou celkově na střeše menší prostor.

Výpočet množství

Budeme dále pokračovat ve výše uvedeném příkladu. Požadovaný výkon fotovoltaické elektrárny činí 4,74kWp. Dejme tomu, že se rodina rozhoduje mezi dvěma typy panelů – 350Wp a 450Wp. Počet panelů odpovídá výkonu elektrárny, který vydělíte výkonem jednotlivých panelů. Důležitý je převod na stejné jednotky, tj. 4,74kWp = 4740Wp.

Výpočet s 350Wp panely: 4740 / 350 = 13,54, tj. 14 panelů

Výpočet s 450Wp panely: 4740 / 450 = 10,5, tj. 11 panelů

Teď znáte počet panelů, a tak zbývá dopočítat, kolik plochy na střeše zaberou.

350Wp má plochu 1,95m2: 14 * 1,95 = 27,3m2

450Wp má plochu 2,22m2: 11 * 2,22 = 24,42m2

V příkladech jsme počítali s domácností, která chce pomocí solárů vyrobit 5MWh elektřiny ročně. K tomu bude potřebovat 14 panelů o jednotkovém výkonu 350Wp. Podívejte se na grafické znázornění, kolik takových panelů je potřeba pro různou roční spotřebu elektřiny.

• 2 MWh – 6 panelů
• 3 MWh – 9 panelů
• 4 MWh – 12 panelů
• 5 MWh – 14 panelů
• 6 MWh – 17 panelů

4/6 Vejdou se panely na střechu?

Máte vypočtený potřebný výkon a počet solárních panelů? Teď zbývá ověřit, zda se vám všechny panely vejdou na střechu.

Pokud instalujete fotovoltaické panely na šikmou střechu, můžete je umístit těsně vedle sebe nebo s malými rozestupy. Celková potřebná plocha tak přibližně odpovídá ploše samotných panelů. Pokud si nejste jisti ohledně velikosti jednotlivých panelů, přibližně můžete počítat, že 1kWp panelů zabere plochu 5m².

Pro instalaci na rovnou střechu se panely umísťují na konstrukci, kde se nastavuje vhodný sklon (obvykle 15–25 °). Aby se panely navzájem nezastínil, je nutné mezi nimi nechat určitý rozestup. Přibližně můžete počítat, že pro instalaci 1kWp panelů je potřeba 10m² střešní plochy. A i v případě, že máte malou střechu, nezoufejte – dodatečné panely lze instalovat například na garáži nebo fasádě.

5/6 Ověřte si příspěvky

Program Nová zelená úsporám nabízí štědré dotace pro pořízení fotovoltaických systémů pro domácnosti. Výše příspěvku může dosáhnout až 200 000 Kč. Je důležité mít na paměti, že tato dotace se vztahuje pouze na instalovaný výkon fotovoltaického systému od 2kWp do 10kWp. Pokud plánujete využít tuto dotaci, doporučujeme si přečíst podrobnosti a zjistit, jakým způsobem můžete získat finanční podporu na váš fotovoltaický systém. 

6/6 Vytěžte maximum

Po správném navrhnutí velikosti vaší solární elektrárny a potřebného počtu panelů jste již zajistili, že výkon fotovoltaiky bude nadimenzovaný. Nyní zbývá vyřešit, co uděláte s přebytkem vyrobené elektřiny. Máte několik možností, jak ho využít.

Jednou z možností je akumulovat přebytky do baterií nebo nádrže s teplovodním úložištěm (TUV), nebo můžete zvolit kombinaci s tepelným čerpadlem.

Alternativně, pokud nechcete využít akumulace, přebytečná elektřina bude přetékat do elektrické sítě. Někteří dodavatelé elektřiny přetoky vykupují, avšak tato možnost může být spojena s nízkou finanční odměnou. Výhodnější možností může být využití tzv. virtuální baterie, která umožňuje lépe využít přebytky elektřiny a optimalizovat její spotřebu.