Co s přebytky z fotovoltaiky?

Přebytky z fotovoltaiky nejsou chyba návrhu ani známka toho, že je elektrárna "moc velká". Vznikají prakticky u každé rozumně navržené FVE a jejich množství záleží hlavně na tom, jak vypadá váš profil spotřeby v průběhu dne – tedy kdy a kolik elektřiny reálně potřebujete – nikoli jen na instalovaném výkonu panelů. Dům se spotřebou soustředěnou do rána a večera bude mít v poledne výrazné přebytky i s menší elektrárnou, zatímco domácnost s bazénem, tepelným čerpadlem nebo dílnou v provozu přes den spotřebuje výrazně víc přímo na místě.

Proč přebytky vznikají

Fotovoltaika vyrábí nejvíc elektřiny kolem poledne, kdy slunce svítí nejintenzivněji. Typická domácnost ale v tuto dobu často není doma nebo nemá zapnuté velké spotřebiče – hlavní spotřeba se soustředí do rána (vaření, příprava do práce a školy) a do večera (vaření, praní, osvětlení, nabíjení elektroniky). Vzniká tak nesoulad mezi křivkou výroby a křivkou spotřeby. Rozdíl mezi tím, co elektrárna v danou chvíli vyrobí, a tím, co dům aktuálně spotřebuje, je přebytek – a ten buď dokážete využít (baterie, spotřebiče, ohřev vody), nebo odchází do distribuční sítě.

Nejlepší přebytek je ten, který dokážete spotřebovat přímo

Cílem dobře navrženého systému není přebytky za každou cenu eliminovat – to ostatně ani nejde a nedává to ekonomický smysl. Skutečným cílem je maximalizovat podíl vlastní vyrobené elektřiny, kterou reálně spotřebujete vy sami, ať už v okamžiku výroby, nebo s odstupem (baterie, ohřev vody). Každá kilowatthodina, kterou takto využijete místo toho, aby odešla do sítě za výkupní cenu, se vám vrací v plné hodnotě ušetřené nákupní ceny elektřiny – což je prakticky vždy výhodnější než prodej přebytků.

Role orientace a rozložení panelů

Pokud to dispozice střechy umožňuje, dá se rozložením panelů mezi různé světové strany ovlivnit průběh výroby během dne. Kombinací například jihovýchodní a jihozápadní orientace lze v některých případech "roztáhnout" výrobu do delší části dne na úkor ostrého poledního maxima, což může přebytky částečně zmírnit.

Nejde ale o univerzální řešení, které je k dispozici u každého domu. Naprostá většina rodinných domů má orientaci a sklon střechy pevně dané – jednu hlavní rovinu, případně dvě strany sedlové střechy, bez reálné možnosti volby. Kombinace více orientací dává smysl jen tam, kde střecha skutečně nabízí více vhodných ploch a kde se tato investice do rozložení výkonu vyplatí i s ohledem na o něco nižší celkový roční výnos elektrárny. U většiny domácností proto řešení přebytků stojí primárně na tom, jak přebytek využít, nikoli na přeskládání panelů.

Baterie

Domácí baterie je nejpřímočařejší způsob, jak přebytky zachytit a použít je později – typicky večer a v noci, kdy FVE nevyrábí. Baterie se nabíjí přednostně z přebytků (poté, co je pokryta aktuální spotřeba domu) a vybíjí se v okamžiku, kdy spotřeba domu převýší okamžitou výrobu. U rodinného domu s běžnou spotřebou dokáže baterie o kapacitě 8–15 kWh zachytit podstatnou část poledních přebytků a výrazně zvýšit podíl vlastní spotřeby – více v článku Fotovoltaika s baterií nebo bez baterie?. Baterie ale není nekonečná nádrž – v létě bývá nabitá na maximum už dopoledne a zbytek přebytku i tak putuje jinam.

Ohřev vody

Elektrický ohřev vody (bojler) je jedním z nejjednodušších způsobů, jak přebytky smysluplně využít – ohřev vody je "akumulace" ve formě tepla, kterou dům stejně potřebuje. Řízený ohřev (například přes SSR regulátor nebo chytrou zásuvku navázanou na přebytek) dokáže bojler ohřívat právě v době, kdy je přebytek k dispozici, a ušetřit tak elektřinu, kterou by dům jinak musel koupit ze sítě na klasický noční ohřev.

Volba distribuční sazby přitom výrazně ovlivňuje, jak moc se takové řešení vyplatí – a naopak, kombinace FVE s bojlerem dokáže zásadně změnit, která sazba je pro konkrétní domácnost nejvýhodnější. Tomuto tématu se podrobně věnuje článek Fotovoltaika s baterií: Optimalizovali jste i distribuční sazbu?, kde najdete i konkrétní modelové příklady.

Elektromobil a wallbox

Pokud máte elektromobil, je nabíjení z přebytků jednou z ekonomicky nejzajímavějších možností – dobíjíte auto elektřinou, kterou byste jinak prodali za výkupní cenu, a to i za desítky kilowatthodin týdně. Chytré wallboxy umí nabíjení regulovat podle aktuálního přebytku (tzv. přebytkové nebo solární nabíjení) tak, aby se z domu neodebíral výkon navíc ze sítě. Omezením je hlavně to, že auto musí být v době přebytku doma – u domácností, kde se dojíždí do práce autem přes den, se toto řešení uplatní hlavně o víkendech nebo při nabíjení přes noc z baterie/sítě.

Tepelné čerpadlo

Tepelné čerpadlo dokáže přebytky využít podobně jako bojler – přes přitápění nebo přípravu teplé vody v době, kdy je k dispozici levná/vlastní elektřina, s využitím tepelné setrvačnosti domu nebo akumulační nádrže. Mimo topnou sezónu se role TČ omezuje hlavně na ohřev vody (pokud jej pro to systém využívá) nebo klimatizaci v létě, kdy může přebytky spotřebovávat naopak ve dne, tedy přesně v čase, kdy FVE vyrábí nejvíc.

Chytré řízení / EMS

Energetický management systém (EMS) je "mozek", který rozhoduje, kam v daném okamžiku přebytek nasměrovat – do baterie, bojleru, wallboxu, tepelného čerpadla, nebo do sítě. Sleduje aktuální výrobu, spotřebu domu, stav baterie a nastavené priority a podle toho v reálném čase přepíná jednotlivé spotřebiče nebo mění jejich výkon. Čím víc řízených spotřebičů dům má, tím větší smysl EMS dává – bez něj by koordinace více zařízení najednou byla v praxi obtížně zvládnutelná.

Sdílení elektřiny

Sdílení umožňuje přebytky, které dům aktuálně nespotřebuje, poslat jinému odběrnému místu – typicky vlastnímu (např. chatě, garáži s vlastním odběrem) nebo v rámci komunitní energetiky sousedům či jiným domácnostem zapojeným do stejné skupiny. Sdílená elektřina se zúčtovává výhodněji než prostý prodej do sítě, takže tam, kde je sdílení reálně dostupné, jde o zajímavou alternativu k baterii nebo prodeji – zejména pro přebytky, které dům není schopen sám spotřebovat ani akumulovat.

Aktuální pravidla sdílení elektřiny a energetických společenství vede a průběžně aktualizuje Energetický regulační úřad.

Dodávka do sítě

Přebytek, který se nepodaří žádným z výše uvedených způsobů využít, odchází do distribuční sítě a je vykoupen za výkupní cenu. Je to dlouhodobě ekonomicky nejméně výhodná varianta využití přebytku, nikoliv primární cíl.

Prodej do sítě a spotové trhy: S využitím chytrého EMS a napojením na spotové trhy se ale i z prodeje do sítě dá vytěžit maximum. Systém dokáže automaticky prodat přebytky ve chvíli, kdy jsou ceny elektřiny na burze nejvyšší.

Nemusíte se přitom bát, že byste ztratili jistotu: u řady dodavatelů lze mít nákup elektřiny pro dům zafixovaný za stabilní cenu (pro klid a jistotu) a na spotu nechat běžet pouze prodej přebytků. V období, kdy se na trhu objevují záporné ceny (kdy byste za dodávku do sítě dopláceli nebo ji měli zdarma), vás navíc EMS automaticky ochrání tím, že přebytky odkloní do baterie, bojleru nebo omezí dodávku ven.

Kam přebytek poslat? Odpověď se mění podle situace

Neexistuje jedno pevné pořadí (např. "nejdřív baterie, pak bojler, pak síť"), které by platilo univerzálně pro každý dům a každou chvíli. To, kam je v danou chvíli nejvýhodnější přebytek nasměrovat, závisí na kombinaci několika faktorů, které se v průběhu dne mění:

• aktuální spotřeba domu,
• stav nabití baterie,
• očekávaná výroba do konce dne,
• očekávaná večerní spotřeba,
• dostupnost elektromobilu k nabíjení,
• aktuální stav bojleru (je už voda ohřátá?),
• provoz tepelného čerpadla,
• nastavení a priority EMS.

Právě proto dává smysl kombinace více spotřebičů a chytré řízení – systém pak může každý okamžik vyhodnotit podle aktuální situace, místo aby se řídil pevným schématem, které v konkrétní chvíli nemusí být optimální.

Modelový příklad

Rodinný dům: FVE 10 kWp, baterie 10 kWh, roční spotřeba 7 000 kWh, elektrický bojler, elektromobil, tepelné čerpadlo.

Modelová situace v 11:00: FVE vyrábí 8 kW, dům aktuálně spotřebovává 3 kW. Vzniká přebytek 5 kW. Kam bude v tuto chvíli nejvýhodnější jej nasměrovat, ukazují dvě různé situace téhož dne:

Stav systému v 11:00	Nejpravděpodobnější využití přebytku
Baterie nabitá na 40 %, auto doma, bojler studený	Přednostně baterie a bojler, případně souběžně nabíjení auta menším výkonem
Baterie plná, auto v práci, bojler už ohřátý	Tepelné čerpadlo (přitápění/akumulace), zbytek do sítě

Ve druhé situaci je stejný přebytek 5 kW nejlépe využit úplně jinak než v první – přestože jde o tentýž dům a stejnou hodinu jindy v týdnu. To dobře ilustruje, proč pevné univerzální pořadí nefunguje a proč se o rozdělení přebytku v praxi stará EMS podle aktuálního stavu, nikoli podle předem daného scénáře.

Nejdůležitější otázkou tedy není, kam poslat přebytek. Důležitější je, jak celý systém navrhnout – kombinaci FVE, baterie, ohřevu vody, případně wallboxu a tepelného čerpadla – tak, aby se co nejvíce vlastní výroby potkalo se spotřebou domu, ať už přímo, nebo s odstupem díky akumulaci.