Kolik panelů je potřeba, aby utáhly měnič fotovoltaické elektrárny?

Častá otázka zájemců o vlastní FVE, když se rozhodují, zda si ji zaobstarat, kolik to bude stát a jestli se vejde na střechu. A na takto položenou otázku je jednoduchá odpověď: Ani jeden. Zdůvodnění odpovědi už ale nebude na dvě věty. Pojďme se na to podívat detailněji.

Solární panely přeměňují sluneční svit na jednosměrný elektrický proud, který putuje do samotného centra elektrárny, ve kterém měnič, či jinak nazývaný střídač, mění jednosměrný proud na střídavý o napětí 230 V a ten jde do rozvodů v domácnosti. Tolik jednoduché blokové schéma, no ve skutečnosti je tam daleko víc komponentů, zejména na zajištění měření ale hlavně bezpečnosti celé elektrárny. Mezi měničem a panely je také regulátor, který dokáže výkon panelů využít efektivně tak, aby kombinace napětí a proudu byla nejlépe využita a vyrábí z panelů konstantní napětí pro systém. A až pak vstupuje do hry měnič.

Jelikož regulátor vyrábí konstantní napětí, je zřejmé, že napětí z panelů se mění. A to velmi. Když máte řekněme solární panel o výkonu 450 Wp (Wattpeak), neznamená to, že když naň zasvítí slunce, dodává panel 450 W. Tento údaj jen znamená, že v ideálních podmínkách dokáže panel při osvitu generovat ať 450 W. Takže 10 panelů dokáže vyrábět až 4500 W a 12 panelů 5400 W. V ideálních podmínkách. Takže vůbec neplatí, že pro měnič o výkonu 5 kW potřebujete 12 ks panelů 450 W.

Slunce totiž nesvítí na panely pořád stejně. Jednak se vůči panelům Slunce pohybuje od východu na západ, jednak každý den svítí pod jiným úhlem. To vše má vliv na výrobu elektřiny v panelech. A pak do toho vstupuje ještě teplota vzduchu a panelů. Čím tepleji, tím menší výkon (s teplotou roste elektrický odpor). A aby toho nebylo málo, po obloze se pohybují mraky, které tlumí sluneční svit a dokonce i kondenzační stopy za letadly dokážou snížit aktuální výkon panelů (udává se až 30% pokles do rozptýlení stopy před Sluncem). Takže proud a napětí ze solárních panelů nejsou v průběhu dne konstantní, neustále se mění a právě regulátor má za úlohu stabilizovat napětí a tím pádem se neustále mění proud, kolísá a s ním i celkový výkon, který je k dispozici.

Takže zapojit systém stylem panely-regulátor-měnič-spotřebič by znamenalo například u elektrické trouby a pečení buchet, že by se neustále měnila teplota a koláče by se zkrátka nedopekly. Ještě i uvařit vodu v rychlovarce by mohl být za oblačného počasí velký problém.

Zkrátka v systému musí být ještě „něco“, aby si solární elektrárna poradila s neustálým kolísáním výkonu a dokázala zásobovat domácnost plynule.

Většina dotačních FVE s prodejem elektřiny anebo s využitím virtuální baterie si pomáhá s elektřinou z distribuční sítě. Jestli vaše elektrárna právě vyrábí méně, než je spotřeba domácnosti, výkon navíc se „přicucne“ ze sítě. Takže máte svou elektrárnu, ale i tak stále platíte za elektřinu. Možná méně, ale pořád.

Ostrovní elektrárny bez připojení k distribuční síti mají akumulátory. Spolu s měničem a regulátorem jsou propojeny takzvanou sběrnicí, co je něco jako tlusté kabely, aby přenesly velký výkon. Na jedné straně do sběrnice jde proud z regulátoru anebo více regulátorů, na druhé výkon odebírá měnič/střídač. A uprostřed je k sběrnici připojen akumulátor. Bez ohledu na to, zda je den nebo noc, dostatečně nabitý akumulátor poskytuje měniči dostatek výkonu a solární panely dobíjejí akumulátor podle svého aktuálního výkonu.

Mají-li panely výrazně větší výkon, než měnič, resp. jeho aktuální zatížení, mohou solární panely zásobovat měnič výkonem a baterie „odpočívá“. Avšak přijde-li najednou na jasné obloze mrak a výkon panelů prudce poklesne, akumulátory „podrží“ napětí na sběrnici a dodají potřebný proud pro měnič, aby trouba pekla, televize hrála a všechno fungovalo. Je-li výkon panelů menší, než aktuální spotřeba domácnosti, jde část výkonu z panelů, část z akumulátoru. A když termostat trouby na chvíli vypne vyhřívání, jde všechen výkon z panelů jen do akumulátoru (anebo do měniče pro další spotřebiče v domě), který se v tu chvíli dobíjí pro další použití.

Takže pro dimenzaci výkonu měniče domácí FVE je víc důležitý akumulátor, než panely. Panely jsou potřebné na dobíjení akumulátoru, aby byl schopen dodávat potřebný výkon po požadovanou dobu. Kolik, to je individuální pro každou domácnost a závisí to od používaných spotřebičů a zvyklostí osob v domácnosti.