Není to vada instalace ani špatné panely. Je to fyzika a v návrhu se s ní počítá. Horší je, když s ní nepočítá zákazník, protože mu ji nikdo neřekl. Tady jsou tedy čísla, ze kterých vycházíme, a co z nich plyne pro váš dům.
Tabulka výroby po měsících
Data jsou z evropské databáze PVGIS 5.3 provozované Společným výzkumným střediskem Evropské komise (JRC). Modelová instalace: 10 kWp, orientace na jih, sklon 35°, ztráty systému 14 %, lokalita střed Čech (49,8° s. š., 15,5° v. d.). Roční výroba vychází na 10 552 kWh.
| Měsíc | Výroba 10 kWp | Na 1 kWp | Podíl z roku |
|---|---|---|---|
| Leden | 323 kWh | 32 kWh | 3,1 % |
| Únor | 547 kWh | 55 kWh | 5,2 % |
| Březen | 896 kWh | 90 kWh | 8,5 % |
| Duben | 1 200 kWh | 120 kWh | 11,4 % |
| Květen | 1 276 kWh | 128 kWh | 12,1 % |
| Červen | 1 299 kWh | 130 kWh | 12,3 % |
| Červenec | 1 315 kWh | 131 kWh | 12,5 % |
| Srpen | 1 212 kWh | 121 kWh | 11,5 % |
| Září | 1 039 kWh | 104 kWh | 9,8 % |
| Říjen | 760 kWh | 76 kWh | 7,2 % |
| Listopad | 379 kWh | 38 kWh | 3,6 % |
| Prosinec | 306 kWh | 31 kWh | 2,9 % |
Všimněte si únoru. Proti lednu je nárůst o 69 %, přestože je únor kratší. Zlom nastává právě tady — od poloviny února už elektrárna začne vážně přispívat.
Proč je zimní výroba tak nízká
Sejdou se tři věci naráz: krátký den, nízké slunce a mraky.
Den 21. prosince trvá v Praze necelých osm hodin, 21. června přes šestnáct. To je polovina. Jenže výroba neklesne na polovinu, protože se přidá druhý faktor — výška slunce nad obzorem. V poledne zimního slunovratu je slunce na naší zeměpisné šířce jen asi 16° nad obzorem, v létě 63°. Paprsky procházejí mnohem delší vrstvou atmosféry a dopadají na panel pod ostrým úhlem.
A třetí: prosinec a leden jsou v Česku statisticky nejzataženější měsíce v roce. Většina zimní energie tak přichází jako difuzní záření — rozptýlené světlo z celé oblohy, ne přímý svazek. Panely ho zpracují, ale s výrazně menším výkonem.
Co naopak hraje ve váš prospěch, je teplota. Křemíkové panely mají záporný teplotní koeficient výkonu, typicky kolem −0,3 až −0,4 % na každý stupeň Celsia nad 25 °C. V mrazu tedy dodávají vyšší napětí a vyšší výkon, než odpovídá jejich štítku. Proto se za jasného lednového dne může výkon vyšplhat blízko jmenovité hodnotě — jen to trvá čtyři hodiny místo dvanácti.
Co dělá sníh
Zasněžený panel nevyrábí prakticky nic — souvislá vrstva sněhu propouští jen minimum světla. Dobrá zpráva je, že to většinou netrvá dlouho.
Sklo panelu je hladké a při sklonu nad 30° sníh sjíždí sám, jakmile ho zespodu nadzvedne vlastní teplo panelu nebo když se přes den oteplí. U sklonu 15° a méně, což je typické pro ploché střechy, dokáže sníh ležet i několik dní. Roční ztráta výroby vlivem sněhu se v našich podmínkách pohybuje řádově v jednotkách procent, což je při 3% podílu prosince na roční výrobě zanedbatelné.
Čím sníh naopak jednoznačně škodí, je když ho začnete odhrabávat. Panely nikdy nečistěte kartáčem, lopatou ani horkou vodou. Riskujete mikrotrhliny v článcích a poškození antireflexní vrstvy — obojí se projeví trvalou ztrátou výkonu a znamená konec záruky. Sníh nechte být, do týdne bude pryč a přijdete o pár kilowatthodin.
Pozor je potřeba dát na sesuv sněhu ze střechy. Panely tvoří kluznou plochu, takže sníh sjíždí ochotněji než z tašek. Sněhové zábrany nad vstupem, terasou nebo parkovacím stáním nejsou luxus.
Pomůže větší sklon panelů?
Trochu ano, ale za cenu letní výroby. Strmější sklon lépe míří na nízké zimní slunce a hlavně pomáhá odchodu sněhu. Roční bilance se tím ale zhoršuje: optimum pro celoroční výnos leží v ČR mezi 30° a 35°.
Krajní případ je fasáda. Svislá jižní stěna (sklon 90°) dá podle PVGIS 732 kWh na kWp ročně, tedy jen 69 % šikmé střechy. Zato je její výroba nesrovnatelně vyrovnanější a v prosinci a lednu překonává klasickou střechu — nízké slunce dopadá na svislou plochu skoro kolmo a sníh na ní neleží. Pro objekty se zimní spotřebou to může být zajímavé doplnění, ne však hlavní řešení.
Zima a tepelné čerpadlo: nepříjemná matematika
Tohle je moment, kdy je potřeba mluvit narovinu. Dům s tepelným čerpadlem spotřebuje v lednu klidně 900–1 400 kWh. Desetikilowattová elektrárna vyrobí 323 kWh. Pokryjete tedy zhruba čtvrtinu až třetinu, a to ještě jen tehdy, když je čerpadlo řízené tak, aby jelo hlavně v poledních hodinách.
Neznamená to, že kombinace FVE a tepelného čerpadla nedává smysl — dává, a je to jedna z nejlepších kombinací vůbec. Ale její přínos je celoroční, ne zimní. V přechodných obdobích, tedy od března do května a od září do listopadu, dokáže fotovoltaika pokrýt většinu spotřeby čerpadla, a právě tam se peníze vydělají.
Kdo si kupuje fotovoltaiku s představou, že mu vytopí dům v lednu, koupil si špatnou představu, ne špatnou technologii.
Co s tím tedy dělat
Několik věcí, které v zimě reálně pomáhají:
- Nepřepínejte se s výkonem kvůli zimě. Elektrárna, která by v lednu pokryla spotřebu, by v červenci vyráběla čtyřikrát víc, než dokážete využít. Prodáte to za 0,25–1,80 Kč/kWh. Nevyplatí se to.
- Řešte ohřev vody. I v zimě je poledních pár hodin, kdy je z čeho ohřát bojler. Chytrý regulátor nebo HEMS to zvládne automaticky a je to nejlepší poměr přínosu k ceně.
- Sledujte monitoring. Zimní výroba je nízká, takže se v ní snadno schová porucha stringu nebo vadný optimizér. Porovnávejte se stejným obdobím předchozího roku, ne s létem.
- Uklizený sníh z okolí, ne z panelů. A na jaře pořádná kontrola — o tom máme samostatný článek.
Závěr
Zima je pro fotovoltaiku slabé období a žádná technologie to nezmění — čtrnáct procent roční výroby za čtyři měsíce je prostě daná věc. Dobrý návrh s tím počítá a nesnaží se zimu přeprat výkonem. Vyplácí se to jinde: v březnu, dubnu, září a říjnu, kdy se výroba a spotřeba potkávají nejlépe.
Zdroje
- PVGIS 5.3, Joint Research Centre Evropské komise — všechna čísla výroby v článku: https://re.jrc.ec.europa.eu/pvg_tools/en/
- Český hydrometeorologický ústav — dlouhodobé charakteristiky oblačnosti a slunečního svitu: https://www.chmi.cz/
- ČSN EN IEC 61215 — Fotovoltaické moduly: posuzování způsobilosti konstrukce a schválení typu (mj. zkoušky mechanickým zatížením sněhem)
Časté dotazy
Kolik vyrobí fotovoltaika v prosinci?
Elektrárna 10 kWp orientovaná na jih se sklonem 35° vyrobí v prosinci v českých podmínkách kolem 306 kWh, v lednu 323 kWh. To odpovídá zhruba 3 % roční výroby na měsíc. Za jasného mrazivého dne může dát i 15 kWh, za zataženého sotva 2 kWh.
Vyrábí fotovoltaika, když je zataženo?
Ano, ale výrazně méně. Panely zpracovávají i difuzní rozptýlené světlo, takže výkon při hustě zatažené obloze klesá zhruba na 10–20 % jmenovité hodnoty. V zimě tvoří difuzní záření většinu vyrobené energie.
Musím ze solárních panelů odklízet sníh?
Ne a raději to nedělejte. Při sklonu nad 30° sníh sjede sám během několika dní. Mechanické čištění kartáčem nebo lopatou hrozí mikrotrhlinami v článcích a ztrátou záruky. Ztráta výroby za celou zimu je v řádu jednotek procent.
Pokryje fotovoltaika v zimě tepelné čerpadlo?
Nepokryje. Dům s tepelným čerpadlem spotřebuje v lednu 900–1 400 kWh, zatímco 10 kWp vyrobí 323 kWh. Fotovoltaika zimní účet zlevní zhruba o čtvrtinu, hlavní přínos kombinace leží v jarních a podzimních měsících.
Vyplatí se v zimě natáčet panely nebo měnit sklon?
U rodinných domů ne. Sezónní změna sklonu přinese jednotky procent roční výroby a náklady na pohyblivou konstrukci a její údržbu je převýší. Pevný sklon 30–35° na jih je pro české podmínky prakticky optimální.