Fotovoltaika bez připojení do sítě

Rostoucí zájem o fotovoltaické elektrárny (FVE) s sebou přináší nejen úspory, ale i nové výzvy. V mnoha regionech se stále častěji řeší přetížení distribuční sítě, které vede k omezování nebo úplnému zákazu přetoků. Přesně v těchto situacích přicházejí ke slovu dvě specifické formy solární energetiky: bezpřetoková fotovoltaická elektrárna a ostrovní (off-grid) fotovoltaický systém.

Bezpřetoková fotovoltaika: Když nelze posílat přebytky do sítě

Bezpřetoková fotovoltaika je typ solární elektrárny, která vyrábí elektřinu pouze pro vlastní spotřebu a neposílá žádné přebytky do distribuční sítě. Přesto je k této síti připojena, ale slouží jako záloha, když solární výroba nestačí.

Výrobu v reálném čase řídí chytrý střídač, který v případě plně nabitých baterií a nízké spotřeby omezí výkon solárních panelů. Nedochází tak k nežádoucím přetokům, které by jinak mohly přetěžovat distribuční síť.

Bezpřetoková elektrárna nabízí určitou míru energetické nezávislosti, ale také určité limity:

U bezpřebykové fotovoltaiky nelze

• Není možné prodávat elektřinu do sítě: Bezpřetoková elektrárna je záměrně nastavena tak, aby neposílala žádnou elektřinu do veřejné distribuční sítě. I kdyby v daný okamžik vyráběla více, než domácnost potřebuje, tento přebytek nelze prodat. Systém buď energii uloží do baterie, nebo výrobu automaticky omezí.
• Nelze využívat virtuální baterii: Virtuální baterie je služba některých dodavatelů, která umožňuje „ukládat“ přebytky elektřiny do sítě a později si je bezplatně (nebo s malým poplatkem) odebrat zpět. V bezpřetokovém režimu však žádné přebytky do sítě neodcházejí, takže není co ukládat a tím pádem službu virtuální baterie nelze využít.
• Není možné sdílení elektřiny: Sdílení vyrobené elektřiny mezi více odběrnými místy (například mezi domem a chalupou) je možné jen tehdy, pokud FVE vyrábí přetoky a posílá je do sítě. Bezpřetoková elektrárna ale vyrábí pouze tolik, kolik objekt právě spotřebuje nebo co zvládne uložit do fyzických akumulátorů. Sdílení tedy není technicky možné.

U bezpřebytkové fotovoltaiky lze

• Pokrytí vlastní spotřeby v reálném čase: Výroba elektřiny ze slunce pokrývá především aktuální potřebu domácnosti – osvětlení, chod spotřebičů, ohřev vody, provoz domácí kanceláře apod. Systém je navržen tak, aby co nejefektivněji využíval každý vyrobený watt v reálném čase.
• Ukládání přebytků do fyzické baterie, vody nebo elektromobilu: Pokud elektrárna vyrábí více, než domácnost v daný okamžik potřebuje, přebytek se ukládá:
  • do domácí baterie pro pozdější využití (např. večer, v noci nebo když je zataženo),
  • do bojleru nebo jiného zařízení na ohřev vody (akumulace elektřiny do tepla),
  • do trakční baterie elektromobilu, pokud je k dispozici wallbox nebo jiné řešení pro dobíjení.
• Takto uložená energie zůstává plně ve vaší režii a neopouští váš systém.
• Zálohování spotřeby z distribuční sítě: I když bezpřetoková elektrárna neodesílá přetoky do sítě, je k ní stále připojena jako k záložnímu zdroji. Pokud FVE zrovna nevyrábí (například v noci nebo při špatném počasí) a zároveň je baterie vybitá, dodávky elektřiny přebírá síť. Zajišťuje tak nepřerušený provoz domácnosti, aniž byste si museli pořizovat záložní generátor.

Pokud systém vyrábí více, než dokážete spotřebovat či uložit, střídač automaticky omezí výkon, čímž se zabrání přetokům.

Proč bezpřetokový režim vzniká?

Bezpřetokový režim je v mnoha případech reakcí na omezenou kapacitu distribuční sítě. Rostoucí počet fotovoltaik na střechách domů totiž způsobuje, že některé lokality jsou přetížené a distributor nové připojení s přetoky nepovolí, případně povolí jen velmi omezené množství. Může dokonce dojít i k situaci, kdy jsou přetoky po připojení FVE následně zakázány.

Právě tehdy se bezpřetoková elektrárna stává užitečným a efektivním kompromisem mezi investicí do FVE a podmínkami připojení.

Bezpřetokový režim nemusí být trvalý

Distribuční síť se neustále rozvíjí. Pokud v budoucnu dojde k jejímu posílení ve vaší oblasti, může vám distributor přetoky povolit. Proto mnoho investorů volí řešení, které lze později snadno přepnout na plnohodnotné připojení s možností přetoků.

Ostrovní systém: Úplná energetická soběstačnost

Ostrovní fotovoltaické elektrárny (označované také jako off-grid) představují nezávislý zdroj energie pro objekty, které nejsou připojeny k distribuční síti. Nejčastěji se s nimi setkáte na chatách, v horských oblastech, u rekreačních objektů nebo na stavbách v odlehlých lokalitách, stále častěji však lákají i nadšence do energetické soběstačnosti, kteří chtějí žít bez závislosti na dodavateli elektřiny.

Tento typ fotovoltaické elektrárny funguje zcela samostatně – výroba, spotřeba i uchování energie probíhá přímo v daném objektu, bez potřeby připojení k veřejné síti. Systém obvykle tvoří solární panely, baterie (nebo jejich sestava), střídač a další komponenty, které umožňují ukládat a využívat energii právě ve chvíli, kdy ji objekt potřebuje.

Jakou roli hraje střídač v ostrovním solárním systému?

Střídač neboli měnič je klíčovým prvkem ostrovního systému, který převádí stejnosměrný proud vyrobený solárními panely na střídavý proud o napětí 230 V, tedy na ten, který používá většina běžných domácích spotřebičů. Bez střídače byste nemohli napájet zařízení jako notebook, mobilní telefon, televizi ani pračku.

Při výběru střídače je důležité, aby odpovídal systémovému napětí vaší elektrárny a to nejčastěji 12 V, 24 V nebo 48 V. Každý ostrovní systém je navržen jinak podle nároků na spotřebu, a proto musí být střídač s tímto napětím kompatibilní.

Pro koho je ostrovní fotovoltaika ideální?

Ostrovní systém FVE se nejčastěji instaluje tam, kde není k dispozici elektrická přípojka nebo by její zřízení bylo ekonomicky i technicky nevýhodné. Hodí se například pro:

• Chaty a chalupy mimo dosah elektrické sítě
• Samostatně stojící domy v horách nebo lesích
• Zemědělské objekty a stavby bez infrastruktury
• Mobilní zařízení vyžadující samostatný přísun energie
• Zájemce o naprostou energetickou nezávislost

Realita ostrovních systémů: S čím je třeba počítat?

Ačkoliv může myšlenka úplné energetické svobody znít lákavě, ostrovní solární systémy přinášejí i řadu výzev:

• Vyšší vstupní investice: Pořízení kvalitního ostrovního systému, včetně baterií, střídače a montáže, vyjde přibližně na 400 000 Kč a více. Systém je třeba důkladně navrhnout a dimenzovat odborníkem, jinak riskujete časté výpadky nebo zničení komponent.
• Nutnost bateriového úložiště: V ostrovním systému neexistuje záložní zdroj energie v podobě distribuční sítě. Veškerá elektřina, kterou nespotřebujete ihned, se musí uložit do bateriového úložiště, protože bez něj by systém jednoduše nefungoval. Baterie jsou tak naprosto klíčovým prvkem pro zajištění spolehlivého a nepřetržitého provozu domácnosti. Nejčastěji se využívají dva typy solárních baterií:
  • Olověné baterie: Cenově dostupnější, ale těžší, náročnější na prostor a s kratší životností. Jsou vhodné spíše pro méně náročné systémy.
  • Lithiové baterie: Dražší varianta, zato s delší životností, vyšší účinností a schopností hlubšího vybití bez poškození. Představují moderní a efektivní řešení pro náročnější provoz.

Správná volba baterie a její kapacity rozhoduje o tom, zda váš ostrovní systém skutečně zvládne pokrýt energetické potřeby nejen v létě, ale i při zataženém počasí nebo v zimním období.

• Riziko výpadků, hlavně v zimě: V našem klimatu jsou zimy dlouhé a sluneční svit omezený. Pokud se během několika dní nedobije baterie, budete bez proudu a často i bez teplé vody nebo funkčních spotřebičů.
• Nutnost pravidelné údržby: Ostrovní systém vyžaduje větší péči a dohled. Stačí zaprášené nebo sněhem pokryté panely a výroba elektřiny dramaticky klesne. Bez možnosti čerpat energii ze sítě to může znamenat zásadní omezení fungování domácnosti.
• Vyšší náklady na komponenty a servis: Kromě základní investice je nutné počítat s postupnou výměnou komponent a to především střídače a baterií. Pokud některý prvek selže a nemáte náhradní řešení, ocitnete se bez proudu.

Proč se ostrovní solární systém zatím nevyplatí?

I když energetická soběstačnost zní lákavě, plnohodnotně fungující ostrovní fotovoltaický systém pro běžnou domácnost je zatím spíše ideál než praktická volba. Hlavním důvodem je vysoká pořizovací cena, která se v kombinaci s nutností záloh (např. elektrocentrálou) nepromítá do skutečné finanční úspory – naopak. K tomu se přidává i nižší ekologický přínos, než by se mohlo zdát. Záložní spalovací agregáty totiž uhlíkovou stopu opět zvyšují.

V našich zeměpisných šířkách je výkon solárních panelů po dobu přibližně půl roku omezený a to zejména na podzim a v zimě. To je zároveň období, kdy domácnosti spotřebují nejvíce elektřiny: svítí se, topí a ohřívá se voda. Uložit tolik energie do baterií je technicky náročné a extrémně drahé.

Dotace na bezpřetokové a ostrovní FVE

V rámci programu Nová zelená úsporám Light je možné čerpat dotace i na FVE bez připojení k distribuční síti. Podmínkou je buď:

• Nepřipojení celé nemovitosti k síti, nebo
• Odmítnutí připojení ze strany distributora.

Dotace se vztahují nejen na výrobní kapacitu, ale také na akumulaci elektřiny do baterií nebo do ohřevu vody.

Časté výpadky elektřiny? Zvažte raději hybridní systém

Mnoho lidí začíná o ostrovním systému uvažovat kvůli častým výpadkům proudu nebo kolísání napětí, které škodí domácím spotřebičům a citlivé elektronice. I v takových případech ale dává větší smysl hybridní fotovoltaická elektrárna.

Hybridní systém totiž kombinuje výhody ostrovního řešení a síťového připojení automaticky přepíná mezi výrobou ze solárních panelů, uloženou energií v bateriích a dodávkami ze sítě. Zároveň poskytuje ochranu proti výpadkům a stabilní napájení, aniž byste se museli zcela odpojit od distribuční soustavy.

Ostrovní solární systémy nabízejí svobodu a energetickou nezávislost, ale je třeba je pečlivě naplánovat a připravit se na vyšší vstupní náklady a větší nároky na údržbu. Pokud hledáte řešení pro chatu, odlehlý dům nebo soběstačné bydlení, může být ostrovní fotovoltaická elektrárna skvělou volbou za předpokladu, že se do ní pustíte s odborníky.

Pro koho je fotovoltaika bez připojení do sítě vhodná?

Fotovoltaika bez připojení do sítě nebo bez možnosti přetoků má své místo v současném energetickém mixu – zejména tam, kde nelze nebo není výhodné být součástí distribuční soustavy. Ať už zvažujete ostrovní systém na chatu, nebo bezpřetokové řešení kvůli požadavkům distributora, vždy je klíčové nechat návrh odborně posoudit.