Lidé neustále hledají nové zdroje energie. Jedním z nejnovějších vynálezů v této oblasti jsou solární panely. Vědci snili o využití sluneční energie již dlouho, ale teprve s příchodem pokročilých technologií ve 20. století bylo možné tento sen uskutečnit. Solární panely jsou již dlouho aktivně zaváděny do energetických systémů mnoha zemí, zejména v místech s horkým klimatem, kde slunce svítí téměř po celý rok. Ale ani tam zatím instalace na její energii nemohou konkurovat tradičním elektrárnám.
Proč se tohle děje? Především proto, že instalace využívající fotobuňky, které přeměňují sluneční záření a teplo na elektřinu, se ukázaly být tak drahé, že výroba elektřiny tímto způsobem jednoduše nepokryla náklady na jejich výrobu, instalaci a údržbu. Proto se solární baterie, které se v tak znalostně náročných oborech, jako je řekněme kosmonautika, v běžném životě již dlouho používají, k masovému spotřebiteli probíjely dlouho a obtížně. Zpočátku byly domy využívající elektřinu ze slunce čistě experimentálními projekty. A teprve nedávno přestaly být budovy se solárními panely na střechách ostatními vnímány jako něco exotického a zájem o tento alternativní zdroj energie mezi majiteli domů začal být poměrně rozšířený.
Průnik solárních baterií do běžného života obyčejných lidí začal drobnostmi – hodinkami, hračkami, kalkulačkami, malými svítidly. Osvětlení je první oblastí, kde se začaly ve velkém využívat solární panely. Dnes na trhu existuje mnoho nabídek široké škály systémů pro instalaci na střechy soukromých domů, které jsou technicky docela schopné nahradit tradiční napájení majitelů. Otázka ceny a samozřejmě nepředvídatelnosti počasí v severních zeměpisných šířkách ale zůstává aktuální.
Proč jsou nutné výpočty?
Design moderních solárních panelů je již tak jednoduchý, že jejich instalaci zvládne sám majitel domu, který si pečlivě prostudoval všechny pokyny a doporučení k této problematice. Pozvat můžete i profesionály, kteří práci odvedou lépe a rychleji. Mimochodem, někteří majitelé městských bytů instalují solární panely i na balkony a lodžie. Ale to jsou stále výjimky.
Majitel se každopádně musí rozhodnout, co, jak a v jakém množství je třeba na střechu nainstalovat, aby získal elektřinu dostatečnou pro provoz elektrických spotřebičů v domě, tedy pro plné fungování autonomního napájecího systému. A abyste to mohli udělat, musíte pochopit několik věcí:
- Bude instalace fungovat celoročně nebo pouze v létě?
- Jaká zařízení a zařízení v domě poběží na solární panely?
- Co dalšího si budete muset dokoupit z doplňkové výbavy? Je vhodné vytvořit úplný seznam, protože kromě samotných solárních panelů budete potřebovat celou sadu zařízení nezbytných pro normální fungování systému (baterie, invertor, ovladač). Efektivita jeho práce bude také do značné míry záviset na jejich kvalitě. Proto je budete muset pečlivě vybírat.
- Jaké finanční prostředky máte k dispozici? Po dokončení výpočtů by se mělo ukázat, zda má smysl instalovat doma zcela autonomní solární elektrárnu, nebo je lepší solární panely využívat pro individuální potřeby částečně a pouze za slunečných dnů.
Po zodpovězení těchto otázek můžete začít provádět výpočty.
Jak se počítá spotřeba elektřiny v domácnosti?
Hlavním cílem výpočtů je zjistit, kolik solárních panelů váš dům potřebuje. Zároveň pokud je výkon solárního panelu udáván výrobcem, pak je třeba samostatně spočítat potřeby vaší domácnosti a reálné množství elektřiny, které jeden takový panel dokáže za den poskytnout.
Pokud začnete s vlastnictvím domu, okamžitě vyvstává otázka: jak počítat? V závislosti na tom, zda máte elektroměr, existují dvě možnosti:
- Pokud máte elektroměr a odečítáte jej měsíčně, pak je výpočet denní spotřeby elektřiny snadný. Měsíční číslo musíte vydělit počtem dní. Spotřeba energie se počítá v kWh. Měsíčně například spotřebujete 90 kWh. Toto číslo je třeba vydělit 30 a denní spotřeba bude 3 kWh.
- Druhá možnost je složitější. Pokud z nějakého důvodu neplatíte za elektřinu (například váš nový dům ještě nebyl napájen elektřinou), pak pro výpočet budete muset vytvořit kompletní seznam všech elektrických spotřebičů, které máte, zjistit spotřebu energie každý za den a sečtením všeho dohromady získáte požadovaný výsledek. To znamená, že musíte vzít výkon zařízení spotřebovávajícího elektřinu (většinou jej uvádí výrobce) a vynásobit ho počtem hodin, během kterých bude toto zařízení v provozu. Například běžná žárovka má výkon 100 W a pravděpodobně ji budete mít v provozu 6 hodin denně. To znamená, že pro výpočet spotřeby elektřiny byste měli vynásobit 100 x 6. Ukáže se 600 Wh. Máte tři takové lampy a všechny fungují ve stejném režimu. To znamená, že denní spotřebu jedné lampy je nutné vynásobit 3. Výsledkem bude 1800 Wh. Obdobným způsobem se počítá spotřeba elektřiny všech odběrných jednotek v domě.
Kolik energie může poskytnout jeden solární panel za den?
Složitější je spočítat, kolik dokáže vyrobit jeden solární panel za den. Ihned je třeba zdůraznit, že výpočet zde bude zcela přibližný, protože zdroj (v tomto případě slunce) není konstantní. Zde je třeba zvážit několik faktorů:
- tovární napájení panelu;
- úroveň slunečního záření ve vaší oblasti po celý rok;
- plánované ztráty při provozu na baterie.
Při maximálním továrním výkonu je vše jasné – je uvedeno v technickém listu produktu. To ale vůbec neznamená, že v praxi bude solární panel pracovat přesně s tímto výkonem. Skutečný energetický výdej závisí na úrovni slunečního záření – množství světla, které může panel během roku přijmout (a v různých regionech je velmi odlišné), a všech nadcházejících únikech energie (například při nabíjení/vybíjení baterií, regulátoru provoz atd.). Na účinnost baterie má vliv i správná instalace panelu, možnost změny jeho sklonu a čistota fotobuněk (panely je nutné pravidelně čistit od sněhu, prachu a nečistot).
Takže výkon solární baterie v létě a v zimě jsou dvě různé veličiny. Vypočítávají se takto:
- Tovární kapacita panelu (mohou se lišit) se vynásobí průměrnou měsíční úrovní slunečního záření pro požadovanou oblast v létě (uvedeno horní číslo). To vše se pak vynásobí letním korekčním faktorem 0,5. Výsledný údaj bude udávat skutečný výkon solární baterie v létě.
- Vynásobte tovární výkon panelu průměrnou měsíční úrovní slunečního záření pro daný region během nejtemnějšího zimního měsíce a poté vše vynásobte zimním korekčním faktorem 0,7. Výsledný údaj bude udávat skutečný výkon baterie v zimě.
Rozdíl mezi zimním a letním výkonem solární baterie může být v oblastech s mírným klimatem 5-6krát. Po zjištění skutečného výkonu baterie byste se měli vrátit ke spotřebě elektřiny. K tomu je třeba k dříve vypočítanému ukazateli pro dům přičíst výši ztrát z provozu samotné solární instalace (hlavně baterií). Pokud jsou takové ztráty například 25 %, pak by se výdaje domácnosti měly vynásobit 1,25. Skutečnou spotřebu energie získáte při provozu všech spotřebičů v domě i samotné solární baterie.
A nakonec zbývá zjistit, kolik panelů je potřeba k tomu, aby byl váš domov zásobován elektřinou. Jejich počet se bude lišit v zimě a v létě. K tomu je potřeba vydělit celkové množství energie spotřebované v domě (včetně nadměrného vytížení baterie) výkonem baterie. Po vydělení zimní kapacitou to dává počet panelů potřebných v zimě. Při dělení letní silou – v létě. Je třeba poznamenat, že rozdíl bude také asi 5krát. Nyní, když znáte náklady a požadovaný počet panelů, můžete vypočítat, jak ziskové je instalovat je ve vašem domě.
První otázka, kterou se ptáte na to, jaký bude váš solární energetický systém, pravděpodobně vyplývá z tohoto: kolik solárních panelů potřebuji ? Protože většina lidí chce vyrábět dostatek energie, aby zcela eliminovala náklady na elektřinu, prvním krokem je určit, jak velký solární systém bude vyrábět dostatek energie na pokrytí úrovní spotřeby vaší rodiny. Nakonec budete počítat, kolik kilowatthodin elektřiny budete potřebovat, a najít správnou velikost systému a počet solárních panelů pro napájení vašeho domova.
Na jednu stranu se na tuto otázku jistě nedá přesně odpovědět, protože každá solární elektrárna je svým způsobem individuální, stejně jako je individuální každý člověk, respektive jeho životní styl. Část spotřeby elektřiny lze přirovnat k tomu, jak člověk spotřebovává vodu: někdo pije jen pár sklenic vody denně, někdo jeden litr a někdo jeden a půl nebo dva.. Situace je přibližně stejná jako u elektřina, Někomu stačí jen 8-10 kilowatthodin za den, někdo používá domácí elektrospotřebiče aktivněji a už potřebuje 15 kilowatthodin denně, ale co když máte i topidla? Nebo možná rádi vaříte a používáte elektrický sporák a troubu až 4 nebo dokonce 5 hodin denně, pak možná budete potřebovat podstatně více elektřiny od 30 kilowatthodin za denní světlo. Na druhou stranu lze stále odvodit průměrné přibližné hodnoty pro typickou rodinu, na základě průměrných hodnot jsme připravili sady solární elektrárny pro domácnost .
Kolik solárních panelů potřebuji k napájení mého domu?
Typický majitel domu bude potřebovat 28 – 34 solárních panelů, pokrýt 100 % všech energetických potřeb (v závislosti na lokalitě a velikosti střechy).
Abychom získali tato čísla, použili jsme vysoké a nízké rychlosti výroby panelů k výpočtu, kolik solárních panelů je v průměru potřeba. Předpokládali jsme, že průměrná domácnost spotřebuje cca. 10 400 kWh za rok a příklady panelů, které používáme, jsou 250W solární panely.
Jak si vypočítat vlastní hodnocení solárního panelu
Pro ty, kteří by se zajímali, jak jsme odhadli tato čísla pro spotřebu energie a počet potřebných solárních panelů, zde je rozpis. Chcete-li zjistit, kolik energie potřebujete, začněte s tím, kolik kilowatthodin (kWh) elektřiny ročně spotřebujete. Většina energetických společností vám poskytne celkovou spotřebu elektřiny za posledních dvanáct měsíců na vašem měsíčním výpisu nebo potvrzení o vyúčtování. Abychom nabídli určitou perspektivu, jedna kWh je 1000 wattů energie použité za hodinu. Pokud tedy máte v domě 20 žárovek a všechny spotřebují 50 wattů, každá žárovka ve vašem domě spotřebuje 1 kWh elektřiny za hodinu. Podle posledních údajů průměrná americká domácnost spotřebovala v roce 2016 měsíčně 897 kWh. Jinými slovy, průměrná rodina spotřebuje necelých 11 000 kWh ročně.
Abychom našli rozsah pro počet solárních panelů, porovnali jsme nejvyšší a nejnižší míru výroby solárních panelů. Potom jsme vzali 11 000 kWh a vydělili to příslušnými faktory a poté toto číslo vydělili. na 250 (typický výkon panelu). Tento výpočet nám dal maximum a minimum pro průměrný počet panelů, které by majitel domu potřeboval.
Kolik kWh dokážou vyrobit vaše solární panely?
Množství energie (kWh), které může váš solární systém vyrobit, závisí například na tom, kolik slunečního světla dopadá na vaši střechu. Množství slunečního světla, které dostanete za rok, závisí jak na tom, kde se v zemi nacházíte, tak na ročním období. Na jihu je odpovídajícím způsobem více slunečných dnů za rok než v západní nebo dokonce severní části země. Ale kdekoli můžete vyrobit dostatek energie pro pokrytí vašich energetických potřeb! Pokud žijete v oblasti, kde je méně slunečního světla, budete jednoduše muset nainstalovat systém, který obsahuje více solárních panelů.
Dvě domácnosti srovnatelné velikosti v Krasnodarském kraji a například v Novosibirské oblasti spotřebují průměrné množství elektřiny, asi 10 400 kWh za rok. Krasnodarská domácnost potřebuje 7,0 kW systém, aby pokryla 100 % svých energetických potřeb. Pro srovnání, srovnatelná rodina v Novosibirsku potřebuje k uspokojení svých energetických potřeb systém o výkonu 8,8 kW. Solární panely v Krasnodarském regionu budou vyžadovat méně solárních panelů než systém v Novosibirsku, ale jsou schopny produkovat stejné množství energie, protože jsou každý rok vystaveny více slunečnímu záření. Majitelé domů v méně osluněných oblastech mohou tento rozpor vyrovnat jednoduchým použitím účinnějších panelů nebo zvětšením velikosti svého solárního systému, což má za následek o něco více solárních panelů na jejich střeše!
