Nápověda pro "Výpočet přínosů solárních fotovoltaických systémů pro ohřev vody"

Potřeba tepla a způsob přípravy teplé vody

Způsob ohřevu

Na způsobu ohřevu teplé vody do značné míry závisí velikost tepelných ztrát v potrubí.

Přirážka na tepelné ztráty `z`

Přirážka na ztráty tepla při přípravě, akumulaci a přepravě teplé vody.

Cena nahrazované energie

Účelem instalace solárního systému je ušetření nákladů na ohřev vody. Ceny nahrazované energie pro nejpoužívanější dvě energie (elektřina a zemní plyn) jsou pravidelně přebírány z našeho projektu Kalkulator.tzb-info.cz.

Parametry solární soustavy

Hrubá plocha FV modulu `A_FV`

Celková (půdorysná) plocha FV modulu, vycházející z vnějších rozměrů panelu.

Srážka vlivem elektrických ztrát `p`

Tato energetická ztráta závisí na způsobu převodu vyrobeného stejnosměrného proudu na tepelnou energii ohřívající teplou vodu.

střídač (patrona na 230 V AC) - střídač obsahuje i sledovač maximálního výkonu MPPT
MPPT (patrona DC napětí dle FVE) - se sledovačem maximálního výkonu - MPPT lze připojit k původnímu topnému elementu
bez MPPT (patrona DC napětí dle FVE) - bez sledovače maximálního výkonu - neřízenou zátěží se FV panel v provozu dostává mimo optimální bod výkonového maxima (součin proudu a napětí) a celková produkce elektrické energie je nižší než při použití MPPT.

Referenční účinnost fotovoltaického panelu (při normových podmínkách) `η_ref`

Referenční účinnost modulů η_ref [-] vztažená k hrubé (obrysové) ploše FV modulu a stanovená při normových zkušebních podmínkách (25 °C, 1000 W/m²).

Teplotní součinitel výkonu `γ`

Výrobce v podkladech k FV modulům uvádí teplotní součinitel výkonu γ jako procentní snížení výkonu modulu vztažené na 1 K zvýšení teploty oproti referenční teplotě článku.

Hodnota součinitele γ je záporná.

Snížení účinnosti z 1000 na 200 W/m² `Δη_G`

Výrobce v technické specifikaci k FV modulům zpravidla uvádí hodnotu relativního snížení účinnosti Δη_G z 1000 W/m² na 200 W/m².

Hodnota Δη_G [%] se používá jako záporná.

Jmenovitá teplota provozní FV článku `NOCT`

Teplotu FV článku v provozu je možné zjistit s využitím tzv. jmenovité provozní teploty článku NOCT [°C].

Tu udává výrobce pro definované provozní podmínky, odlišné od normových zkušebních: sluneční ozáření G = 800 W/m², teplota okolního vzduchu 20 °C, rychlost větru 1 m/s a stav bez odběru elektrické energie z FV článku (otevřený obvod).

Sklon modulů

Naklonění plochu FV modulů. 0° je vodorovná poloha, 90° svislá poloha. Optimální sklon je mezi 15 až 60°.

Azimut modulů

Odklon orientace kolektorů od jihu. Jih = 0°, východ = -90°, západ = 90°.

Výsledky výpočtu

Požadovaný min. objem zásobníku teplé vody

Minimální požadovaný objem zásobníku teplé vody pro splnění požadavků výzvy Nová zelená úsporám (v roce 2023) - tj. 45 l na instalovaný kWp.

Doporučený objem zásobníku teplé vody

Doporučený objem zásobníku teplé vody je 80 l na instalovaný kWp a vychází z předpokladu, že chceme co nejvíce využít sluneční energii a zamezit přehřívání vody v zásobníku.

Příliš malý objem akumulačního zásobníku způsobí, že v létě bude zasobník nahřátý už poledne a další elektřinu do patrony již nepustí a zůstane nevyužita.

Celkové využité zisky fotovoltaického systému `Q_SF,rok`

Využité zisky solárního fotovoltaického systému Q_SF,u [kWh/měs], pokrývající měsíční potřebu tepla v dané aplikaci, se vyjádří jako průnik celkové potřeby tepla na přípravu teplé vody a využitelných tepelných zisků solárního FV systému, tzn. jako minimální hodnota z tepelných zisků FV systému a celkové potřeby tepla na ohřev vody v jednotlivých měsících.

Celkové roční využité tepelné zisky solárního fotovoltaického systému Q_SF,rok [kWh/rok] se stanoví jako součet měsíčních hodnot.

Solární pokrytí potřeby tepla `f`

Solární podíl či pokrytí f [%], tj. procentní pokrytí potřeby tepla pro přípravu teplé vody tepelnými zisky FV systému v daném období, se stanoví z měsíčních nebo ročních hodnot využitých tepelných zisk; solárního fotovoltaického systému Q_SF,u a celkové potřeby tepla na přípravu teplé vody Q_p,TV.

Přebytek výroby FVE

Součet přebytku výroby fotovoltaické elektrárny, potenciálně využitelná energie na další aplikace.

Finanční úspora za neodebranou energii

Do výpočtu finanční úspory je započtena celkově využitá energie pro ohřev teplé vody a zároveň je zohledněna účinnost přeměny primární nahrazované energie na teplo pro ohřev teplé vody.