Ekonomická návratnost fotovoltaiky závisí pouze na tom, kolik vyrobené elektřiny sami spotřebujete. Bez ukládání přebytečné elektřiny do ohřevu vody nebo baterie je to jen asi 25%.
Velmi zjednodušeně si návratnost odvodíte podle ceny, kterou platíte za elektřinu ze sítě od svého dodavatele. Bez ceny za jističe a dalších paušálních plateb je to 3,5 Kč/kWh. Proti tomu cena 1 kWh vyrobené z vlastní fotovoltaiky je přibližně 2 Kč/kWh. Tato cena je vypočtena jako celková investice včetně provozních nákladů a objemu vyrobené elektřiny za životnost fotovoltaiky, která je přinejmenším 25 let.
Takže za každou kWh, kterou si sami vyrobíte ušetříte právě rozdíl těchto dvou částek, tzn. 1,5 Kč/kWh. Běžná spotřeba v domácnosti bez vytápění a ohřevu vody se pohybuje v řádu tisíců kWh/rok.
Akumulace do vody
Akumulace (umístění přebytků nevyužité elektřiny) do vody je nejjednodušším a zároveň velmi účinným způsobem, jak uložit přebytky elektřiny a zachránit je před tím, aby přetekly do sítě. Za přetoky sice dodavatelé platí, ale pouze 0,5 Kč/kWh nebo nabízí možnost za poplatek uložit elektřinu do tzv. „virtuální baterie“ a následné odečtení uložené elektřiny od celkové roční spotřeby na faktuře. Ekonomicky to vyjde podobně.
Pokud máte doma elektrický bojler nebo zásobník na ohřátou vodu napojený na např. na krb nebo plyn, do kterého je možné přidat elektrickou spirálu, je možné ho pro akumulaci využít. Zároveň je systém doplněn o řídící obvod, který zajistí, aby se přebytky elektřiny v čase, kdy svítí slunce a v domě není spotřeba, nasměrovaly právě do akumulace. Do ohřevu 100 litrů vody lze umístit přibližně tolik elektřiny, kolik Vaše fotovoltaika vyrobí ve slunečný den za 2-3 hodiny.
S akumulací do vody dosáhnete při poměrně malém navýšení investice využití vlastní vyrobené elektřiny na 70% a více. Takové procento zároveň vyhoví požadavkům dotačního programu „Nová zelená úsporám“.
Specifika tepelného čerpadla
Tepelné čerpadlo slouží většinou k vytápění, ohřevu vody nebo i chlazení. Odběr elektřiny má specifický charakter a je závislý na nastavení pokročilé termoregulace, ekvitermní křivky a informací ze senzorů venkovní teploty, případně atmosférického tlaku atp.
Propojení s fotovoltaikou není tak jednoduché jako u bojleru. Tepelné čerpadlo sice má topnou spirálu, ale ta slouží spíš jako záloha pro extrémní pokles teplot. Navíc tepelné čerpadlo udržuje nižší maximální teplotu, typicky 45°C nebo dokonce více teplot v různých vrstvách zásobníku. Takže jednoduché přímé směrování přebytků elektřiny zejména v případě vestavného zásobníku není reálné. Pokud je zásobník samostatný, pak to lze a často je zásobník přehříván na vyšší teplotu, ale chod tepelného čerpadla pak není optimální a je problém s napojením na nízkoteplotní systém vytápění.
Místo toho je potřeba přizpůsobit chod systému tepelného čerpadla (komprese, předávání tepla ve výparníku a oběhu vody) pomocí dat o slunečním osvitu, dostupného výkonu fotovoltaiky a ideálně také předpovědi těchto dat. Na trhu jsou doplňkové systémy, které toto řízení umožňují a také některé modely čerpadel, které už s fotovoltaikou spolupracují. V úrovni pokročilosti se různá řešení liší, ale pokusy ošálit venkovní čidlo teploty, aby si tepelné čerpadlo myslelo, že je venku zima a topilo ve dny, kdy svítí slunce nelze doporučit. Opravdu chytré řízení v kombinaci s tepelným čerpadlem, které umí plynule regulovat výkon, resp. otáčky kompresoru je ovšem téměř dokonalý systém. Topný faktor, který vyjadřuje poměr mezi spotřebovanou elektřinou na vstupu do tepelného čerpadla a vyrobenou energií se díky kombinaci s fotovoltaikou a využití obnovitelného zdroje elektřiny výrazně zvýší a těžko najít podobně efektivní systém. Domy s tímto systémem dosahují požadovaný podíl obnovitelné energie požadované pro pasivní domy.
Na trhu jsou nabízeny také systém s baterií, která umožňuje tepelnému čerpadlu disponovat s elektřinou v jiném čase než, kdy Fotovoltaika vyrábí. Takové řešení také funguje, ale pouze díky dotacím. Bez nich by dodatečný náklad na uložení elektřiny v baterii ekonomiku provozu tepelného čerpadla příliš nezlepšil.
K čemu jsou baterie
Na rozdíl od akumulace do vody nabízí baterie možnost uloženou elektřinu opět použít kdykoliv na přímou spotřebu elektřiny.
Samozřejmě to ale něco stojí. Pokud bychom přistoupili k výpočtu ceny stejnou logikou jako v úvodu, tak uložení (nabití) a následné využití (vybití) jedné kWh z baterie stojí cca 1,5 Kč/kWh navíc. Ovšem díky dotaci na pořízení baterie. Bez ní by možnost uložení elektřiny přišla cca na dvojnásobek.
Systémy s baterií tedy dosahují také pozitivní ekonomické návratnosti, ale to není vše. Baterie mají smysl také jako záloha pro případ výpadku sítě, jako filtr proti výchylkám v kvalitě elektřiny a ochrana citlivějších spotřebičů. Moderní domy mají rekuperace, oběhová čerpadla a řadu spotřebičů řízených elektronikou. I takový plynový kotel při výpadku sítě může mít problém zažehnout bez elektřiny. S baterií jste chráněni. Pro správné nastavení záložní funkce je potřeba určit, které spotřebiče budou zálohovány, aby to baterie tzv. utáhla.
Specifickou věcí, kterou je potřeba řešit je rozložení zátěže (tedy příkonu spotřebičů) po fázích v případě třífázového připojení a také schopnost fotovoltaiky dodávat elektřinu do těch fází, kde je potřeba. Říká se tomu asymetrické řízení. Ne všichni výrobci takové komponenty nabízí.
Lidé se často zajímají o možnost provozování tzv. ostrovního systému bez připojení k síti. Je to možné, ale životní rytmus domu se musí velmi přizpůsobit osvitu a mít také neelektrický zdroj vytápění. V českých podmínkách je to ojedinělé. Ostrovní systémy jsou téma na samostatný článek a nebudeme ho zde více rozebírat.
Baterie jsou velmi pokročilá technologie a jejich možnosti jsou nejen pro optimalizaci míry využití elektřiny z fotovoltaiky, ale do budoucna také pro poskytování služeb pro provozovatele sítí, obchodníky nebo například stabilizaci lokálních soustav. Pilotní projekty v západní Evropě díky tzv. chytrému měření už takto fungují. Například v Holandsku dodavatel Eneco nabízí baterii za 50% ceny a zákazník, který si ji pořídí poskytne část její kapacity pro vzdálené řízení ve prospěch dodavatele elektřiny. Za to dostane zákazník ještě zaplaceno. Podobný model nabízí také Lichtblick v Německu. V Česku můžeme tyto novinky čekat také, ale s 5-10 letým zpožděním.
ilustrativní příklad využitý ve výpočtu:
VARIANTA A
Pro domácnost s roční spotřebou elektřiny cca 2 000 kWh
- Instalovaný výkon 2,2 kWp s akumulací do vody
- Cena po dotaci 89 500 + 30% údržba a opravy za životnost 25 let
- Objem vyrobené elektřiny za 25 let je 50 000 kWh
- Cena vyrobené elektřiny je 2,3 Kč/kWh
VARIANTA B
Pro domácnost s roční spotřebou cca 3 300 kWh.
- Instgalovaný výkon 3,6 kWp
- Kapacita baterií 4,5 kWh
- Cena po dotaci 174 500 Kč + 30% údržba a opravy za životnost 25 let
- Objem vyrobené elektřiny za 25 let je 82 000 KWh
- Objem elektřiny uložené v baterii = 6000 cyklů x 4,5 kWh x 90% = 24 300 kWh
- Cena vyrobené elektřiny včetně možnosti ukládání do baterie je 2,8 Kč/kWh
- Navýšení ceny za uložení do baterie = 0,5 Kč/kWh proti Variantě A / 30% poměr mezi výrobou a kapacitou za životnost = 1,5 Kč/kWh (jako kdybychom chtěli uložit každou vyrobenou kWh)
- Cena za samotnou možnost uložení bez dotace je 3,2 Kč/kWh = 78 tis. Kč cena za baterii / 24 300 kWh
