Novembra lani je eno največjih energetskih podjetij prišlo na trg z novimi ponudbami za investitorje sončnih elektrarn. Letos so se po tem konceptu že pojavili konkurenčni ponudniki. Med drugimi ugodnimi pogoji je namreč na voljo finančna pomoč pri gradnji. Proizvedena elektrika iz sončnih elektrarn, zgolj za samopreskrbo, se obračunava s porabljeno oz. dobavljeno elektriko iz elektrodistribucije. Za plačilo investicije je mogoče najeti posojilo, tudi s plačevanjem na obroke brez obresti itd., na sorazmerno dolgo dobo po dogovoru glede na finančno stanje investitorja. Sklenemo lahko pogodbo za izvedbo, zavarovanje in vzdrževanje, skratka vse »na ključ«. V tem primeru mora biti ponudnik tudi dobavitelj električne energije. Ugodno je tudi enkratno plačilo investicije. Zaželeno je, da je proizvedena »sončna« elektrika za samopreskrbo v ravnovesju s porabljeno iz omrežja, tako da je razlika po možnosti nič. Račun elektrodistribucije za porabljeno elektriko se namreč zmanjša za vrednost proizvedene »sončne« elektrike. Navedena finančna konstrukcija je zanimiva tudi za tiste, ki si zaradi finančnih težav drugače ne bi mogli privoščiti sončne elektrarne, zato gradnja spet strmo narašča.

Po tem konceptu je osnovno izhodišče za izvedbo sončne elektrarne samopreskrba z električno energijo. To pomeni, da proizvajamo elektriko izključno za svoje potrebe, morebitnih presežkov pa ni mogoče prodajati distribuciji. Pri tem moramo ugotoviti, kolikšna sta naša letna poraba in strošek električne energije. Podatke dobimo z mesečnih računov dobavitelja elektrike. Pomemben je tudi podatek o moči sončne elektrarne, ki je odvisen od potreb in površine strehe, na kateri so sončne celice.

Kolikor večjo moč potrebujemo, toliko večja površina strehe je potrebna. V praksi računamo 7,5 do 8 m2 strehe za 1 kWp moči sončnih celic. Pri normalni eno- ali dvodružinski stavbi dobimo od 7 do 9 kWp moči. Moč Wp je vršna moč (peak), ki velja le pri 25 °C, sončnem sevanju 1000 W/m2 in določeni gostoti zraka, kar pomeni, da je realna normalna efektivna moč nižja.

Za grobo oceno (če sami računamo) na povprečni lokaciji dobimo zelo približno za 1 kWp moči proizvedenih okoli 1000 do 1100 kWh električne energije, odvisno od lokacije in navedenih pogojev. Pri znani površini strehe in z navedenimi podatki lahko tako izračunamo osnovne karakteristike in ceno svoje sončne elektrarne. Pri samopreskrbi je treba upoštevati lastno porabo iz distribucije. V povprečnem slovenskem gospodinjstvu znaša ta približno 4000 do 5000 kWh na leto.

Fotovoltaični paneli se po možnosti montirajo na sončno južno stran strehe ali drugam, če na južno ni mogoče, pod naklonskim kotom 32 stopinj. Pri odstopanju od optimalnega naklona na primer za 20 stopinj se učinkovitost zmanjša za približno pet odstotkov, z odstopanjem od južne smeri na vzhod ali zahod pa izgubimo najmanj 15 odstotkov. Zato naj bo odstopanje od južne smeri čim manjše. Višina sončnega sevanja je zelo odvisna od širše in ožje lokacije stavbe, veliko tudi od letnega časa in vremena. Poleti je sončno sevanje pod večjim kotom – okoli 64 stopinj, pozimi pa nizko – le pod 16 stopinjami. Računati je z manjšimi energijskimi odbitki, ki zahtevajo večjo površino sončnih celic in večjo streho, tudi na lokacijah z manjšim sončnim sevanjem. Navedene slabosti in zraven še nestalnost in odvisnost od klimatskih razmer je treba upoštevati pri načrtovanju. Dejstvo je, da je učinkovitost toliko večja, kolikor je sončno sevanje močnejše. V toplejših krajih je sončno sevanje bistveno močnejše, zato so rezultati tam veliko ugodnejši.

Na učinkovitost pri samopreskrbi vplivajo še številni drugi dejavniki, na primer cena oz. podražitev elektrike iz omrežja. V tem primeru se stroški povečajo, za samopreskrbo je zato potrebna večja sončna elektrarna in večja površina strehe, kar pa zaradi omejene površine ni mogoče, tako da s proizvedeno elektriko ne moremo kompenzirati distribucijske. Da bi rešili samopreskrbo in se izognili negativni bilanci, bi morali zmanjšati porabo elektrike z varčevalnimi ukrepi. Tak primer lahko nastopi tudi z vgradnjo toplotne črpalke itd. Zato idealnih, optimalnih razmer ni nikjer. Realno je računati, da bodo rezultati slabši celo do 15 odstotkov. Znano je, da se vsa ta odstopanja v ponudbah in izračunih zelo redko upoštevajo, zaradi nastaja razlika med dejansko proizvodnjo elektrike in predvideno po projektu.

Izbiramo lahko med amorfnimi, polikristalnimi in monokristalnimi sončnimi celicami, med katerimi so precejšnje razlike v izkoristku, tudi do 20 odstotkov. Pri polikristalnih je izkoristek recimo 15-odstoten, pri monokristalnih, ki so dražje, 20-odstoten itd. Poleg navedenega na učinkovitost zelo vpliva tudi mikrolokacija: lega mora biti sončna (senčna lega ne pride v poštev), učinkovitost je slabša pri previsoki temperaturi zraka poleti (po možnosti zračenje pod paneli na strehi), ob dolgi odsotnosti sonca pozimi, slabem vzdrževanju, onesnaženosti panelov – kar vse povzroči manjšo proizvodnjo elektrike.

S staranjem sončnih celic začne njihova učinkovitost slabeti – že po 20 do 25 letih lahko pade celo na 80 odstotkov polne vrednosti, odvisno od kakovosti. Pripominjam, da sončne elektrarne pod vplivom sončnega sevanja proizvajajo enosmerno električno napetost, ki jo za potrebe samopreskrbe s pretvorniki spreminjamo v izmenično. Pri tej pretvorbi nastajajo tudi energijske izgube za dva do šest odstotkov.

Vse navedene dejavnike, ki vplivajo na učinkovitost sončne elektrarne, je treba analizirati in pred ponudbo izvesti ogled stanja na terenu za vsak primer posebej, ker so razmere zelo različne. Le tako dobimo realne, prave podatkov, ki so pomembni tudi za ekonomičnost sončne elektrarne in nam sploh pomagajo pri odločitvi za gradnjo.

Sončna energija je najbolj čist in perspektiven obnovljivi vir energije. Razvoj sončnih celic hitro napreduje, tudi cene zadnja leta močno padajo, v zadnjih desetih letih so se celo skoraj prepolovile. Zelo kakovostni sončni moduli domače proizvodnje stanejo zdaj od 1100 do 1500 evrov za 1 kWp moči »na ključ«, odvisno od načina financiranja, morebitne subvencije, popustov ponudnika, obsega del itd. Če gre za posojilo, stroške najema strehe, sanacijo strehe, zavarovanje in vzdrževanje, je investicija višja in je predmet dogovora oz. pogodbe. Razpis ministrstva oz. Eko sklada omogoča nepovratna finančna sredstva v vrednosti 20 odstotkov od naložbe in omejitev 180 evrov za 1 kWp moči, s tem da moč ne presega 11 kW. Najvišja mogoča subvencija Eko sklada za sončno elektrarno moči 11 kW znaša torej 1980 evrov. V tem primeru je sončna elektrarna bolj ekonomična in naložba se bo povrnila v sprejemljivem času, prej kot v desetih letih, seveda odvisno od ponudnika, velikosti (moči) itd. To ne velja za majhne sončne elektrarne moči pod 5 kW, ki so še vedno na meji ekonomičnosti. Pri njih se vračilna doba investicije podaljša na 12 let in več. Velikost sončne elektrarne določimo glede na porabo električne energije in pokrivanje te s samopreskrbo. Sončne elektrarne večjih moči so bolj ekonomične. Pri tem pa je največkrat omejitev površina strehe. Če te omejitve ni, bi bilo smotrno izbrati moč vsaj 10 kW z investicijo približno do 15.000 evrov. Nad 11 kW tako ni subvencij Eko sklada.

Na začetku opisani model za samopreskrbo z električno energijo iz sončne elektrarne je izredno zanimiv, predvsem zaradi manjših stroškov za električno energijo. Ko se odločimo za vgradnjo sončne elektrarne, imamo na eni strani svoje stroške za porabo električne energije iz elektrodistribucije, na drugi pa investicijske stroške za sončno elektrarno ter pozitivno vrednost proizvedene elektrike. Bistvo tega modela je, da se vrednost proizvodnje elektrike iz sončne elektrarne obračunava z napajalno distribucijsko elektriko. Ker gre tu za samopreskrbo, naj bi bila količina fotovoltaične elektrike približno enaka količini porabljene distribucijske. Račun bi se tako bistveno zmanjšal ali izničil. Obračun razlike je lahko na krajši ali, pogosteje, daljši rok. Pri obročnem plačevanju je pogoj, da je investitor sončne elektrarne tudi naročnik distribucijske elektrike. Za zdaj znani ponudniki v zvezi z opisanim konceptom ponujajo »samopreskrbne« sončne elektrarne »na ključ«, po različnih pogojih, lahko po naročilu tudi zavarovanje in vzdrževanje, vendar pri enem le za najmanjšo moč 6 kW in ne večjo od 11 kW.

Vse navedeno velja za samopreskrbo. Investitorji v tem primeru ne morejo pričakovati prodaje električne energije elektrodistribuciji tako kot pred leti, prav tako ni mogoča prodaja presežkov elektrike. Ta koncept samopreskrbe je pripravilo pristojno ministrstvo že pred dalj časa, zdaj pa se je končno odločilo za omenjeno podporo gradnje. Z nepovratnimi finančnimi sredstvi bodo zanesljivo postale sončne elektrarne bolj ekonomične in bolj dosegljive tudi za manj premožne.

Sončna elektrarna v kombinaciji s toplotno črpalko

V zvezi s tem je izredno dobra kombinacija sončne elektrarne z ogrevalno toplotno črpalko, na primer izvedbe zrak/voda. Ker ta kot obnovljivi vir energije izredno ekonomično obratuje z uporabo električne energije, jo lahko v tem primeru delno napajamo z elektriko, proizvedeno iz brezplačne sončne energije. S sončno elektrarno privarčujemo znatne količine elektrike, v kombinaciji s toplotno črpalko pa še bistveno več. Vse te in druge mogoče varčne kombinacije je nujno strokovno analizirati in nato sprejeti najugodnejše rešitve.

Treba je poudariti, da je izkoriščanje sončne energije skladno z energetskim konceptom Slovenije in EU glede naše zaveze po čim večjem deležu obnovljivih virov energije, ter čim manjšem deležu fosilnih goriv (zdaj jih imamo še 50 odstotkov). Po ekološki plati s sončnimi elektrarnami zmanjšujemo emisije škodljivih toplogrednih dimnih plinov. S samopreskrbo se poraba električne energije in s tem proizvodnja v elektrarnah (v veliki meri termoelektrarnah) zmanjšujeta. Sončne elektrarne so zaradi navedenega dolgoročna perspektivna rešitev. Zdaj je bolj smotrna naložba vanje kot varčevanje v bankah. Skratka, z vseh navedenih vidikov je vgradnja mikro sončne elektrarne za samopreskrbo nesporno smotrna, saj znaša življenjska doba do 30 let, investicija pa se povrne v 10 do 12 letih, odvisno od velikosti, s pridobitvijo subvencij pa lahko tudi prej.