Fotovoltaika je velmi univerzální technologií a její aplikovatelnost je velmi různorodá. Nejčastěji se s ní však setkáme na fasádách a střechách administrativních budov (obvykle 10 kWp – 10 MWp), střechách rodinných domů (obvykle 1–10 kWp) anebo lze panely umístit na zem (elektrárny velikosti stovek kWp až desítek MWp). Rozvoj zažívají zejména fotovoltaické systémy na střechách domů, které vyrábějí elektřinu buď pro vlastní spotřebu anebo vlastníci prodávají elektřinu distribučním společnostem za výkupní ceny. Tento trend je již dlouho patrný zejména v Německu, USA nebo v Japonsku, ale nyní také např. v Itálii, Řecku, Francii a významný posun se očekává také v České republice. Na malý fotovoltaický systém (do 5 kWp) sloužící ke krytí vlastní spotřeby elektřiny lze obdržet v ČR finanční dotaci.

Všechna elektrická energie vyrobená fotovoltaickými zařízením je dodávána do rozvodné sítě za stanovenou cenu, která je obvykle vyšší než cena tržní. Systém garantovaných výkupních cen lze různými způsoby modifikovat. Místo pevných výkupních cen je možné stanovit pro výrobce elektřiny příplatek k tržní ceně za prodanou elektřinu z obnovitelných zdrojů. Příplatek může být stanoven absolutní částkou k tržní ceně elektřiny nebo podílem z průměrné prodejní ceny apod. V České republice se tento příplatek nazývá zelený bonus.

Princip výkupních cen:

Ze zákona č. 180/05 Sb. vyplývá povinnost pro provozovatele přenosové soustavy nebo distribuční soustavy připojit fotovoltaický systém do přenosové soustavy a veškerou vyrobenou elektřinu (na kterou se vztahuje podpora) vykoupit. Výkup probíhá za cenu určenou pro daný rok Energetickým regulačním úřadem (viz Cenové rozhodnutí č.7/2007) a tato cena bude vyplácena jako minimální (navyšuje se o index PPI) po dobu následujících dvaceti let (Vyhláška ERÚ č. 150/07 a č. 364/07 Sb). Př. – investor se rozhodne uvést do provozu systém v roce 2008 a zvolí systém výkupních cen. Pro daný rok uvedení systému do provozu je platná cena 13,46 Kč/kWh a tudíž v následujících dvaceti letech bude investor svoji elektřinu prodávat minimálně za tuto cenu. Tato cena nemůže klesnout, naopak, bude navyšována o index PPI (Cenový index průmyslové výroby = čili „průmyslová inflace“).

Princip zelených bonusů:

Investor si ovšem může vybrat i jiné schéma podpory - tzv. zelený bonus (zeleným bonusem se rozumí finanční částka navyšující tržní cenu elektřiny, která zohledňuje snížené poškozování životního prostředí využitím obnovitelného zdroje). Tento systém je více ve shodě s liberalizovaným trhem. Výrobce si na trhu musí najít obchodníka, kterému elektřinu prodá za tržní cenu. Cena je nižší než u konvenční elektřiny, protože v sobě obsahuje nestabilitu výroby, a je různá pro různé typy OZE. V momentu prodeje získá výrobce od provozovatele distribuční soustavy tzv. zelený bonus neboli prémii. Regulační úřad stanoví výši prémií tak, aby výrobce získal za jednotku prodané elektřiny o něco vyšší částku než v systému pevných výkupních cen. Př. takovýto systém je povinný pro investory, kteří budou vyrobenou elektřinu využívat pro vlastní spotřebu.

Který systém je výhodnější:

Z několika důvodů je to ve většině případů podpora ve formě zelených bonusů. Př. investor si pořídí FV na rodinný domek v roce 2008. V případě, že zvolí podporu formou výkupních cen a prodeje elektřiny za 13,46 Kč/kWh, bude muset nést určité náklady na zřízení odběrného místa (např. platba za jističe, skříň, výkopové práce atd.). Vstupní cena investice se tedy může o určitou částku zvýšit. V případě systému zelených bonusů a vlastní spotřeby má investor za povinnost v podstatě jen předat hlášení o vyrobené elektřině (postačí „ocejchované měřidlo“, dle Vyhlášky č. 218/2001 Sb. ). Za každou vyrobenou kWh obdrží od místního distributora 12,65 Kč a navíc nenakoupí elektřinu (standardní sazby dle tarifu), kterou si sám vyrobil a spotřeboval. Otázka zní, co s vyrobenou elektřinou, kterou majitel FVS nespotřebuje a která „teče zpět do sítě“. Tady záleží vždy na domluvě s distributorem, který buď je anebo není ochoten tuto elektřinu vykupovat (popř. vůbec strpět tuto elektřinu v síti). Základním principem zelených bonusů je možnost najít si obchodníka, který tuto elektřinu vykoupí. Z našich informací vyplývá, že velmi vstřícný postoj zaujímá k této problematice např. E.ON, který „nadbytečnou“ elektřinu vykupuje za 81 ha/kWh, tedy za rozdíl výkupní ceny a zeleného bonusu. V případě zelených bonusů jsou nižší vstupní investiční náklady a navíc tento systém umožňuje generovat vyšší zisk než v případě výkupních cen.

Odpověď na tuto otázku je velmi složitá a v podstatě na ni nelze bez znalostí konkrétních podmínek projektu odpovědět. Základní determinantou pro její určení je investiční cena a množství vyrobené elektřiny v závislosti na technických parametrech systému (použité komponenty, výkon, sklon panelů, umístění systému na střeše nebo zemi atd.) a jeho geografickém umístění. Nezanedbatelnou roli sehrává také výše případné dotace, která návratnost (a ostatní ekonomické kriteria) zásadním způsobem ovlivňuje. V případě zájmu o investici do fotovoltaického zařízení kontaktujte prosím Maxisun telefonicky, pomůžeme Vám s přípravou projektu, s žádostí o dotaci a úvěr anebo doporučíme jiné odborníky.

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)