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.

taktone_mytologie_21_1

  1. 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.

taktone_mytologie_21_2

2. Teoretické množství energie (nikoli elektřiny) podle sklonu a času v ČR

taktone_mytologie_21_3

3. Roční bilance produkce elektřiny FV elektrárnou v ČR

taktone_mytologie_21_4

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.