Výroba fotovoltaických systémů, stejně jako každá jiná výroba, spotřebovává určité množství energie. Pro stanovení doby energetické náročnosti je nutné nejprve provést důkladnou analýzu všech energetických vstupů do celého řetězce životního cyklu FVS od výroby ingotu křemíku až po konečnou likvidaci FVS. FVS se neskládá pouze z křemíku, ale také z jiných materiálů jako je hliník, sklo, EVA atd. Je tedy nutné také započítat všechnu energii potřebnou pro výrobu základních i pomocných materiálů. Dále by měla být započítána procesní energie potřebná pro výrobu, dopravu, údržbu a likvidaci v podobě elektřiny, plynu a jiných paliv (není ve výpočtu uvažováno). Řešitelé se zaměřili především na energetickou náročnost ve výrobě křemíkových ingotů, s jejich následným řezáním na desky. Dále na výrobu solárních článků a solárních panelů. Do výpočtu bylo nezbytné také zahrnout materiálovou a procesní výtěžnost. Současně byly vyhledány data k energetické náročnosti výroby základních materiálů.

Metoda „Energy pay-back time“ (EPBT) definuje čas návratnosti energie nutné k výrobě fotovoltaického panelu, který následně sám elektrickou energii vyrábí. Tento indikátor má svou váhu vzhledem k blížícímu se vyčerpání zdrojů elektrické energie a poškození životního prostředí. Mohou se s jeho pomocí dobře srovnávat jednotlivé technologie výroby fotovoltaických prvků. Následně se z této metody může odvodit úspora množství CO₂. Nevýhodou metody je nejednotnost v oblasti získávání vstupních dat a také jejich dostupnost. EPBT lze definovat velmi jednoduchým vztahem:

EPBT = E_input / E_saved,

kdy E_input představuje energii vstupující během celého životního cyklu panelu (zahrnuje např. energii potřebnou k výrobě, energii nutnou k instalaci, energie spotřebovanou během vlastního provozu – např. otáčení treku nebo ztráty v „Balance of system“ – BOS, atd.). E_saved je průměrná roční vygenerovaná elektrická energie fotovoltaickým panelem.

Posouzení FVS metodou EPBT zahrnuje spoustu faktorů, které ji mohou ovlivnit:

• technologie výroby křemíkových desek a solárních článků
• způsob laminování FV panelů (do hliníkového rámu, dvojsklo nebo různá integrace do budov)
• rozměry panelů a výsledná efektivita
• typ aplikace FVS: ostrovní systém (s nutností akumulace energie) nebo přímo napojený na rozvodnou síť
• případně lze zde zahrnout způsob dopravy všech součástí FVS na místo instalace
• a nakonec vlastnosti FVS měřené během jeho vystavení slunečnímu záření

Z tohoto důvodu je třeba specifikovat podmínky vztahující se k výrobě a k provozu FVS

Základní vlastnosti sledovaného FVS jsou popsány na následujících řádcích.

Výroba FVS:

• monokrystalické křemíkové desky (CZ křemík, řezání na desky drátořeznou pilou, p-typový substrát, rozměr: 4¨, vstupní tloušťka 300µm)
• solární články vyrobeny standardním procesem (vytvoření texturovaného povrchu, difúze n+-vrstvy, depozice antireflexní vrstvy SiNx metodou LPCVD, sítotiskové nanesení kontaktů a jejich následné žíhání)
• solární panel typu SMI 36-55/12 (ruční pájení kontaktní pásků na článek a vytváření řetězců, skládání fólií, laminace a rámování Al rámem)

Provoz FV systému:

• předpokládá se přímé připojení fotovoltaického systému na rozvodnou síť,
• dobré podmínky pro provoz (žádné stínění jako jsou stromy či konstrukční prvky a ideální úhel sklonu panelů),
• střešní instalace,
• místo instalace: kdekoliv v České republice.

Energetická návratnost:

Dle definované rovnice EPBT byla tabulka se sumou jednotlivých energetických vstupů přepočítána na dobu energetické návratnosti. Výsledná tabulka je pro lepší přehled rozdělena na minimální a maximální předpokládanou roční výtěžnost elektrické energie (na 850 a 1150 kWh).

Předpokládaná EPBT pro jednotlivé složky vložené energie; jednotky jsou v letech

Z tabulky vyplývá, že na území České republiky se nám vrátí energie vložená do výroby FV prvků za 3,86 až 5,22 let. Pokud připočteme k EPBT také instalaci systému v rámci BOS (bez elektroniky), navýší se EPBT cca o 0,75 let. Energetická náročnost recyklace a likvidace FVS na konci svého životního cyklu zde není zahrnuta, protože prozatím nejsou dostatečné zkušenosti v této oblasti. (poznámka: u tenkovrstvých technologií lze obecně hovořit o energetické návratnosti už za půl roku)