Koľko stojí predplatné (fotovoltaická elektráreň na streche domu) a koľko účtov Vám slnko nepošle sa pokúsime odhaliť.
Spotreba domácnosti
Pre správnu voľbu výkonu fotovoltaickej elektrárne je dôležité vedieť akú má rodinný dom spotrebu elektrickej energie. Bežný rodinný dom, ktorý nevyužíva elektrickú energiu na ohrev vody, kúrenie a chladenie, spotrebuje za rok približne 4,5 MWh elektrickej energie.
Spotreba elektrickej energie počas dňa sa pohybuje v rozmedzí od 250 W do 2000W (veľmi krátkodobo môže absolútne maximum spotreby dosahovať vyššie hodnoty). Priemerná spotreba rodinného domu je 500 W. V nasledujúcom grafe je znázornená spotreba elektrickej energie v rodinnom dome počas bežného pracovného dňa. Prvá špička spotreby je v ranných hodinách, kedy energiu spotrebovávajú prevažne spotrebiče na prípravu jedla. Druhá špička spotreby je v nočných hodinách keď energiu spotrebovávajú prevažne spotrebiče na prípravu jedla, elektronické spotrebiče domácej zábavy a osvetlenie.
Vyrobená energia
Na streche domu v Bratislavskom kraji je voľná plocha 14 m², južne orientovaná so sklonom 35°. Na uvedenú plochu strechy nainštalujeme fotovoltaické panely s maximálnym výkonom 2 kW. Maximálny výkon je vo fotovoltaike označovaný ako kWp.
Na 1 m² uvedenej plochy dopadne za jeden rok slnečné žiarenie s energiou 1 450 kWh. Na celú plochu 14 m² dopadne za jeden rok slnečné žiarenie s energiou 20 300 kWh. Na strechu umiestnime najčastejšie používané polykrištalické panely s účinnosťou 14%.
Z energie slnečného žiarenia dopadajúceho na fotovoltaické panely je teoreticky možné pri optimálnych podmienkach vyrobiť za rok 2 842 kWh elektrickej energie.
Straty fotovoltaického systému
Aký je vplyv reálnych prevádzkových podmienok na množstvo vyrobenej elektrickej energie fotovoltaickou elektrárňou ? Aké sú straty samotnej fotovoltaickej elektrárne?
Z obrázka môžeme vidieť ďalšie straty na úrovni 22% , ktoré sú spôsobené samotnou fotovoltaickou elektrárňou. Zo slnečnej energie dopadajúcej na fotovoltaické panely s inštalovaným výkonom 2kWp dokážeme vyrobiť za rok 2 217 kWh elektrickej energie.
1 kWp inštalovaného výkonu fotovoltaickej elektrárne vyrobí za rok 1,1 MWh elektrickej energie
Uvedený výpočet je platný pre južnú orientáciu strechy so sklonom 35° v Bratislavskom kraji. Ak je fotovoltaická elektráreň inštalovaná severnejšie, prípadne strecha nemá optimálnu orientáciu a sklon, je pri výpočte potrebné kalkulovať s nižším množstvom vyrobenej elektrickej energie.
Pre presný výpočet množstva vyrobenej elektrickej energie fotovoltaickou elektrárňou pre konkrétnu lokalitu, sklon a orientáciu strechy odporúčam konfigurátor na stránke tu.
Životnosť fotovoltaického panelu
Energia slnečného žiarenia (fotón) po dopade na pn-prechod „vyrazí“ z kryštalickej štruktúry kremíka elektrón. Vznikne elektrón(-) dierový(+) pár, ktorý je odďaľovaný vnútorným elektrickým poľom pn-prechodu. Voľný elektrón(-) prechádza elektrickým obvodom a po dosiahnutí n-vrstvy opäť zrekombinuje s dierou (+). Elektrón vytvoril pohybom v elektrickom obvode elektrický prúd – „elektrinu“
Slnečné žiarenie dopadajúce pn-prechod postupne túto vrstvu degraduje. Následkom je znižovanie množstva vygenerovaných elektrón – dierových párov. Počas každého jedného roka prevádzky stratí fotovoltaický panel 1% výkonu.
Následkom je znižovanie množstva vygenerovaných elektrón – dierových párov. Počas každého jedného roka prevádzky stratí fotovoltaický panel 1% výkonu.
uvažovaná 2 kWp fotovoltaická elektráreň bude mať po dvadsiatich rokoch maximum výkonu 1,6 kW
Množstvo spotrebovanej elektrickej energie
Tu prichádzame ku kameňu úrazu fotovoltaických elektrární. Elektrickú energiu, ktorú vyrobíme ale nespotrebujeme, dodávame do elektrizačnej sústavy zadarmo. Takýto jav sa deje už pri veľmi malých fotovoltaických elektrárňach. Najmenšie fotovoltaické elektrárne sa vyrábajú s výkonom 2 kWp. Pri ďalších kalkuláciách budeme uvažovať s týmto výkonom.
- Nákup elektrickej energie – Pred východom a po západe slnka. V tomto čase je potrebné vzhľadom na nulový výkon fotovoltaickej elektrárne nakupovať elektrickú energiu z elektrizačnej sústavy.
- Spotrebovávanie elektrickej energie – Optimálny jav, keď dokážeme elektrickú energiu vyrobenú fotovoltaickou elektrárňou spotrebovať.
- Dodávanie elektrickej energie do elektrizačnej sústavy – Nepriaznivý jav, ktorý vzniká neschopnosťou spotrebovať elektrickú energiu vyrobenú fotovoltaickou elektrárňou. Tá je zadarmo dodávaná do elektrizačnej sústavy.
Na grafe je možné vidieť na priesečníkoch krivky výroby a krivky spotreby ráno o 7:30 a večer o 17:00 dva rovnovážne (optimálne) stavy, keď sa množstvo vyrobenej elektrickej energie rovná množstvu spotrebovanej elektrickej energie.
bez optimalizácie a regulácie spotreby je 70% elektrickej energie vyrobenej fotovoltaickou elektrárňou dodanej zadarmo do elektrizačnej sústavy
Za jeden rok nespotrebovaním „neušetríme“ 1,5 MWh elektrickej energie. Počas dvadsiatich rokov životnosti fotovoltaickej elektrárne to predstavuje sumu v hodnote 6000 €, ktorú sme dodali zadarmo distribučnej spoločnosti. V lepšom prípade sa nám „dsitribučka“ poďakuje, v horšom bude požadovať regulátor na zabezpečenie nulových dodávok do siete.
Cena elektrickej energie
Pri prognóze vývoja ceny elektrickej energie vychádzame z údajov Eurostatu, kde máme možnosť vidieť vývoj ceny koncovej ceny elektrickej energie pre domácnosti.
Pri zvolení lineárnej tendrovej spojnice môžeme konštatovať, že:
priemerný ročný rast ceny elektrickej energie na Slovensku je 2,5 %
Ak vás zaujíma, koľko reálne platíte za jednu kilowatthodinu, cenu nájdete v ročnom zúčtovaní, ktoré vám zasiela Váš dodávateľ elektrickej energie. Na Slovensku máme možnosť z výberu dvanástich dodávateľov elektrickej energie. Ceny v najvyužívanejšej distribučnej sadzbe D2 sa pohybujú na úrovni 120 €/MWh.
Cena 2 kWp Fotovoltaického systému
| solárne panely | 1000 € |
| konštrukcia | 400 € |
| striedač | 500 € |
| rozvádzač | 300 € |
| kabeláž | 100 € |
| montáž | 400 € |
| dokumentácia | 200 € |
| revízia | 100 € |
| SPOLU: | 3 000 € |
Cena 2 kWp Fotovoltaického systému je 3 000 €.
Kalkulácia návratnosti
Zhrnutie faktov:
- 1 kWp inštalovaného výkonu fotovoltaickej elektrárne vyrobí za rok 1,1 MWh elektrickej energie
- uvažovaná 2 kWp fotovoltaická elektráreň bude mať po dvadsiatich rokoch maximum výkonu 1,6 kW
- bez optimalizácie a regulácie spotreby je 70% elektrickej energie vyrobenej fotovoltaickou elektrárňou dodanej zadarmo do elektrizačnej sústavy
- Ceny v najvyužívanejšej distribučnej sadzbe D2 sa pohybujú na úrovni 120 €/MWh
- priemerný ročný rast ceny elektrickej energie na Slovensku je 2,5 %
- Cena fotovoltaickej elektrárne s výkonom 2kWp je 3 000 €
Koľko € mi reálne ušetrí fotovoltaická elektráreň počas celej doby životnosti ?
| životnosť | 20 rokov |
| vyrobená energia za rok* | 2 MWh |
| spotrebovaná energia za rok | 30% |
| cena 1 MWh elektrickej energie* | 159 € |
| CELKOVÁ ÚSPORA | 20 x 2 x 0,3 x 159 = 1 900 € |
*priemer za 20 rokov
Záver: V roku nula zaplatím za 2 kWp fotovoltaický systém 3 000 € aby som počas nasledujúcich 20 rokov ušetril 1 900 € ?!
Tu niečo nie je v poriadku… Na rozuzlenie tohoto problému sa bližšie pozrieme v ďalšom článku s názvom Optimalizácia Spotreby Energie.
