Solární panely jako úspora i investice

Fotovoltaika: čistý obnovitelný zdroj elektrické energie. V době neustále rostoucích cen energie stále populárnějším způsob, jak ušetřit náklady nejen na vytápění, ale také k ohřevu teplé vody. Pomocí solárních článků lze vyrábět energii pro vlastní účely, nespotřebované přebytky je také možné prodávat do rozvodné sítě. Zisk, tedy takzvaný ?zelený bonus?, dělá z fotovoltaické elektrárny ekonomicky zajímavou investici s výborným výnosem.

Fotovoltaický jev je známý už od první poloviny 19. století. Spočívá v tom, že fotony ze slunečního záření dopadají na vhodný polovodičový materiál (zpravidla křemík), a tím uvolňují z krystalické mřížky polovodiče volné elektrony. Jejich tok je nutné usměrnit, aby prošly elektrickým obvodem a ? než se opět vrátí na své místo - vydaly energii získanou z fotonů.
Kvůli nedostatku vhodných materiálů a informací o fungování přeměny energie ve fotoelektrických článcích se začala tato technologie doopravdy rozvíjet až v roce 1946, kdy byl patentován první křemíkový fotovoltaický článek. Jenže kvůli vysokým výrobním nákladům a nízké účinnosti prvních článků (kolem 6 procent) se solární panely zpočátku využívaly jen v kosmickém programu. Teprve díky Zdokonalení technologií začala být fotovoltaika dostupná i pro běžný život: v posledních deseti letech se z ní stal jeden z nejprogresivnějších a nejdynamičtěji se rozvíjejících oborů vůbec.

Návratnost investice se zrychluje
Díky masivní sériové výrobě panelů a pokročilejším technologiím neustále klesá jak cena fotovoltaických panelů, tak energetická náročnost jejich produkce. Nové materiály zase přinášejí lepší vlastnosti a vyšší účinnost přeměny slunečního záření na elektrickou energii. Množství energie potřebné pro výrobu a další životní cyklus běžného FV krystalického panelu tento panel vyrobí za 3-4 roky (u tenkovrstvých technologií tato doba už dokonce padá někam k 6 měsícům), přitom panely mají životnost minimálně 30 let. Za pomoci národní a evropské podpory obnovitelných zdrojů energie se navíc dramaticky zkracuje také návratnost investice do fotovoltaické elektrárny a stává se z ní zajímavá investiční příležitost s vysokým ziskem i pro běžnou fyzickou osobu. Výroba elektrické energie ze Slunce za pomoci vysoce účinných panelů nových generací je navíc ekologicky, ale také ekonomicky výhodná i v našich klimatických podmínkách.

Co potřebujeme ke stavbě sluneční elektrárny
Samotná sluneční elektrárna sestává z určitého množství fotovoltaických panelů (podle požadovaného výkonu), kabeláže a dalších jisticích a pomocných prvků. Nezbytnou součástí je také střídač (nebo střídače) proudu: solární panely totiž vyrábějí elektřinu stejnosměrnou, kterou je nutné upravit na běžný střídavý proud s kmitočtem 50Hz. Stacionární fotovoltaická elektrárna je prakticky bezúdržbová a její životnost se počítá na několik desítek let.
Ke stavbě slunečních elektráren menších výkonů se využívají především vhodné střešní plochy domů, protože instalace na střeše je nejvýhodnější i po stránce bezpečnosti (klesají náklady na její ostrahu). Ideální je sedlová střecha orientovaná na jih s možným odklonem na východ nebo západ cca 10?20 % a sklonem střechy 15 až 45 stupňů. Lze využít i plochy s odlišnou orientací, ovšem s tím, že se postupně snižuje maximální účinnost elektrárny. S použitím pomocných konstrukcí není problém instalovat panely na zemi nebo na rovné střeše.
Důležité jsou také odolné a trvanlivé konstrukční prvky, které zajiš?ují stabilní a trvanlivé uchycení fotovoltaických panelů na střeše nebo jiné ploše. U limitních projektů na střechy by pak neměl chybět projekt řešící ideální rozvržení hmotnosti, u instalací na rovné plochy zase výpočet odolnosti konstrukčního řešení vůči větru. Pokud jde o potřebnou intenzitu slunečního svitu: při deštivém nebo hodně oblačném počasí klesá výkon elektrárny i na desetinu, ovšem za jasného slunného dne jede elektrárna na plný výkon, takže průměrnou měsíční výrobu rychle dožene.
Pod sněhovou pokrývkou se elektřina sice prakticky nevyrábí, při první aktivitě slunce se však panel lehce zahřívá a sníh rychle sjíždí. V zimě FVE vyrábí pochopitelně nejméně z celého roku, při zatažené obloze třeba i jen několik wattů, za jasného dne je ale výkon i v zimě solidní.

Jak dlouho to bude trvat
Nejvíc času zabere potřebná administrativa: pro instalace na střechu RD sice stačí ohláška na místní stavební úřad, pro samostatné instalace elektrárny třeba na pozemek je však už třeba klasické stavební povolení. Dobrý generální dodavatel však veškerou agendu zajistí. Je nutné počítat s tím, že všechny instituce mají na vyřízení formalit určité limity (až 30 dnů), samotná fyzická instalace je však otázkou několika dnů. Závisí sice také například na skladové dostupnosti komponent a počasí, ovšem v zásadě doba spuštění ostrého provozu elektrárny zhruba nepřesáhne tři měsíce.

Jaký systém vybrat
Z hlediska zapojení FV elektrárny rozlišujeme několik systémů: ostrovní (pro výrobu energie pouze pro vlastní spotřebu v místě, kde není elektrická sí?, tedy například v rekreačních objektech, energie se skladuje v bateriích), připojení na samostatnou přípojku (elektrárna dodává proud pouze do sítě) a připojení pro vlastní spotřebu energie a prodej přebytků do sítě (využití tzv. zelených bonusů). Pro rodinné domy se nejčastěji využívá právě poslední způsob zapojení. Solární elektrárna se přitom většinou připojí na běžný domovní rozvod a hned za střídačem je instalovaný elektroměr pro měření vyrobené elektřiny. Kvůli rozlišení proudu dodávaného ze sítě a do sítě je třeba ještě hlavní elektroměr nahradit takzvaným čtyřkvadrantním, o což se postará distribuční společnost. Po nezbytných revizích a úředních formalitách, které dobrý generální dodavatel zajistí za vás nebo s tímto procesem alespoň pomůže, už zbývá jen začít vydělávat a měsíčně posílat distribuční společnosti fakturu za vyrobenou elektřinu.

Odolnost FV panelů
Vlastnosti tvrzeného skla panelů lze přirovnat k charakteristice čelního autoskla: přežije běžné povětrnostní podmínky včetně krupobití, nadstandardní katastrofické situace lze řešit pojistkou (její cena se odvíjí od velikosti instalace - u malých elektráren lze obecně počítat s částkou cca 1 000 Kč/rok). Pokud jde o bezpečný sesuv sněhu, je sice prudší než z hrubé střešní krytiny, ale dochází k němu častěji. Za úvahu stojí zabezpečit střechu pod panely protisněhovými zábranami. V horských oblastech se bude hodit ?de-ice? blok, který panely zahřívá a udržuje bez sněhu.

Státní podpora a životnost
Díky systému státní podpory ve formě příspěvků k ceně vyrobené elektrické energie (tzv. zelené bonusy) se z původně prodělečného podniku pro zapálené nadšence stalo seriózní investicí s vysokým dlouhodobým výnosem,  s prakticky nulovým rizikem. Celkové investiční náklady na pořízení FV elektrárny se pohybují kolem 120 000 - 130 000 Kč (bez DPH) na 1 kWp instalovaného výkonu (kilowatt peak = kilowatt špičkového výkonu). ?ivotnost FV panelů je díky jejich jednoduché konstrukci a kvalitě výroby velmi dlouhá. Ještě po 25 letech provozu zaručují například FV panely značky ASEC 80 % výkonu, přičemž udávaná životnost přesahuje 30 let. Pro namontování 1 kWp instalovaného výkonu je potřeba plocha přibližně 8 m2. Fotovoltaická elektrárna o výkonu 1 kWp s FV panely orientovanými na jih se sklonem 35° bude mít v podmínkách ČR (v závislosti na konkrétní lokalitě) celkovou roční produkci přibližně 900 až 1 000 kWh.

Budoucnost využití solární energie
Vývoj ceny a podmínek výkupu elektřiny sice nelze dopředu odhadnout, ale lze se domnívat, že v budoucnu budeme elektřinou pohánět i automobily. Koneckonců už dnes se rozmáhají nejrůznější elektrická kola nebo skútry a jejich kombinování s FV elektrárnou se přímo nabízí. V té době pravděpodobně nové technologie skladování vyrobené energie, které nahradí neefektivní baterie, umožní přes den přebytky levně ukládat například v podobě vodíku nebo stlačeného vzduchu a využívat je i po západu Slunce. Budoucí inteligentní rozvodné elektrické sítě umožní díky propojení s internetem prodávat přebytky energie do sousedství a podobně. I kdyby tedy stát po letech garancí přestal fotovoltaiku zcela podporovat, domácí FV elektrárna bude mít stále množství rentabilních možností využití. 

Text: Alena Müllerová
Foto: Joyce, Bramac, Tondach, ECČB, Mountfield