Czech RE Agency

Česká agentura pro obnovitelné zdroje energie

Nejčastější dotazy (FAQ)

1. Jaká je energetická návratnost fotovoltaiky?
2. Jaká je ekonomická návratnost investic do fotovoltaiky?
3. Co jsou to výkupní ceny (feed-in tariff) a zelené bonusy?
4. Kde všude lze fotovoltaické panely umístit?
5. Co znamená kWp a kolik vyrobí v ČR jeden instalovaný kilowatt?
6. Jak se vyvíjí cena fotovoltaických panelů (systémů)?
7. Jaká je účinnost fotovoltaických článků?
8. Jaké jsou výkonové rozdíly mezi pevně uchycenými panely a panely na sledovačích Slunce?

1. Jaká je energetická návratnost fotovoltaiky?

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).

850 kWh	ingot	článek	panel
proces	1,27	0,44	0,31	2,02
materiál	2,59	0,03	0,58	3,20
	3,86	0,47	0,89	5,22
1150 kWh	ingot	článek	panel
proces	0,94	0,32	0,23	1,49
materiál	1,92	0,02	0,43	2,37
	2,86	0,34	0,66	3,86

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)

2. Jaká je ekonomická návratnost investic do fotovoltaiky?

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 Czech RE Agency telefonicky, pomůžeme Vám s přípravou projektu, s žádostí o dotaci a úvěr anebo doporučíme jiné odborníky.

3. Co jsou to výkupní ceny (feed-in tariff) a zelené bonusy?

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.

4. Kde všude lze fotovoltaické panely umístit?

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.

5. Co znamená kWp a kolik vyrobí v ČR jeden instalovaný kilowatt?

Výkon se u fotovoltaických zařízení vyjadřuje obvykle v kWp. Kilowatt peak je jednotka výkonu solárního článku nebo panelu v bodě maximálního výkonu za standardních testovacích podmínek (1000W/m²; AM 1,5; 25°C). V podmínkách ČR vyrobí 1 kWp (cca 10 m² panelů) průměrně 800 – 1100 kWh elektrické energie (za předpokladu FV článků z monokrystalického, popř. polykrystalického křemíku, běžná účinnost střídačů apod.).
Přírodní podmínky v ČR

Spočítejte si sami, kolik Vám fotovoltaika v jednotlivých lokalitách ČR vyrobí. Na stánkách výzkumného centra v Ispře se nachází aplikace PVGIS pro odhad výroby elektřiny z fotovoltaických systémů. Aplikace je ve slovenském jazyce (připravil ji s kolegy Marcel Šúri) a její ovládání je velmi jednoduché.

Vlevo nahoře zadejte technologii (krystalický křemík nebo tenkovrstvá technologie), předpokládaný instalovaný výkon Vaší elektrárny, popř. sklon panelů a jejich orientaci. V případě, že můžete sklon panelů a orientaci ovlivnit (typicky instalace ne zemi), zadejte Najít optimální sklon a orientaci. Odhadované ztráty systému doporučujeme nastavit v intervalu 10 – 14 %, z našich zkušeností a dat z reálných instalací odpovídají ztráty systému v podmínkách ČR 11–12 %. Dole vyberte Českou republiku a poté nejbližší město ze seznamu, pro které má aplikace hodnoty slunečního osvitu. Samozřejmě můžete využít i dalších možností aplikace, jako např. Zobrazit výkon 2-osého polohovacího zařízení.

6. Jak se vyvíjí cena fotovoltaických panelů (systémů)?

Fotovoltaický průmysl užívá pro měření vývoje ceny základní jednotku, kterou je cena za Wp. Tato cena ve světě neustále klesá, a to v přímé úměře k tomu, jak prudce roste výroba fotovoltaických panelů. Výše ceny je v jednotlivých státech odlišná, a to podle toho, jak rozvinutý trh tam existuje (tedy kolik solárních systémů se tam každoročně instaluje a jaká je tam konkurence). Obecně můžeme tvrdit, že cena fotovoltaických panelů postupně klesá. Ze získaných zkušeností lze vypozorovat, že dvojnásobné zvýšení produkce znamenalo asi 20 % snížení ceny. Cena za Wp v roce 1980 činila cca 50 USD/Wp a postupně poklesla až na dnešních asi 3–4 USD/Wp. (zajímavost – cena solárního článku s účinností 2 % o výkonu 14 mWp [miliWp] byla v roce 1955 ohromujících 1 785 $/Wp ). Cenu celého systému utváří ovšem cena panelu asi jen z 50–60 %, a proto se cena kompletního systému lépe vyjadřuje v nákladech na instalovaný kilowatt. Opět se dá říci, že je tato cena v různých zemích odlišná podle tržních a mnohde také administrativních podmínek. Tak např. ve Španělsku se cena za instalovaný kilowatt pohybuje od 5,5 €/Wp a více (cca 155 000 Kč/kWp). V České republice se v současnosti cena 1 kWp pohybuje řádově mezi 145 000 až 190 000 Kč (závisí na tom, zda se jedná o střešní systém nebo třeba o fasádní aplikaci). V případě větších systémů jde cena mnohdy cena i pod tento interval. V případě maloobchodního prodeje (kusový prodej jednotlivých komponent) jsou ceny vyšší. Viz. např. ceník jediného českého výrobce solárních článků SOLARTEC s.r.o.

Nutno podotknout, že v posledních cca dvou letech cena klasických křemíkových technologií stagnuje. Důvodem je nedostatek základní suroviny, kvalitního křemíku. Situace by se mohla zlepšit kolem roku 2008, mnozí výrobci křemíku ohlásili rozšíření svých výrobních kapacit. U ostatních (nekřemíkových) technologií cenový pokles pokračuje.

7. Jaká je účinnost fotovoltaických článků?

Je třeba rozlišovat účinnost přeměny v laboratorních podmínkách a účinnost článků průmyslově vyráběných, která typicky dosahuje 7 – 19 %.

Přibližná účinnost přeměny průmyslově vyráběných článků:

• monokrystalický článek – účinnost kolem 16–19 % (SunPower ohlásil výrobu článků s účinností až 22 %)
• multikrystalický článek – účinnost kolem 15 – 18 %
• polykrystalické substráty vzniklé tažením nebo litím – účinnost přeměny 11–15 %
• tenkovstvé články (amorfní Si, mikrokrystalický, nanokrystalický, polymorfní, jiné materiály) – účinnost kolem 6 – 13 %

Následující tabulka udává přehled účinnosti článků a panelů různých fotovoltaických technologií a také potřebnou plochu, která je potřeba pro instalaci 1 kWp.

Zdroj: Solar generation – IV 2007, EPIA

8. Jaké jsou výkonové rozdíly mezi pevně uchycenými panely a panely na sledovačích Slunce?

V České republice nebyla zatím dostatečně dlouho prováděna srovnávací měření, která by nám na tuto otázku dala jednoznačnou odpověď. Typů polohovacích zařízení i jednotlivých variant panelů je dnes celá řada a takový výzkum by sebou nesl nemalé investiční náklady. Za určité vodítko pro řešení tohoto problému však lze považovat pokus provedený v Německu, které má srovnatelné přírodní podmínky.

Srovnání pevně uchycených polykrystalických panelů, panelů na trackovacích zařízeních a tenkovrstvých technologií (D.Kohake, T.Nierhoff, Fachhochschule Gelsenkirchen, Fachbereich Elektrotechnik)

V německém Bocholtu (poznámka: Bocholt leží v Nordrhein-Westfalen, 51° 50′ N, 6° 37′ O, průměrná teplota v lednu 2,6 °C, v červenci 18,4 °C) byly v letech 1998–99 nainstalovány pokusné fotovoltaické systémy. Cílem výzkumu bylo srovnání výkonu panelů umístěných na jednoosých a dvouosých sledovačích (různé typy) a také tenkovrstvých technologií založených na amorfním křemíku a CIS.

Celý systém se skládal ze 7 dílčích fotovoltaických zařízení s nominálními výkony od 640 Wp do 768 Wp. Systémy 1 až 3 byly umístěny na sledovačích Slunce, přitom 1 a 3 na jednoosém zařízení, 2 na dvouosém trackeru řízeném počítačem. Systém 4 byl zvolen za referenční zařízení osazené pevně uchycenými polykrystalickými panely (stejné jako u systémů 1–3) s orientací na jih. Systémy 5 a 6 byly vybaveny tenkovrtsvými technologiemi na bázi amorfního křemíku od různých výrobců a 7 měla panely na bázi CIS.

Každý systém byl také vybaven vlastním střídačem a bohatou měřící technikou. Dataloggery zaznamenávaly údaje o slunečním záření, teplotě a získané energii (na straně „generátoru“ i na straně střídače) v pětiminutových intervalech. Naměřená data umožnila provést srovnávací analýzu panelů na polohovacích systémech a tenkovrstvých technologií v několika letech.

• Systém 1
  sledování Slunce na základě principu kondenzace a vypařování (720 Wp)
• Systém 2
  dvouosý tracker s počítačem řízeným krokovým motorem a permanentním výpočtem polohy Slunce (720 Wp)
• Systém 3
  malý panel v popředí slouží k napájení el. pohonu jednoosého trackeru (720 Wp)

Charakteristika základních sledovaných veličin

K nejzajímavějším veličinám do sítě připojených systémů patří zejména Final Yield Yf, Capture Losses Lc a System Losses Ls. Yf představuje měsíční naměřený energetický zisk, tedy množství energie, kterou instalovaný kWp dodá do sítě. Lc popisuje ztráty při samotné výrobě elektřiny (vliv zastínění, teploty, nečistot a ztráty nepřizpůsobení) a Ls jsou další ztráty systému (měnič, vedení). Suma Yf, Lc a Ls je označována jako Reference Yield Yr a jedná se o maximálně měřitelnou hodnotu en. zisku za ideálních podmínek.

Performance Ratio PR (PR= Yf/Yr) je poměr reálně získané energie (např. dodané do sítě) a teoreticky dosažitelné energie systému za ideálních podmínek.

Analýza dat za rok 2001

Obrázek č. 5 představuje získané hodnoty Yr, Ya a Yf všech systémů v roce 2001. Všechna data jsou vztažena (normována) k bodu maximálního výkonu (MPP – maximum power point, Po) udávaného výrobcem. Naměřená energie před měničem (Ya) se pohybuje v rozmezí od 789 po 1061 kWh/kWp, za střídačem v rozmezí 677 až 950 kWh/kWp.

Srovnání výkonových parametrů Yf vyplývá podle očekávání nejlépe pro systém na dvouosém sledovači, poté následuje systém 3. V porovnání s referenčním zařízením 4 (Yf = 816 kWh/kWp) je výkon systému 2 o 16,4 % vyšší, systém 3 pak dosahuje o 8,4 % vyšší výkonnosti. Tracker 1 a pevně uchycené panely systémů 4 a 7 dosahují velmi podobných energetických zisků. Výkonové charakteristiky systému 6 jsou lepší než u systému 4 o 7,8 % a nejhůře dopadly panely z amorfního křemíku systému 5, které měly výkon o 17 % nižší. Výkon sledovacího zařízení 1 neodpovídal očekáváním. Důvody pro toto, stejně jako odůvodnění výkonu tenkovrstvých technologií jsou v následující analýze.

Rozdíl výkonových charakteristik Yr a Ya odpovídá na obrázku č. 5 ztrátám Lc měřené před střídačem a rozdíl Ya a Yf ztrátám Ls za střídačem. Lc jsou na obrázku č. 6 znázorněny zelenými a Ls modrými pruhy. Systémy 1–4 dosahují velmi podobných ztrát v rozmezí 11–15 %, což se dalo předpokládat, systémy jsou vybaveny stejnými moduly a kabeláží. Největší ztráty vykazuje pochopitelně systém 2 z důvodu natáčení panelů za Sluníčkem a jejich vyšší teploty. Menších ztrát dosahuje systém 7 a zvláště systém 6, vysoké jsou u systému 5.

Tyto rozdíly lze odvodit z pozorování systémových dat. Množství dopadající sluneční energie a tedy Yr je pro systémy 4 – 7 identické. Naměřená energie Yf byla normována vůči nominálnímu výkonu panelů dle údajů výrobce. V případě, že je rozdíl mezi nominálním výkonem a reálným výkonem panelů u systémů různý, může také vzniknout různý rozdíl mezi Yf a Yr (odpovídá součtu ztrát). Protože ztráty střídačů zařízení 4 – 6 jsou téměř identické, jsou rozdíly v Lc patrně dány rozdílným instalovaným výkonem. Větší ztráty systému 7 na straně střídače mohou souviset s nižším napětím u CIS panelů (vyšší proud střídače). Ztráty Ls zařízení 1 – 6 činí 9 – 11 %, což odpovídá průměrnému výkonu střídačů okolo 90 %, ztráty Ls systému 7 jsou asi 15 %.

Pro vlastníky systému je však důležité zejména množství energie dodané do sítě, které je spojeno s výkupními cenami. Kromě kvality systému závisí množství získané energie také na množství dopadající energie a tedy na místě jeho instalace. Srovnání systémů nezávisle na místě instalace umožňuje Performance Ratio PR = Yf/Yr , tedy poměr červených pruhů vzhledem k celkové výšce pruhů na obrázku č. 6. PR je na obrázku č. 7 pro systémy 1,2,3,4 a 7 téměř totožné 76 - 78 %. Zařízení 6 dosahuje vyšší hodnoty PR 84 %, systém 5 naopak PR 65 %. Z tohoto vyplývá, že do sítě by bylo možné dodat 76 - 78 % energie dostupné za ideálních podmínek (nebo také, že celkové ztráty činí 22 - 24 %). Ve srovnání s ostatními publikovanými daty jiných systémů tak bylo dosaženo poměrně dobrých výsledků. Systém 6 dosahuje ještě lepších hodnot neboť reálný výkon je lepší než udávaný jmenovitý a zařízení 5 horších výsledků, protože reálný výkon je naopak horší než jmenovitý (viz výsledky v dalších odstavcích).

Analýza trackovacích systémů

Natáčecí systémy mohou být zajímavé pouze tehdy, pokud dosahují výrazně vyšších energetických zisků než pevně umístěné panely. Srovnáním těchto zisků s výsledky referenčního systému můžeme posoudit kvalitu natáčecích systémů. Obrázek č. 8 nám ukazuje, že výsledky systému 2 (dvouosý, počítačem řízený) v roce 2001 jsou lepší o 10 – 38 %. Horší hodnoty dosažené v prosinci jsou způsobeny výpadkem natáčecího zařízení. Systém č. 3 má výsledky v jednotlivých měsících lepší až o 15 % a systém 1 až o 9 %. Často jsou ale měsíční výsledky ve srovnání s referenčním systémem horší. Dobrých energetických zisků lze dosáhnout pouze tehdy, když systémy reagují na pohyb Slunce dostatečně rychle. Názorný příklad, jakou rychlostí systémy reagovaly na Slunce a kolik energie získaly, udává obrázek č. 9. Jedná se o výkonové křivky natáčecích systémů 1–3 a referenčního systému 4 v průběhu jednoho slunečného dne v červenci 2002. Zařízení 2 reaguje na východ slunce poměrně rychle, protože je řízeno počítačem. Zařízení 3 se musí ráno natočit ze západní orientace (poslední večerní poloha) na východ, k pohonu využívá dodatečný FV panel pohánějící elektromotor. Protože energie získaná dodatečným panelem není ráno pro natočení dostatečná, je výkon systému nejdříve nižší a výkonu srovnatelného se systémem 2 dosahuje až později. Systém 1 pak sleduje pohyb Slunce ještě „líněji“. Během tohoto dne byl dodatečný energetický zisk vzhledem k referenčnímu systému s pevnými panely u systému 2 vyšší o 41 % vyšší, u systému 3 o 13 % a u systému 1 o 8 %. Odpovídající roční (2001) dodatečný zisk byl však u systému 2 pouze 16,4 % a u zařízení 3 8,7 %. Roční srovnání Yf je na obrázku č.5. V roce 2000 byl dodatečný energetický zisk u 2 o 15,5 % vyšší, u 3 o 7,6 % a jen o 1,6 % vyšší u systému 1.

Vezmeme-li do úvahy náklady na natáčecí systém, pak je jednoznačně nejdražší dvouosý tracker č. 2, následuje systém 1 a nejlevnější je tracker s dodatečným panelem pro napájení elektromotoru. Za podmínek bezporuchového provozu a výhodné pořizovací ceny lze za 20 let a současných výkupních cen dosáhnout slušné ekonomiky (návratnosti) pouze u natáčecího systému 3. Investiční náklady se u ostatních natáčecích systémů instalovaných v Bocholzi za 20 let nevrátí. (poznámka: výkupní ceny v Německu 2000 – 99,0 Pf/kWh , 2001 – 99,0 Pf/kWh, 2002 – 48,1 ct/kWh )

Analýza provozních veličin v průběhu více let

Fotovoltaická zařízení by měly bez poruch dodávat energii co možná nejdelší dobu a z hlediska jejich amortizace hrají pochopitelně velmi podstatnou roli energetické výnosy. Především Performance Ratio PR nám pak může dát informace o dlouhodobé kvalitě a výkonu zařízení. PR pro všechna zařízení v letech 2000, 2001 a 2002 (do června 2002) jsou zobrazena na obrázku č. 10. U zařízení 1,3 a 4 vykazuje tato veličina velmi podobné hodnoty. Nejvyšších hodnot dosahuje v roce 2000, nižší jsou v roce 2001 a v roce 2002 opět stoupají. V případě systému 2 je patrné, že PR 2002 je nižší než v roce 2001 a poté nemá vzrůstající tendenci jako je tomu u ostatních systémů. Důvodem je zde výpadek natáčecího zařízení v období prosinec 2001 až červen 2002 (poškozený čep držáku natáčecího systému). Také u systému 7 je hodnota PR velmi nízká. Příčinou je porucha střídače po výpadku napětí na konci června 2002. Střídač nefungoval ještě v srpnu téhož roku. Důvody poklesu PR 2001 u zařízení 1,3, a 4 už nejsou tak lehce vysvětlitelné. PR je závislé na energii, která je dodána do sítě a na množství slunečního svitu. Výkon panelů a dodávka do sítě klesá se vzrůstající venkovní teplotou. Při konstantním slunečním svitu a stoupající teplotě klesá také veličina PR. Klesající PR se vzrůstající teplotou prokázala i analýza naměřených hodnot. V červenci a srpnu byly průměrné venkovní teploty vyšší než v roce 2000 a protože tyto měsíce významně přispívají k celkovému ročnímu energetickému zisku, může zde být příčina nižších hodnot PR v roce 2001.

Legenda:
Yf (Final Yield) = množství energie dodané do sítě
Yr (Reference Yield) = Yf + (Lc+Ls)
Lc (Capture Losses) = ztráty vlivem zastínění, teploty, nečistot a ztráty nepřizpůsobení
Ls (System Losses) = ztráty vedení, měniče
PR (Performance Ratio) = Yf/Yr
Ya = energie naměřená před střídačem

vytisknout | nahoru