Stanovenie optimálneho výkonu fotovoltickej elektrárne je široká, náročná a zaujímavá téma.
Skôr ako začneme navrhovať FVE pre konkrétny rodinný dom, potrebujeme poznať spotrebu elektrickej energie (ďalej EE) daného rodinného domu (ďalej RD). Spotreba EE RD na Slovensku sa pohybuje od 3000 kWh (3MWh), bežne sa stretávame so spotrebou 5000 kWp (5 MWh). Táto spotreba býva rozdielna podľa mesiacov a dokonca aj podľa dní. Iná je cez leto, iná cez zimu. Iná je v pracovné dni, iná cez víkend. Všetko to súvisí s tým ako RD (rozumej aj elektrickú energiu v nich) používame.
Ako príklad si zoberme konkrétny RD s ročnou spotrebou EE 5.000 kWh (5 MWh) Je to dom na západnom Slovensku, plocha 150m², plynové kúrenie, elektrický sporák, 4- členná rodina, štandardný režim, 2 dospelý sú zamestnaní a 2 deti sú školopovinné. Tieto údaje spomíname preto, lebo je dôležité poznať, aké elektrické spotrebiče prispievajú k spotrebe EE a ako je nehnuteľnosť používaná. Na ich základe relatívne ľahko kvalifikovane odhadneme priebeh spotreby EE. V našom prípade graf, ktorý ukazuje mesačnú spotrebu RD s ročnou spotrebou 5 MWh vyzerá nasledovne:
Teraz sa pozrime ako to vyzerá s výkonom fotovoltickej elektrárne. Najprv si vysvetlime 2 základné pojmy:
INŠTALOVANÝ VÝKON FOTOVOLTICKEJ ELEKTRÁRNE
Inštalovaný výkon FVE je nominálny výkon uvedený na fotovoltických paneloch a udáva sa vo wattoch (Wp). Watt je malá jednotka a v praxi sa stretávame s jej 1000-násobkom-kilowatt (kWp). Dodávatelia fotovoltických elektrární často hovoria o ich výkone, napr. 2 kilowatty (2 kWp). Malá poznámka: Výkon FVE 2 kWp je naozaj malý výkon, v začiatkoch fotovovoltiky na Slovensku sa inštalovali FVE na poliach s výkonom 1000 – 5000 kWp.
Jeden fotovoltický panel má výkon 250 Wp, 4 panely dávajú výkon 1.000 Wp (1kWp). Ak hovoríme o FVE s inštalovaným výkonom 2 kWp, tak si predstavme nainštalovaných 8 fotovoltických panelov (o ploche FVE panelov sa dozviete ďalej).
VÝROBA FOTOVOLTICKEJ ELEKTRÁRNE
Výroba FVE je schopnosť tejto FVE za určitý čas (v našom prípade použijeme 1 rok) vyrobiť určité množstvo elektrickej energie. Udáva sa vo watthodinách (Wh), ale opäť je praktickejšia hodnota kilowatthodiny (kWh) alebo megawatt hodiny (MWh). V praxi platí, že 1 kWp inštalovaného výkonu FVE za kalendárny rok v našich zemepisných šírkach vyrobí elektrickú energiu 1.200 kWh (1,2 MWh). Samozrejme sú tu zemepisné rozdiely.
Spomínaná FVE 2 kWp vyrobí na Slovensku ročne 2.400 kWh (2,4 MWh) elektrickej energie.
Aj FVE vyrába elektrickú energiu rozdielne počas mesiacov v roku. Inak cez leto, inak cez zimu. (Samozrejme v noci FVE elektrickú energiu nevyrába).
PRÍKLAD
Ako príklad si zoberme konkrétnu FVE 2 kWp, ktorú by sme navrhli na náš, už spomínaný RD. Celkový ročný výkon FVE je cca 2.400 kWp (2,4 MWh). Graf, ktorý ukazuje mesačnú výrobu vyzerá nasledovne:
Vidíme, že priebeh krivky je odlišný od krivky spotreby RD. Porovnajme ich spoločne v jednom grafe.
V grafe vidíme, že:
- v januári, februári, októbri, novembri a decembri je výroba EE malá a RD spotrebuje celú výrobu
- vo zvyšných 7-mich mesiacoch RD spotrebuje väčšinu vyrobenej EE a iba relatívne malá časť výroby je odvedená do siete distribučnej spoločnosti EE
Koľko vyrobenej EE spotrebuje RD?
Nebudeme vás zaťažovať podrobnejšími výpočtami, ale v tomto prípade z vyrobenej EE 2.400 kWh RD spotrebuje 65%, t. j. 1.560 kWh. Zvyšných 35%, t. j. 840 kWh odovzdáme do verejnej siete distribútora EE. Zároveň môžeme povedať, že po inštalácii FVE si znížime spotrebu EE o 31% (1.560 kWh z 5.000 kWh). Porovnanie spotreby RD pred inštaláciou a po inštalácii FVE uvádzame v tabuľke.
MOŽNO SI POLOŽÍTE OTÁZKU, PREČO NAVRHUJEME FVE 2 KWP?
Skúsme si ju porovnať s FVE 1, 3 a 4 kWp. Najlepšie rovno v tabuľke.
Porovnaním zistíme, že pri 2 kWp si pokryjem 31% spotreby RD a pri dvojnásobnom výkone (4 kWp) len 34%, pri dvojnásobne menšom výkone (1 kWp) len 18%.
Z tabuľky vyplýva (a to potvrdzujú aj naše praktické skúsenosti), že najlepší pomer výkon/vlastná spotreba má inštalácia takej FVE, ktorá vyrobí približne polovicu celkovej spotreby RD. Z tejto vyrobenej elektrickej energie sa približne 2/3 spotrebujú v samotnom RD a zvyšná 1/3 sa odvedie do siete distribútora elektrickej energie.
Samozrejme, takýto výpočet je možné urobiť až na základe poznania používania konkrétneho RD. Stačí, ak RD má namontovanú klimatizáciu, ktorá sa aj reálne používa v letných mesiacoch, a už výpočet bude vyzerať inakšie, ešte viac v prospech majiteľa RD.
Zhrnutie:
Čo povedať záverom? Správne vybrať veľkosť FVE nie je jednoduché a potrebujete veľa skúseností z tejto oblasti. Ak uvažujete o inštalácii FVE, obráťte sa preto na odborníkov.
autor: Ing. Ján Bokroš, autorské práva vyhradené EasySun