Výstavba fotovoltaické elektrárny

1) Představení FVE – základní terminologie

FOTOVOLTAIKA – technologie pro přímou přeměnu slunečního záření na elektřinu bez pohyblivých částí.

FOTOVOLTAICKÁ ELEKTRÁRNA – zařízení pro přeměnu slunečního záření na elektřinu; obnovitelný zdroj, který při výrobě elektrické energie neprodukuje žádné emise znečišťujících látek nebo oxidu uhličitého.

FOTOVOLTAICKÝ ČLÁNEK – je základní funkční prvek fotovoltaického panelu. Fotovoltaický článek je v principu velkoplošná polovodičová fotodioda schopná přeměňovat sluneční záření na stejnosměrný proud. Využívá při tom fotovoltaický jev. Proud je přímo úměrný ploše článku, jeho účinnosti a intenzitě slunečního záření, u konkrétního článku závisí částečně na spektru dopadajícího slunečního záření, které se v průběhu dne a roku mění.

FOTOVOLTAICKÝ PANEL (MODUL) – je obvykle složen z většího počtu vzájemně propojených fotovoltaických článků. sklon fotovoltaických panelů. Výkon panelu (špičkový výkon panelu) se uvádí v jednotkách Wp (wattpeak) – výkon se měří při standardizovaných podmínek.

Tip: Standardně se nyní dodávají panely o výkonu 450 Wp o rozměrech cca 2 x 1m s účinností okolo 20%. Obvykle se na panel dává záruka od 12 let výše a 25letá záruka na pokles výkonu pod 80 %.

STRING – řetězec sériově propojených článků/panelů. Sériovým propojením se dosáhne potřebného napětí.

STŘÍDAČ/MĚNIČ – převádí stejnosměrné napětí (DC) z panelů nebo akumulátoru na střídavé napětí (AC) vhodné pro běžné síťové spotřebiče, tj. obvykle na 230 ÷ 240 V. Standardně se dnes používají 3fázové hybridní střídače.

INTENZITA SLUNEČNÍHO ZÁŘENÍ – udává se ve wattech na metr čtvereční (W/m2); nejvyšší intenzita slunečního záření se v České republice za ideálních povětrnostních podmínek při kolmém dopadu slunečních paprsků pohybuje kolem 1100 W/m2. Dle oblasti měření.

ORIENTACE FV PANELŮ – za ideální se považuje orientace panelů jižním směrem s maximální odklonem 15° na západ nebo na východ, se sklonem panelů 25°–40°.

BATERIOVÉ ÚLOŽIŠTĚ / AKUMULACE VYROBENÉ ELEKTŘINY – instalace bateriového úložiště není podmínkou pro výstavbu FVE. Používá se v případě nadvýroby elektrické energie během dne pro pozdější využití. Instalaci bateriového úložiště je nutné zvážit z ekonomického hlediska.

PROVOZOVÁNÍ FVE – nejstandardnější je provozování FVE v režimu „SÍŤOVÁ FOTOVOLTAICKÁ ELEKTRÁRNA (ON-GRID)“. Jedná se o provoz, kdy FVE kdy výrobna je vzájemně propojena s veřejnou distribuční sítí (ČEZ Distribuce). Tj. pokud je dostatek vyrobené elektrické energie odběrné místo neodebírá elektrickou energii ze sítě. Pokud není vyrobené elektrické energie dostatek odběrné místo začne odebírat z veřejné distribuční sítě. Tento typ připojení je podmíněn povolením od distributora. Je nutné s tímto požadavkem během přípravy a realizace projektu počítat. 

Z výše uvedeného vyplývá, výstavba FVE je ovlivněna mnohými faktory, kde se objekt nachází, jaký má objekt průběh odebrané elektrické energie, jak v budově správně vyrobenou elektrickou energii využít, zvolení vhodné technologie atd. Na technicky nejvýhodnější řešení je vhodné nechat zpracovat technicko-ekonomickou studii výstavby FVE na budově.

Předmětem studie musí být:

• Technický návrh optimálního řešení, pokud je to možné i ve více variantách. Například s a bez bateriového úložiště
• Posouzení vhodnosti střechy pro budoucí instalaci a navržení způsobu uchycení panelů na střeše
• Ekonomické zhodnocení (stanovení odhadované ceny instalace, předpokládané množství vyrobené EE, návratnost vynaložené investice)
• Doporučení zhotovitele, případně definování rizik při výstavbě FVE.

Vzhledem k finančním nákladům na studii(e) je vhodné provést rozřazení budov před poptáním studie pouze na budovy s předpokladem na úspěšnou instalaci FVE jako výběr vhodných budov.   

2) Výběr vhodných objektů pro instalaci FVE

Vhodné objekty z pohledu odběru:

• Odběr elektrické energie probíhá hlavně během dne, případně spotřeba během dne není nulová, nebo zcela minimální.
• Odběry elektrické energie během letních měsíců (prázdnin).

Vhodné objekty z pohledu dispozice budovy (střechy):

• Střecha objektu je nezastíněná stromy, vyššími objekty v okolí.
• Střecha je po rekonstrukci, nebo neočekáváme rekonstrukci během příštích 25 let.
• Vhodné střechy jsou ploché (bez množství vzduchotechnických výdechů, antén, přístavků, klimatizací)
• Vhodné střechy jsou šikmé s umístěním proti J, JZ, JV.
• K zvážení je i instalace fotovoltaických článků na stěnu budovy umístěné proti J (proti střešní instalaci vykazuje tato instalace nižší využitelnost výroby elektrické energie během dne).

Tip: V rámci obcí se jedná o objekty úřadů, objekty lékařské péče, ČOV, objekty s instalovanou klimatizací, ohřev TUV elektrickými bojlery, s ohřevem vody v bazénu.

Nevhodné objekty:

• Hlavním odběrem elektrické energie na odběrném místě představuje vytápění.
• Objekty využívané nepravidelně, případně s převažujícím nočním provozem.

K objektům, které jsou z splňují kritéria vhodných objektů přiřadíme jejich spotřeby elektrické energie. Spotřebu získáme buď z dálkový odečet spotřebované elektrické energie – mohu si vyžádat u svého obchodníka, případně provádím měsíční odečty spotřeb. A v posledním případě mohu spotřebu získat z roční fakturace na odběrném místě.

Vzhledem k tomu, že v současnosti není možné z důvodu chybějící legislativy využít výhod komunitní energetiky vyplácí se stavět FVE s výrobou EE, která se spotřebuje v rámci objektu z 80 % (v případě bez bateriového úložiště).

Pro zpracování technicko – ekonomické studie doporučujeme oslovit projekční kanceláře z oblasti elektro, poradenské společnosti pro oblast energetika a energetické společnosti. 

3) Legislativní rámec výstavby a provozování FVE

Licence na FVE

FVE můžeme dělit na výrobny s a bez licence. Dle současné legislativy se jedná o hraniční výkon 10kWp. FVE do 10 kWp je bez licence, jednoduší administrace. FVE nad 10 kWp složitější administrace.

Stavební povolení

Stejně jako u FVE z pohledu licence se na FVE pohlíží a dělí z pohledu stavebního povolení. FVE s výkonem do 20 kWp není třeba stavební povolení (pokud se nemění užívání objektu, nedochází instalací k významným úpravám objektu atd.). FVE s výkonem nad 20 kWp podléhá stavebnímu povolení.

Bez ohledu na to, zda je nutné zajistit stavební povolení doporučujeme zpracovat projektovou dokumentace, včetně zpracovaného požárně bezpečnostního řešení a statického posudku.   

Pozn: S novelou Energetického zákona se počítá se změnou hranice v případě licence i stavebního povolení na 50 kWp. (odhadovaná účinnost změny je v ½ roku 2023)

Doba realizace FVE v případě jednodušších projektů, včetně zpracování projektové dokumentace je v řádu 3–6 měsíců, v případě komplikovanějších projektu (připojení na VN, problematická statika střechy objektu) je odhadem 1 rok. Důvodem prodlužování termínů je i v současnosti velký tlak na projekční a dodavatelské kapacity na trhu, „Solární Boom“.

4) Servis a údržba FVE

Pro bezproblémový chod FVE doporučujeme provádět pravidelné jednoroční prohlídky technologie FVE a pravidelné revize ve dvouletých lhůtách dle EN 62446, která stanoví základní principy pro provádění revizních měření na fotovoltaických elektrárnách. FVE je provozována každodenně, neměly by být prohlídky a revize ze strany majitele zanedbávány.


Obr. Jedno z možných schémat propojení FVE s distribuční sítí. (zdroj: Způsoby zapojení fotovoltaické elektrárny Volta Hyb | TWI SOLAR)