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, nehledící na ekonomické aspekty investice, anebo 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, což je vidět na prudkém rozmachu polí fotovoltaických elektráren i na střechách rodinných domů či komerčních objektů. Příčinou je výrazný pokles ceny fotovoltaiky a solárních technologií obecně. Díky snížení ceny solárních systémů je dnes návratnost investice do solární elektrárny malého i zcela malého rozsahu počítána v několika letech, což je zajímavé pro mnoho majitelů objektů z hlediska dlouhodobých úspor 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, anebo 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, a 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, ale používají se k předehřevu vody v systému, kterou 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, ovšem riziku nějaké nenadálé události a škodám plynoucí ze zmrznutí vody nelze zcela zabránit.

Nevýhodu zamrzání zcela eliminuje teplovzdušné solární vytápění – teplovzdušné solární kolektory ohřívají vzduch, který 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, která 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 – 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, což v důsledku znamená přebytky získaného tepla, které nemůžeme bez rizika exploze pouštět jen do zásobníku teplé užitkové vody a už vůbec ne do 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 a další, které je nutné do celkové bilance nákladů a výnosů započítat.

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, neboť teplo lze jen těžko efektivně skladovat a je potřeba je využít jen po krátkou dobu po jeho získání ze slunečního svitu. Úspory z ceny tepla získaného ze solárních kolektorů obvykle převýší úspory za elektřinu, vyrobenou fotovoltaickými panely, umístěnými na téže ploše, jestliže bychom ve stejném objektu po celou tuto dobu museli zajistit vytápění anebo ohřev teplé vody jinými topidly.

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, je k dispozici elektrické energie hodně, když zajde za mraky anebo se setmí, nemáme elektřinu žádnou anebo jen velmi málo. Je tedy potřeba elektřinu buďto vhodným způsobem akumulovat, a to buďto do elektrických akumulátorů (nevýhodou je vysoká pořizovací cena akumulátorů a jejich rychlé stárnutí), anebo do vody formou přečerpávacích nádrží a turbín (což je ovšem prostorově, stavebně i investičně velice nákladné řešení). Nejlepším řešením je ovšem připojení solární elektrárny na veřejnou rozvodnou síť, kdy elektřinu získanou ze slunce využíváme jen když sami potřebujeme, zatímco její přebytky prodáváme za státem garantovanou cenu do veřejné sítě. Nedostatky elektrické energie kryjeme rovněž částečně z veřejné sítě. Tímto prakticky přenášíme problém výkyvů výkonu na provozovatele veřejných sítí, což je hlavní příčinou poklesu zájmu o podporu fotovoltaiky ze strany státu v posledních měsících, a také příčinou zdražování elektrické energie obecně.

Kdy se vyplatí využít plochu pro fotovoltaické elektrárny ?

Fotovoltaická solární elektrárna se vyplatí tam, kde jsme schopní přebytky vyrobené elektrické energie prodávat do veřejné energetické sítě na základě smlouvy uzavřené s poskytovatelem elektřiny, anebo naopak tam, kde dosud elektřina dovedená není a jsme ochotní připlatit si za systém pro její akumulaci a přeměnu na využitelnou elektřinu (měniče =12V/st230V , 12V rozvody a spotřebiče). Pokud uvažujeme o využití plochy objektu, který je obýván sporadicky, ale je připojen na veřejnou elektrickou síť, může být volba fotovoltaických panelů zajímavý, řešením, jak prodávat energii slunce odběrateli i v době, kdy není objekt obýván. Tyto zisky mohou být výrazně vyšší než úspora z jinak cenově výhodnějších solárních kolektorů pro vytápění nebo ohřev teplé vody.