Naše kalkulačka solárních panelů pomáhá majitelům domů i montážníkům plánovat fotovoltaické systémy. Odhadněte potřebný počet panelů podle spotřeby energie, spočítejte očekávaný výkon podle lokality a specifikací panelů a zjistěte potenciální úspory v průběhu času.
Zvolte výpočet výkonu, požadované velikosti systému nebo počtu panelů
Zadejte velikost systému nebo spotřebu energie a výkon panelu
Zadejte počet špičkových slunečních hodin pro vaši oblast
Prohlédněte si výrobu energie, úspory a potřebný počet panelů
Výkon solárního systému závisí na výkonu panelů, počtu hodin slunečního svitu ve vaší lokalitě a ztrátách účinnosti systému (střídač, kabeláž, teplota, stínění).
Daily Output (kWh) = Panel Watts × Peak Sun Hours × Efficiency
Počet hodin špičkového slunečního svitu závisí na lokalitě: 3–4 v oblačných oblastech, 5–6 ve slunných regionech
Počítejte se ztrátami systému ve výši 15–25 % (střídač, kabeláž, teplota)
Panely orientované na jih (na severní polokouli) vyrábějí nejvíce energie
Optimální úhel sklonu odpovídá přibližně vaší zeměpisné šířce
Výkon panelu klesá o cca 0,5 % na každý stupeň nad 25 °C
Zastínění stromy nebo budovami výrazně snižuje výkon
Většina panelů pro rodinné domy má výkon 350–450 W
Domácí fotovoltaické instalace zaznamenávají raketový růst. Jen v USA přibylo v roce 2024 přes 6 GW rezidenční kapacity, k čemuž přispěly klesající ceny panelů (nyní průměrně 0,25–0,35 USD za watt) a federální daňové úlevy, jako je 30% daňový kredit prodloužený do roku 2032. Klíčem k úspěšné instalaci je přesné dimenzování systému – při instalaci příliš malého počtu panelů budete stále platit vysoké účty za elektřinu, zatímco zbytečně velký systém znamená plýtvání kapitálem. Výkon systému závisí na třech hlavních faktorech: výkonu panelů (moderní rezidenční panely se pohybují od 370 W do 430 W), špičkových hodinách slunečního svitu ve vaší lokalitě (od 3,5 hodiny na severozápadě USA po více než 6,5 hodiny na pouštním jihozápadě) a ztrátách účinnosti způsobených přeměnou ve střídači, kabeláží, stíněním a teplotou (obvykle snižují výkon o 15–25 %). Běžná americká domácnost se spotřebou 10 500 kWh ročně v lokalitě s 5 špičkovými hodinami slunečního svitu by potřebovala přibližně 20 panelů s výkonem 400 W. Vedle samotného dimenzování závisí finanční návratnost na místních cenách elektřiny, podmínkách net meteringu a dostupných dotacích. Návratnost většiny domácích systémů dosahuje 6–10 let a po této době pokračují ve výrobě bezplatné elektřiny po dalších 25–30 let.
Správné dimenzování solárního systému závisí na:
Většina domácností potřebuje systém o výkonu 5–10 kW, aby plně pokryla své účty za elektřinu.
Výkon optimalizujete pomocí:
Denní výrobu solární energie vypočítáte podle vzorce: Denní energie (kWh) = výkon systému (kW) × špičkové hodiny slunečního svitu × účinnost systému.
Například systém o výkonu 6 kW v lokalitě s 4,5 špičkovými hodinami slunečního svitu při 80% účinnosti vyrobí 6 × 4,5 × 0,80 = 21,6 kWh za den.
Jednotkou energie je kilowatthodina (kWh), definovaná NIST jako energie dodaná výkonem jednoho kilowattu po dobu jedné hodiny, což odpovídá 3,6 megajoulu.
Špičkové hodiny slunečního svitu nepředstavují celkovou délku dne, ale počet hodin, během nichž slunce poskytuje ozáření o intenzitě 1000 W/m², což je referenční hodnota používaná pro testování panelů.
Pro zajištění 1000 kWh měsíčně nejprve určete denní potřebu: 1000 ÷ 30 ≈ 33,3 kWh/den. Vydělte tuto hodnotu špičkovými hodinami svitu a účinností, čímž získáte požadovaný výkon systému: 33,3 ÷ (4,5 × 0,80) ≈ 9,26 kW. Při použití 400W panelů je počet potřebných panelů = 9260 ÷ 400 ≈ 24 panelů (zaokrouhleno nahoru).
V slunečnějších oblastech stačí méně panelů; lokalita se 6 špičkovými hodinami potřebuje přibližně 33,3 ÷ (6 × 0,80) ≈ 6,94 kW, tedy zhruba 18 panelů.
Dimenzování vždy provádějte podle reálných ročních vyúčtování elektřiny, nikoli podle jediného měsíce, protože spotřeba i sluneční svit se během roku mění.
Výkon solárních panelů se měří v wattech (W) a kilowattech (kW), což je jednotka výkonu SI definovaná BIPM jako jeden joul za sekundu.
Energie v čase se měří v kilowatthodinách (kWh); jedna kWh se podle NIST rovná 3 600 000 joulům (3,6 MJ).
Jmenovitý výkon panelů se uvádí ve watt-peacích (Wp), což představuje výkon za Standardních testovacích podmínek (STC): intenzita ozáření 1000 W/m², teplota článku 25 °C a vzdušná hmota AM 1,5.
Intenzita slunečního ozáření se udává ve wattech na metr čtvereční (W/m²) a denní insolace v kWh/m²/den. Základní jednotky SI pro tyto odvozené jednotky odkazují na sekundu, metr a kilogram, jak stanovuje Mezinárodní systém jednotek (SI).
Účinnost panelu představuje podíl dopadajícího slunečního záření, který modul přemění na elektřinu. Podle údajů zveřejněných National Renewable Energy Laboratory přeměňuje většina běžných křemíkových panelů 19–22 % slunečního záření.
Tato účinnost samotného modulu se liší od účinnosti celého systému, která zohledňuje následné ztráty:
Projekt HyperPhysics (Georgia State University) vysvětluje, že fotovoltaická přeměna je omezená šířkou zakázaného pásma polovodiče, což teoreticky limituje jednopřechodový křemík poblíž Shockleyova-Queisserova limitu kolem 33 %.
V praxi se tyto faktory slučují do jediné celkové účinnosti systému (obvykle 75–85 %), kterou se násobí ideální výkon při výpočtu.
Fotovoltaické panely vyrábějí elektřinu prostřednictvím fotovoltaického jevu, jehož principy poprvé objasnil Albert Einstein ve své práci o fotoelektrickém jevu.
Jak popisuje HyperPhysics, fotony s energií vyšší, než je šířka zakázaného pásma křemíku (přibližně 1,1 elektronvoltu), budí elektrony přes P-N přechod, čímž vzniká stejnosměrný proud.
Khan Academy uvádí, že elektrický výkon panelu odpovídá vzorci P = V × I, kde proud závisí na intenzitě světla a napětí na použitém polovodiči. Střídač pak tento stejnosměrný proud (DC) přeměňuje na střídavý proud (AC) kompatibilní se sítí.
Teplota zvyšuje tepelnou energii elektronů a snižuje napětí, kvůli čemuž zahřáté panely ztrácejí přibližně 0,3–0,5 % výkonu na každý stupeň Celsia nad referenční teplotu 25 °C.
Výpočty solárního výkonu jsou základem pro návrh reálných systémů:
Inženýři tyto výpočty využívají také pro obytné vozy, lodě, čerpání vody či telekomunikační stanice, kde přesné dimenzování předchází výpadkům i zbytečným investicím.
Roční úspory odhadnete vynásobením roční výroby energie vaší sazbou za elektřinu: Úspora = roční kWh × sazba. Systém vyrábějící 8 000 kWh při ceně 0,15 USD/kWh ušetří 1 200 USD ročně.
Prostá doba návratnosti se rovná čistým nákladům na systém vyděleným roční úsporou; instalace za 14 000 USD (po započtení 30% federální daňové úlevy z celkové ceny 20 000 USD) s úsporou 1 200 USD ročně se vrátí přibližně za 11,7 roku.
Net metering, tarifní pásma a rostoucí ceny energií návratnost dále zkracují.
Jelikož panely degradují přibližně o 0,5 % ročně, většina výrobců garantuje po 25 letech stále alespoň 80–85 % jmenovitého výkonu, což znamená desetiletí čistých úspor i po uplynutí doby návratnosti.
Lokalita určuje špičkové hodiny slunečního svitu, které mají na výkon největší vliv. Pouštní jihozápad USA může přesáhnout 6 špičkových hodin denně, zatímco severozápad dosahuje průměrně 3,5–4 hodin.
Na orientaci také záleží: na severní polokouli zachytí nejvíce energie panely nasměrované přesně na jih (podle doporučení NREL), zatímco na jižní polokouli je optimální jižní orientace.
Úhel sklonu přibližně odpovídající vaší zeměpisné šířce maximalizuje celoroční výnos; strmější sklon je výhodnější pro zimní výrobu.
Stínění je zvláště škodlivé, protože sériově zapojené panely fungují jako řetěz – jediný zastíněný modul tak může omezit výkon celého řetězce (stringu).
Pro přesné výsledky používejte místní data o slunečním ozáření z databáze NREL namísto odhadovaných hodnot.
Odhady si vždy porovnejte s kalkulátorem PVWatts od NREL a se svými skutečnými účty za elektřinu.
Data sourced from trusted institutions
All formulas verified against official standards.