Poznáme 2 základné spôsoby využívania slnečnej energie –fotovoltiku(FV) slúžiacu na výrobu elektriny a fototermiku(FT) na výrobu tepla. Zjednodušene možno povedať že fotovoltické panely vyrábajú elektrinu a termické slnečné kolektory vyrábajú teplú vodu. Efektivita premeny slnečného žiarenia na teplo i návratnosť oboch zdrojov je pri súčasných zariadeniach značne odlišná. Pri výrobe teplej vody vychádza fototermika viac než štvornásobne výhodnejšie a aj jej životnosť je oveľa vyššia. Kým investície do fototermiky sa za jej životnosť vrátia viac než trojnásobne, pri fotovoltike sú rôzne a majiteľ môže byť rád, ak sa bez dotácie dostane k jednoduchej návratnosti. Výhodou FV je jej široké použitie, nie iba na účely výroby tepla a teplej vody. Navyše technologický pokrok, hlavne v oblasti úschovy energie, pokračuje a zvyšuje efektivitu tohto využitia.
Alfréd Gottas, riaditeľ najväčšieho domáceho výrobcu slnečných kolektorov, firmy THERMO|SOLAR Žiar k tomu hovorí: ,,Pre domácnosti sa určite neoplatí zobrať si pôžičku na fotovoltické zariadenie a myslieť si, že z ušetrenej sumy za elektrinu ročne, je možné ju splácať. Občania totiž nemôžu prebytky elektriny dodávať sami do siete a zarábať na tom. Čiastočným riešením je služba takzvanej virtuálnej batérie, ktorú ponúkajú niektorí dodávatelia elektriny. Tá umožňuje započítať odobranú a dodanú elektrinu zo siete. Ďalšou možnosťou zvýšenia efektivity je uskladňovania elektriny v batériách, ktorých slabinou je, že sú ešte stále drahé a majú nízku limitovanú životnosť. Inak je tomu v prípade veľkých producentov elektriny z FV a tu výhodnosť a celková ekonomika závisí od dotovaných cien.“
Ak teplá voda, tak zo slnečných kolektorov
Ekonomická zmysluplnosť FV systému v bežnej domácnosti je často podmienená tým, že musíme presmerovať vyrobenú a nespotrebovanú unikajúcu elektrinu do ohrevu TÚV (teplej úžitkovej vody). Ale tu vyvstáva otázka: Prečo teda rovno neinštalovať zariadenie, ktoré ročne pokryje 50 – 70 % energie na ohrev TÚV v domácnosti a ušetrí tak 1500 – 2000 kWh energie na ohrev TÚV. Pritom používa kolektory so životnosťou nad 40 rokov a navyše je vyrobené na Slovensku? Takýto solárny termický systém s 3 kolektormi typu TS 300 a 300 l zásobníkom stojí komplet, s montážou na kľúč približne 2 700,-EUR (po odrátaní dotácie 1 750,-EUR z aktuálneho podporného programu Zelená Domácnostiam – viac na www.zelenadomacnostiam.sk). Správne namontovaný solárny systém pre ohrev vody je bezúdržbový.
Koľko vyrobí jeden inštalovaný KWp solárnych panelov
Jeden inštalovaný kWp čo sú 3 až 4 FV panely, môže v našich podmienkach ročne vyrobiť približne 1000 kWh elektrickej energie. Reálne FV systémy na štandardných rodinných domoch dokážu využiť menej ako polovicu, niekedy iba jednu tretinu z teoreticky vyrobiteľného množstva elektrickej energie. Je to preto, že – domácnosť má nízku alebo nulovú spotrebu v čase, keď by FV panely mohli dodávať najviac elektriny. Takže prať, sušiť, variť, žehliť, chladiť v chladničke, pozerať TV a svietiť v priebehu slnečného dňa pre pracujúcich rodičov so školopovinnými deťmi nemusí byť jednoduché. Výnimkou je klimatizácia, ktorá je ,,žrútom“ energie v čase najintenzívnejšieho slnka. To však závisí značne od polohy nehnuteľnosti. Zvyšnú vyrobenú energiu nemajú domácnosti ako využiť a preto treba nainštalovať na rodinný dom tak veľké systémy, že nimi vyrobenú energiu ich majiteľ ekonomicky zmysluplne využije.
Príklad z praxe v dome v BB kraji
Reálne výsledky s prevádzkou FV systému pochádzajú z rodinného domu v banskobystrickom kraji. Údaje z merania sú získané za rok 2020 priamo z monitorovacieho rozhrania inštalovaného meniča FV systému. Orientácia panelov je na JV a sklon panelov 43 45o . Celkovo je inštalovaných 8ks polykryštalických panelov, každý s menovitým výkonom 255 Wp (Watt-peak – maximálny výkon panelu za ideálnych testovacích podmienok). Systém je riešený ako off-gridma inštalované aj 24V gélové batérie s celkovou kapacitou 3,12 kWh. Za rok 2020 bol celkový zisk z tohto FV systému 1012,18 kWh. Rodinný dom je v sadzbe dodávky elektrickej energie DD2, ktorá bola v danom roku v cene 0,1424311 EUR/kWh. Celkovo teda FV systém ušetril domácnosti sumu 144,17 EUR. Pri znížení cien v roku 2021 to bude ešte menej.
Nutná výmena batérii
Pretože batérie na uvedenom systéme v septembri 2020 po 4 rokoch od ich namontovania presiahli 810 cyklov nabitia/vybitia, bolo potrebné ich vymeniť. Výrobca udáva životnosť batérií na 750 cyklov pri 50 % vybití. Výmena batérií spolu s balancérom stála 772 Eur. Ide o lacnejší typ gélových batérií, ktorých predpokladaná životnosť je podobná ako u pôvodných batérií, takže za cca 4 roky je očakávaná investícia do ich opätovnej výmeny. V prípade, ak by chcel užívateľ tohto systému zvýšiť svoj komfort, musel by ho čiastočne prestavať – prestavba by spočívala v navýšení počtu panelov, výmeny meniča a výmena pôvodných gélových 24 V batérií na 48 V Li-Ion batérie (deklarovaná dlhšia životnosť týchto batérií – cca 5000 cyklov s hĺbkou vybitia až 80 %). Predpokladaná investícia do takejto prestavby by bola minimálne 3000 eur.
Slnečné kolektory na tom istom dome
Okrem fotovoltického systému sú na rodinnom dome inštalované aj 4ks termických slnečných kolektorov (na ohrev vody), ktoré si majiteľ nechal namontovať v r. 2003. Okrem výmeny nemrznúcej kvapaliny v predpísanom intervale a obmeny riadiacej jednotky na tomto systéme nebolo potrebné robiť nijaký zásah. Kolektormi je zabezpečený ohrev teplej vody v dome od polovice apríla do polovice októbra (bez potreby doohrevu plynom).
Vysoká účinnosť
V porovnaní s ostatnými zariadeniami na využívanie OZE majú slnečné kolektory (najmä ploché) veľmi vysokú účinnosť premeny. Dnešné najkvalitnejšie výrobky majú maximálnu účinnosť okolo 83 %, čo je už na hranici fyzikálnych možností. V porovnaní s fotovoltickými panelmi je to stále 4-násobne vyššia účinnosť. Dôležitým faktorom je aj to, že táto účinnosť sa desiatkami rokov znižuje len minimálne (asi 1% na 10 rokov), na rozdiel od FV panelov kde účinnosť po 10 rokoch začne dramaticky klesať.
Ekonomická výhodnosť investície
Pravdou je, že pri OZE treba rátať s dlhšou dobou návratnosti a sľuby dodávateľov o návratnosti pod 5 rokov sú nereálne. Všetko záleží na konkrétnych podmienkach inštalácie a režime prevádzky. Všeobecne sa pohybuje návratnosť investície do termických kolektorov na úrovni 8-10 rokov. Stále sa však ide o dobrú hodnotu, najmä ak uvážime, že životnosť týchto zariadení je viac ako 40 rokov. Z tohto pohľadu ťahajú FV panely za kratší koniec, keďže majú 4-násobne nižšiu účinnosť a aj ich využiteľnosť je značne obmedzená. Slnko svieti totiž najmä vtedy, keď sme v práci, a teda získanú energiu potrebujeme niekde uskladniť. Lenže zatiaľ čo v prípade termických kolektorov vychádza uskladnenie 1kWh asi na 50€ (akumulujeme do zásobníka na vodu), v prípade fotovoltiky je potrebné investovať do drahých batérií, kde cena akumulácie za využiteľnú 1kWh vychádza stále na 550-600 €. Tým sa značne predlžuje doba návratnosti, ktorá je reálne za životnosťou fotovoltických panelov.
V rodinnom dome majú svoj význam tak termické kolektory, ako i fotovoltické panely. Ide o to, použiť ich rozumným spôsobom, čo znamená nainštalovať tak veľké systémy, že nimi vyrobenú energiu ich majiteľ ekonomicky zmysluplne využije.
Ďalšie informácie sú na www.thermosolar.sk alebo na tel.: +421-45-601 6080.
Prebytok tepelnej energie je ukladaný do nadzemného valcovitého vodného akumulátora s úžitkovým objemom 1 103 m3 a expanzným priestorom 22 m3. Objekt je vybavený podlahovým vykurovaním s vykurovanou plochou 1020m2 s celkovou dĺžkou vykurovacích rúrok cca 5 000 m. Tepelné čerpadlo s menovitým výkonom 37 kW, pracujúce s vykurovacím faktorom 4- 4,5 slúži k využitiu naakumulovaného nízkopotenciálneho tepla v akumulátore pri poklese teploty vody cca 30° C, s jej minimálnym možným vychladením ku koncu vykurovacej sezóny na teplotu 10 – 8° C.
