Velikost pole určuje spotřeba, ne volná střecha
Nejčastější chyba u solárů na rodinném domě je jednoduchá: klient se podívá na jižní střešní rovinu, spočítá, kolik panelů se na ni vejde, a toto číslo se stane zadáním. Střecha je přitom jen horní limit. Skutečným zadáním je spotřeba domácnosti během dne, protože o ekonomice nerozhoduje, kolik pole vyrobí, ale kolik z toho dům spotřebuje v okamžiku výroby.
Důvodem je cena. Kilowatthodina odebraná ze sítě stojí plnou sazbu včetně distribuce a poplatků. Kilowatthodina, kterou vyrobí fotovoltaický panel a dům ji hned spotřebuje, ušetří celou tuto cenu. Přebytek vyvezený do sítě má hodnotu jen zlomku a v závislosti na modelu vyúčtování se pohybuje od nízké výkupní ceny po prosté započtení objemu. Rozdíl je dost velký na to, aby dvě instalace se stejným jmenovitým výkonem a stejným ročním výnosem měly zcela odlišnou návratnost, čistě podle toho, kdy je domácnost doma.
Ekonomiku rozhoduje vlastní spotřeba
Vlastní spotřeba je podíl vyrobené elektřiny, který dům spotřebuje přímo. U rodinného domu zcela bez řízení spotřeby se tento podíl obvykle pohybuje mezi čtvrtinou a dvěma pětinami ročního výnosu, protože pole má špičku v poledne, kdy je dům nejčastěji prázdný. Zbytek odtéká do sítě a vrací se v hodnotě, která neodpovídá ušetřené kilowatthodině.
Předimenzované pole na domě s neřízenou spotřebou je proto horší investice než menší pole plně pokryté vlastní poptávkou domu. Každý další kilowatt špičkového výkonu nad to, co dům dokáže vstřebat, se vrací pomaleji než ten předchozí. Prvních několik kilowattů na běžném domě se zaplatí téměř jistě, osmý jen tehdy, pokud pro něj existuje poptávka.
Pořadí uvažování je tedy opačné než to obvyklé: nejprve co dům během dne spotřebuje a co by spotřebovat mohl, potom velikost pole a teprve nakonec kontrola, zda se zvolená velikost vejde na střechu.
Co vlastní spotřebu skutečně zvyšuje
Vlastní spotřebu lze zvýšit dvěma způsoby: přesunout poptávku do denních hodin, nebo přidat spotřebič, který denní přebytek promění v něco užitečného. V praxi fungují čtyři věci a fungují velmi odlišně.
- Tepelné čerpadlo je nejsilnější nástroj, ale sezónně posunuté: nejvíce topí v prosinci a lednu, kdy pole dodává nejméně. V přechodném období a pro ohřev teplé vody spolehlivě pohlcuje denní přebytek.
- Zásobník teplé vody je nejlevnější úložiště, jaké dům může mít. Ohřev řízený tak, aby běžel v poledne místo za úsvitu, přesune několik kilowatthodin denně do hodin, kdy jsou fakticky zdarma, a nepotřebuje nic víc než časovač nebo jednoduché řízení.
- Spotřebiče s časovačem, tedy pračka, sušička a myčka na odložený start na poledne, jsou drobnost, která se opakuje denně a nic nestojí.
- Elektromobil mění obrázek ze všeho nejvíc, ale jen pokud stojí přes den doma. Auto nabíjené po desáté večer vlastní spotřebu nezvedne vůbec.
Tabulka přiřazuje profilu domácnosti velikost pole, která se k němu hodí. Pásma jsou orientační a je třeba je ověřit proti skutečné roční spotřebě domu.
| Profil domácnosti | Rozumné pásmo velikosti | Úložiště | Charakter vlastní spotřeby |
|---|---|---|---|
| Dva pracující, dům přes den prázdný, plynové vytápění | zhruba 3 až 4 kWp | obvykle ne | nízká, špička výroby mimo poptávku |
| Někdo je přes den doma, bez tepelného čerpadla | zhruba 4 až 6 kWp | zvážit později | střední, tažená vařením a denním provozem |
| Tepelné čerpadlo a řízený ohřev teplé vody | zhruba 5 až 8 kWp | zásobník dřív než baterie | dobrá na jaře a na podzim, slabá v zimě |
| Tepelné čerpadlo a elektromobil nabíjený přes den doma | zhruba 7 až 10 kWp | baterie se začíná vyplácet | vysoká, poptávka pokrývá i polední špičku |
| Bazén, klimatizace nebo vytápěná dílna | od měření, ne od střechy | podle křivky zatížení | vážená k létu, kopíruje výrobu |
Kde baterie začíná a přestává dávat smysl
Domácí úložiště nic nevyrobí, jen přesouvá spotřebu z poledne na večer. Smysl tedy dává ve chvíli, kdy je vlastní spotřeba vyčerpaná levnějšími prostředky a dům má stále podstatný přebytek. Tam, kde se teplá voda stále ohřívá v šest ráno a pračka běží v sedm večer, je baterie drahou záplatou na problém, který řeší časovač.
Rozumná kapacita se řídí večerní poptávkou, ne velikostí pole: úložiště má pokrýt jeden běžný večer a noc, ne několik dní. Baterie také nic neřeší v zimě, kdy je přebytku sotva zapotřebí, takže na domě s tepelným čerpadlem ji nelze chápat jako způsob, jak v lednu opustit síť. Záložní napájení při výpadku je samostatné téma, vyžaduje jiné zapojení a ne každý systém to umí.
Orientace a sklon: proč východ-západ často poráží čistý jih
Jih při sklonu kolem třiceti stupňů dává v našich zeměpisných šířkách nejvyšší roční výnos. To ale neznamená, že dává nejvíc peněz. Jižní pole vytváří úzkou, vysokou polední špičku, kterou běžná domácnost nedokáže vstřebat, takže velká část této špičky odtéká do sítě. Pole rozdělené mezi východní a západní rovinu vyprodukuje za rok o něco méně, ale rozprostírá výrobu do širšího pásma s ranním a odpoledním maximem, což je přesně doba, kdy dům skutečně odebírá energii.
Sklon se chová podobně: strmější posouvá výnos k zimě a nízkému slunci, plošší k létu. Na ploché střece se panely obvykle nekladou naplocho, ale osazují se na mírné rámy, což také zlepšuje samočištění deštěm. Orientace samotného domu je přitom rozhodnutí přijaté dávno před soláry, při umístění domu na pozemku.
| Orientace a sklon | Roční výnos proti optimu | Tvar denní křivky | Komu se hodí |
|---|---|---|---|
| Jih, sklon 30 až 35 stupňů | referenční optimum | úzká, vysoká polední špička | dům s velkou polední poptávkou |
| Jih, plochá střecha na rámech do 15 stupňů | zhruba o desetinu nižší | plošší špička, silné léto | dům s klimatizací nebo bazénem |
| Východ a západ, sklon 30 až 40 stupňů | zhruba o pětinu nižší | dvě mírná maxima, ráno a odpoledne | rodina s ranní a večerní poptávkou |
| Jihovýchod nebo jihozápad, 30 až 40 stupňů | blízko optima | špička posunutá o hodinu až dvě | většina běžných domů |
| Sever a severovýchod | mnohem nižší, obvykle neekonomické | plochá, bez využitelné špičky | jen jako doplnění tam, kde je málo plochy |
Zastínění: komín, vikýř a sousedův strom
Zastínění je jediný faktor, který dokáže znehodnotit jinak dobře navržené pole zcela neúměrně k dotčené ploše. Panely zapojené v jednom stringu sdílejí společný proud, takže jediný modul zastíněný komínem stáhne výkon celého stringu, ne jen svůj vlastní podíl. Proto může stín velikosti dlaně stát několik procent ročního výnosu.
Přesně k tomu existují optimizéry a mikroinvertory: umožňují každému modulu pracovat ve vlastním pracovním bodě. Nejsou však náhradou za studii zastínění. Komín, vikýř, anténní stožár i sousedův strom lze zakreslit předem a některé z nich lze přesunout nebo sloučit ještě ve fázi návrhu střechy. Strom také roste, takže se posuzuje v dospělé výšce, ne v té dnešní.
Pole je trvalou součástí střechy, ne doplňkem
Tohle je část, kterou psaní o solárech obvykle vynechává. Pole je trvalým prvkem fasády, plocha o několika desítkách m2 na nejviditelnější rovině domu. Pokud přijde dodatečně a sestaví se tam, kde zbylo místo, dům to okamžitě ukáže: odstupňované hrany, panely rozdělené kolem střešního okna, rám v jiné barvě než tašky.
Rozdíl mezi dobrým a špatným výsledkem je většinou otázkou pořadí, ne rozpočtu. Pole navržené společně se střechou lze zarovnat s hranou, udržet jako jeden obdélník, sladit barvou s krytinou nebo osadit zarovno s rovinou krytiny jako integrované řešení. Zároveň lze sladit vše pod ním: rozložení krokví a latí pro uchycení, polohu prostupů pro kabely, trasu kabelů do technické místnosti a prostor pro střídač.
Pole také zatěžuje střechu, a to jak vlastní hmotností, tak tím, že mění působení větru a sněhu na povrch pod sebou. U novostavby s tím statik počítá v návrhu střechy, u staršího domu je třeba posoudit stav konstrukce. A jedno pořadí se porušuje častěji než kterékoli jiné: pokud má být střecha znovu pokryta, panely patří na novou střechu. Montáž na starou krytinu znamená zaplatit demontáž a zpětnou montáž celé instalace.
Připojení a dotační cesty
Soláry nejsou jen stavební záležitostí, ale také vztahem s provozovatelem distribuční soustavy. Proces má ustálenou podobu: žádost o připojení zdroje, stanovisko provozovatele s podmínkami a limitem výkonu, smlouva, instalace s revizní zprávou a nakonec výměna elektroměru za obousměrný. Systém chytrého měření zaznamenává odběr a dodávku odděleně, protože právě toto rozdělení určuje, co se vyúčtuje jako ušetřené a co jako vyvezené.
U dotací platí stejné pravidlo jako v průvodci dotací na obnovu domu: spolehnout se lze na mechanismus, ne na číslo z loňského článku. Soláry na rodinném domě jsou podporovány buď jako voucher v programu Zelena domacnostiam spravovaném SIEA, nebo jako jedno opatření v rámci komplexní rekonstrukce. Dvojí financování stejné položky ze dvou programů zpravidla není možné. Částky, stropy a termíny se mezi jednotlivými koly mění, proto si je před podpisem jakékoli smlouvy s instalatérem ověřte v aktuální výzvě.
Závěr
Soláry dobře vycházejí, když se navrhují ve správném pořadí. Nejprve se podívejte, co dům během dne spotřebuje a co by spotřebovat mohl, potom nastavte velikost pole a levné způsoby zvýšení vlastní spotřeby. Baterie přichází až po tom. Orientace a zastínění rozhodují o tvaru denní křivky, ne jen o ročním součtu. A pole se musí navrhovat společně se střechou, ne na ni dodatečně lepit. Volná střecha je jen dostupný prostor, ne odpověď na to, kolik panelů dům potřebuje.