Jelikož se okolo fotovoltaický elektráren šíří mnoho mýtů a polopravd, zpracoval jsem na toto téma energeticko-ekonomickou analýzu. Bude se týkat především nejběžnějšího typu elektráren, tedy těch pro rodinné domy. Hodnotící logaritmus lze použít na jakoukoli FV elektrárnu. Chtěl bych poukázat hlavně na to, že není nutné projektovat zbytečně velké a složité systémy, a že někdy méně znamená více.
Popis systému:
Na střeše budovy jsou umístěny na hliníkových konstrukcích (alternativně na plastových konstrukcích) FV panely. V interiéru budovy je umístěn střídač a další prvky systému (pojistky, rozvaděč atd.). Z měniče je dále elektřina distribuována ke spotřebičům. Buď samostatnými rozvody, nebo přes stávající rozvody. Pro účel analýzy není důležité, zda se jedná o 1fázový, nebo 3fázový systém. Obecně ovšem platí, že 3fázové systémy se hůře regulují a tím pádem mají menší stupeň využití při vytěžování.
- Schéma řešeného systému
Upozornění: Z novelizace energetické legislativy vyplývá, že ohlašovací povinnost distributorovi nemají pouze systémy, které nejsou přímo napojeny na distribuční síť. Tedy pouze bojlerové a ostrovní systémy (ostrovní takové, kde nedochází k přímému propojení s distribuční sítí – tedy takové, které mají samostatné fotovoltaické elektrické rozvody). Jinak řečeno skoro vždy musíte mít FVE povolenou od ČEZu, nebo EONu.
Energetická analýza
Pro českou republiku a MS kraj platí níže uvedené informace, které vycházejí z vlastního dlouhodobého měření výkonu desítek elektráren a měření intenzity slunečního záření. Informace platí pro klimatický průměrný rok, ideální orientaci (Azimut jižní +- 5°) a ideální sklon FV modulů (25° – 35° od vodorovné roviny). Do výsledků jsou zahrnuty ztráty všech částí FV systému.
2. Teoretické množství energie (nikoli elektřiny) podle sklonu a času v ČR
3. Roční bilance produkce elektřiny FV elektrárnou v ČR
4. Denní bilance produkce elektřiny FV elektrárnou v ČR
Tabulka instalovaného výkonu a roční produkce (idealizovaný stav zjištěný měřením skutečných FVE)
Instalovaný výkon Roční produkce elektřiny Výpočtová hodnota
2 kWp 1850 kWh – 2120 kWh 2000 kWh
3 kWp 2850 kWh – 3120 kWh 3000 kWh
4 kWp 3850 kWh – 4120 kWh 4000 kWh
5 kWp 4850 kWh – 5120 kWh 5000 kWh
Pro další potřeby analýzy budou uvažovány vždy výpočtové hodnoty. Z výše uvedeného grafu Obr. 3. je patrné, že cca plného výkonu elektrárna dosahuje pouze 4 měsíce v roce. Rovněž obdobné je rozložení produkce elektřiny během dne Obr. 4. Tedy maximálních hodnot dosahuje v období od 10:00 – 14:00 hodin. Roční produkce elektřiny FVE v ČR v MS kraji je tedy rovna tisícinásobku instalovaného špičkového výkonu. Za tento maximální výrobní limit se tedy žádná FVE při současných technologiích nedostane. Tedy při jakémkoli hodnocení FV systému či fotovoltaické elektrárny je nutné v prvé řadě zohlednit tento výrobní aspekt! Tedy maximální množství vyrobené elektřiny za rok. Dále je nutné si uvědomit, že další instalované prvky FV systému jako např. baterie, měření, regulace atd. nezvyšují produkci elektřiny.
Ekonomická analýza
Při ekonomické analýze platí, že je nutné zohlednit maximální možné množství vyrobené elektřiny a cenu za vyrobenou elektřinu (v případě vlastní spotřeby to je ta cena, za kterou elektřinu nakupuji). Je potřeba si ještě uvědomit, že cena 1 kWh se skládá z několika částí, např:
1) stále platby
2) poplatky oze atd.
2) platba za distribuci (doprava)
3) platba za silovou část (vlastní spotřeba)
U ekonomické analýzy je tedy nutné počítat s tou správnou cenou za vyrobenou elektřinu – vyrobenou FVE spotřebovanou doma a nenakoupenou od prodejce (ČEZ, Eon atd.). Cena se v ČR pohybuje v rozmezí od 2 Kč – 4 Kč/kWh. Pro potřeby výpočtu budeme uvažovat 4 Kč za 1 kWh elektřiny. Tedy s tou nejlepší možnou variantou pro ekonomické hodnocení (čím větší cena, tím lepší finanční výnos).
Tabulka ročního maximálního finančního výnosu (idealizovaný stav)
Instalovaný výkon Výpočtová hodnota produkce Roční maximální výnos
2 kWp 1850 kWh – 2120 kWh 8.000 Kč/rok
3 kWp 2850 kWh – 3120 kWh 12.000 Kč/rok
4 kWp 3850 kWh – 4120 kWh 16.000 Kč/rok
5 kWp 4850 kWh – 5120 kWh 20.000 Kč/rok
Maximální roční finanční výnos z FVE je tedy závislý na maximální výrobě a ceně za vyrobenou / spotřebovanou / nenakoupenou kWh.
Reálný roční finanční výnos se počítá z reálně vyrobené elektřiny a reálně spotřebované elektřiny. Ten je závislý na moha aspektech, mimo jiné na chování spotřebitele, druhu FVE atd., ale obecně se počítá s rozmezím 60% – 85% využití výroby. Zde již ale skutečně rozhodují i další aspekty FVE (druh, velikost, fázovost, regulace atd.). Obecně tedy platí, že čím více vlastní vyrobené elektřiny spotřebuji, tím více peněz vydělám/ušetřím. Neplatí tedy obecně, že čím větší, tím lepší. Do ekonomické analýzy ještě vstupují nemalou měrou pořizovací náklady, které jsou velice rozdílné, protože rozhoduje velikost FVE, typ střechy, typ měniče, regulace atd., ale obecně lze říci že:
Instalovaný výkon Pořizovací cena
2 kWp 80 – 100 tis
3 kWp 120 – 150 tis
4 kWp 160 – 200 tis
5 kWp 220 – 350 tis
V případě bateriových systému je nutné počítat s navýšením ceny o 30 % – 60 %, podle velikosti systému typu baterií a druhu jejich řízení atd. Reálná životnost baterií se pohybuje max o kolo 10 let. Nezanedbatelnou části ceny jsou i nosné konstrukce na střechu budovy. Mohou tvořit až 30% celkové pořizovací ceny. Záleží však na počtech panelů, složitosti a typu střešní konstrukce. Obecně čím méně panelů, tím méně konstrukcí.
Modelový případ
Nejčastěji montovaným a dodávaným systémem je síťová FVE bez baterií o instalované výkonu cca 3kWp se základním řízením přebytků pomocí Watt routeru.
Pořizovací cena cca 135.000,-
Idealizovaný roční výnos 12.000,- / rok
Reálný roční výnos 8500,- / rok
idealizovaná návratnost 11,25 let
Reálna návratnost 15 – 20 let
Aplikování dotačního systému Nová zelená úsporám na modelový případ
Státní fond životního prostředí poskytuje dotace na pořízení FVE systému ve výši cca 50% pořizovacích nákladů podle druhu zvoleného systému, maximálně však určitou částku.
Nejčastěji montovaným a dodávaným systémem je FVE bez baterií o instalované výkonu cca 3kWp.
Pořizovací cena cca 135.000,-
Dotační částka cca 65.000,-
Idealizovaný roční výnos 12.000,- / rok
Reálný roční výnos 8500,- / rok
idealizovaná návratnost 6 let
Reálna návratnost 8 – 10 let
Závěr
Návrh FV elektrárny je složitý proces a měl by vycházet z reálné spotřeby elektřiny v domácností, a rozhodně neplatí, že čím větší tím lepší. Je dobré využít dotačního titulu na pořízení elektrárny. Při ekonomické analýze je nutné vždy zohlednit MAXIMÁLNÍ MOŽNÉ MNOŽSTVÍ VYROBENÉ ELEKTŘINY. Tento aspekt není možné obelstít žádnými bateriemi ani řízením, protože se jedná o jednoduchý fyzikální zákon.
