Instalace solárních systémů v Kunštátě Bakalářská práce

Mendelova univerzita v Brně Agronomická fakulta Ústav zemědělské, potravinářské a environmentální techniky

Instalace solárních systémů v Kunštátě Bakalářská práce

Vedoucí práce: Dr. Ing. Radovan Kukla

Vypracovala: Dagmar Dostálová

Brno 2013

PROHLÁŠENÍ Prohlašuji, že jsem diplomovou práci na téma Instalace solárních systémů v Kunštátě vypracovala samostatně a použila jen pramenů, které cituji a uvádím v přiloženém seznamu literatury. Bakalářská práce je školním dílem a může být použita ke komerčním účelům jen se souhlasem vedoucího bakalářské práce a děkana Agronomické fakulty Mendelovy univerzity v Brně. dne…………………………. podpis……………………….

PODĚKOVÁNÍ Děkuji panu Dr. Ing. Kuklovi za odborné vedení a cenné rady, které mi během mého zpracování bakalářské práce vždy ochotně poskytoval.

Abstrakt Bakalářská práce na téma Instalace solárních systémů popisuje, jaké další obnovitelné zdroje energie můžeme využívat, jakým způsobem se přeměňuje sluneční záření na elektrickou energii. Dále tato práce charakterizuje fotovoltaický jev a generační vývoj fotovoltaických článků. V neposlední řadě nás práce seznamuje s vývojem fotovoltaických elektráren v České republice a ve světě. V praktické části je popsána fotovoltaická elektrárna v Kunštátě, včetně naměřených dat ve sledovaném období. Výsledky naměřených dat jsou shrnuty do grafů. Klíčová slova: 

Fotovoltaika



Fotovoltaický článek



Solární energie

Abstract The aim of this bachelor thesis dealing with the “Installation of the solar systems“ is to describe the use of other renewable energy sources and the transformation of the sun radiation into the elektric power. Furthermore, the characteristic of the fotovoltaik phenomena and the developement of the fotovoltaik modul. Amongst others we are given the information about the progress of the fotovolatik/solar power stations in the Czech republic and worldwide. The practical part deals with detail of Kunštát´s fotovolatik power station revealing the gained results fhrough the measuring at the certain period. All results of the research are put into easily accesible graphs.

Key words: 

Fotovoltaik energy



Fotovoltaik modul



Solar energy

Obsah 1 ÚVOD.................................................................................................................................9 2 CÍL ................................................................................................................................... 10 3 ALTERNATIVNÍ ZDROJE ........................................................................................... 11 3. 1 Obnovitelné zdroje ..................................................................................................... 11 3. 1. 1 Energie vody ..........................................................................................................11 3. 1. 2 Geotermální energie ............................................................................................... 12 3. 1. 3 Větrné elektrárny ................................................................................................... 12 3. 1. 4 Energie přílivu a příboje oceánů ............................................................................. 13 3. 1. 5 Energie z biomasy .................................................................................................. 13 3. 1. 6 Tepelná čerpadla .................................................................................................... 13 4 SOLÁRNÍ ENERGIE ......................................................................................................14 4. 2 Výhody využívání solární energie .............................................................................. 15 4. 3 Nevýhody využívání solární energie ..........................................................................15 4. 4 Fotovoltaický jev ....................................................................................................... 15 4. 5 Fotovoltaický článek .................................................................................................. 15 4. 6 Přímé a difuzní záření ................................................................................................ 16 5 LEGISLATIVNÍ POŽADAVKY .................................................................................... 17 5. 1 Právní předpisy ..........................................................................................................17 5. 1. 1 Garantovaná výkopní cena a zelený bonus.......................................................... 18 6 HISTORIE VYUŽÍVÁNÍ SOLÁRNÍ ENERGIE........................................................... 21 6. 1 Generační vývoj ......................................................................................................... 23

6. 1. 1 První generace .................................................................................................... 23 6. 1. 2 Druhá generace .................................................................................................. 23 6. 1. 3 Třetí generace .................................................................................................... 23 6. 1. 4 Čtvrtá generace .................................................................................................. 23 7 VYUŽITELNOST ...........................................................................................................24 7. 1 Vliv zeměpisné šířky .................................................................................................. 24 7. 2 Klimatické podmínky................................................................................................. 24 7. 3 Roční období ............................................................................................................. 24 7. 4 Orientace a sklon plochy ............................................................................................ 25 8 P-N PŘECHOD ............................................................................................................... 26 9 FOTOVOLTAIKA V ČESKÉ REPUBLICE ................................................................. 27 9. 1 Přírodní podmínky ..................................................................................................... 28 9. 2 Vývoj fotovoltaiky ..................................................................................................... 28 10 FOTOVOLTAIKA VE SVĚTĚ .................................................................................... 31 10. 1 Spojené státy americké ............................................................................................. 31 10. 2 Čína ......................................................................................................................... 32 10. 3 Evropská unie ..........................................................................................................32 10. 4 Německo .................................................................................................................. 32 11 FOTOVOLTAIKA V REGIONU BOSKOVICKO ..................................................... 34 11. 1 Boskovice ................................................................................................................ 34 11. 2 Lysice ...................................................................................................................... 34

11. 3 Šebetov .................................................................................................................... 34 11. 4 Svitávka ................................................................................................................... 35 11. 5 Chrudichromy ..........................................................................................................35 11. 6 Letovice ................................................................................................................... 35 11. 7 Velké Opatovice ......................................................................................................35 11. 8 Veselka a Ústup ....................................................................................................... 36 11. 9 Ráječko .................................................................................................................... 36 12 SOLÁRNÍ ELEKTRÁRNA KUNŠTÁT ....................................................................... 37 12. 1 Výsledky naměřených dat ........................................................................................ 37 13 ZÁVĚR ........................................................................................................................... 40 14 POUŽITÁ LITERATURA ............................................................................................ 42

1 ÚVOD Solární energie má obrovský vliv na náš život. Využívají ji nejen rostliny pro výrobu kyslíku a sacharidů, které jsou nezbytné pro člověka, ale je možno ji využívat jako tzv. obnovitelný zdroj energie. Solární neboli sluneční energie vzniká jadernými přeměnami v nitru Slunce. I když víme, že Slunce za přibližně pět nebo sedm miliard let vyhasne, řadíme solární energii, jak již bylo řečeno, mezi obnovitelné zdroje energie. Solární energie byla využívána již před několika tisíci lety. Dnes je solární energie využívána především proto, že má minimální ekologické zatížení na naše prostředí. Musíme ovšem zvážit, zda tak velký rozvoj a zastavění zemědělské půdy je vhodné a také zda je to ekonomicky a ekologicky výhodné.

9

2 CÍL Cílem mé bakalářské práce je : 

Zhodnotit výhody a nevýhody využívání solární energie



Popsat právní předpisy týkající se fotovoltaických systémů



Stručně popsat historii využívání solární energie a generační vývoj



Analyzovat stav a využití solární energie v České republice a ve světě



Porovnání meziročních naměřených hodnot u vybraného solárního systému

10

3 ALTERNATIVNÍ ZDROJE Stále více si začínáme uvědomovat důležitost využívání alternativních zdrojů. Evropská unie klade velký důraz na využívání energie z obnovitelných zdrojů. Přibližně devadesát procent občanů členských zemí Evropské unie považuje zvyšování podílu energie z obnovitelných zdrojů za jeden z prioritních úkolů svých vlád. Česká republika se při vstupu do Evropské unie zavázala, že do roku 2010 bude podíl elektrické energie z obnovitelných zdrojů činit 8 % z celkové výroby. Dále potom v roce 2020 by mělo tvořit 13,5 % energie z obnovitelných zdrojů na celkové hrubé spotřebě energií.(ALTERNATIVNÍ ZDROJE ENERGIE A, 2013)

3. 1 Obnovitelné zdroje 

Energie vody



Geotermální energie



Větrná elektrárny



Energie přílivu a příboje oceánů



Energie z biomasy



Tepelná čerpadla

3. 1. 1 Energie vody V České republice mají vodní elektrárny největší podíl na produkci elektrické energie z obnovitelných zdrojů. Hydroenergetika je perspektivní především v oblastech prudkých toků s velkým spádem. V České republice nejsou přírodní podmínky pro budování vodních elektráren příliš vhodné. České toky nemají dostatečný spád ani dostatečné množství vody. Proto podíl elektrické energie vyrobené vodními elektrárnami tvořil pouhé 4 % z celkové výroby v České republice. (ALTERNATIVNÍ ZDROJE ENERGIE B, 2013) Nejvýhodnější využívání energie z vodních zdrojů je tam, kde je velký spád a průtok vodních toků. Vodní elektrárny jsou u nás využívány především jako doplňkové zdroje k uhelným a jaderným elektrárnám. Jednou z předností vodních elektráren je že neznečišťuje ovzduší, neznečišťuje podzemní a povrchové vody těžbou a dopravou paliv a surovin a také 11

že během provozu nevznikají odpady. Dále také nejsou závislé na dovozu surovin, jsou vysoce bezpečné a díky vysokému stupni automatizace přispívají k vyrovnávání změn na tocích a také přispívají k prokysličování vodního toku.(ALTERNATIVNÍ ZDROJE ENERGIE B, 2013)

3. 1. 2 Geotermální energie Výroba elektrické energie z geotermálních zdrojů využívá tepelnou energii z nitra Země. Na některých místech činí teplotní spád i 55 °C na 1 km hloubky. Tyto elektrárny je nejvýhodnější stavět ve vulkanicky aktivních oblastech. Zde je využívána horká pára, stoupající pod tlakem z gejzírů a horkých pramenů, k pohonu turbín. Výhodou geotermálních elektráren je, že nepotřebují žádné palivo, jako například jaderné elektrárny. Tyto elektrárny je však možno využívat pouze na některých místech zemského povrchu. Významnou evropskou lokalitou využívající geotermální energii je Island. Na Islandu se využívá nejen k výrobě elektrické energie, ale také k vytápění domů a ohřevu vody.(ALTERNATIVNÍ ZDROJE ENERGIE C, 2013) Další významnou evropskou lokalitou jsou oblasti okolo sopky Vesuv, Liparské ostrovy a Sicílie. Geotermální energie je využívána i ve Francii, na Novém Zélandu, v Kalifornii, Japonsku, Mexiku a na Filipínách.(ALTERNATIVNÍ ZDROJE ENERGIE C, 2013)

3. 1. 3 Větrné elektrárny Od konce roku 2004 do roku 2010 se instalovaný výkon zvýšil z 15 MW na 215 MW. Významné lokality v České republice jsou především pohraniční horské oblasti Krušných hor a Jeseníků.(ALTERNATIVNÍ ZDROJE ENERGIE D, 2013) K významnému rozvoji větrných elektráren došlo koncem 20. století v Dánsku a v USA. Celosvětově bylo ke konci roku 2010 ve větrných elektrárnách instalováno více než 194 000 MW. Větrná energie je velice šetrná k životnímu prostředí. Neprodukuje žádné odpady, tuhé ani plynné emise, odpadní teplo ani nevyužívá vodu ke svému provozu. (ALTERNATIVNÍ ZDROJE ENERGIE D, 2013)

12

Jednotlivá větrná elektrárna není náročná na plochu staveniště. Ochránci přírody však upozorňují na vliv akustických emisí na okolí. Země Evropského společenství přijaly v roce 1980 program rozvoje větrné energetiky. Majoritní podíl na evropském výkonu větrných elektráren drží Německo s instalovaným výkonem přes 27 000 MW, dále Španělsko 20 000 MW. (ALTERNATIVNÍ ZDROJE ENERGIE D, 2013) Instalovaná kapacita větrných elektráren v Dánsku v roce 2011 činila 3 927 MW s podílem 28,2 %. Do roku 2013 je plánováno dokončení nové větrné farmy Anholt, jedná se o největší pobřežní větrnou farmu o 111 turbínách a výkonu 400 MW.(Horčík J., 2012) Itálie, Francie a Velká Británie překročili hranici 5 000 MW.(ALTERNATIVNÍ ZDROJE ENERGIE D, 2013)

3. 1. 4 Energie přílivu a příboje oceánů Všechna světová moře a oceány jsou v neustálém pohybu a to nejen na povrchu, ale i ve velkých hloubkách. Nejdůležitějším pohybem vodních částic na povrchu moří a oceánů je vlnění způsobené větrem, působením Měsíce a Slunce, vtokem velkých řek a posunem zemských desek.(ALTERNATIVNÍ ZDROJE ENERGIE E, 2013) Odhaduje se, že energie, kterou vyvinou vlny ve všech světových oceánech, dosahuje 342 miliard MJ. Tato energie je využívána velice málo. Vzniká mnoho projektů, které se zabývají touto problematikou. Nevelký úspěch zaznamenala příbojová hydroelektrárna vybudována v Bretani.(ALTERNATIVNÍ ZDROJE ENERGIE E, 2013)

3. 1. 5 Energie z biomasy Biomasa je hmota organického původu, ze které zle pomocí různých procesů získávat energii. Podle technologie zpracování se dělí na suché a mokré procesy. Mezi suché procesy se řadí termochemická přeměna, zplyňování a pyrolýza. U mokrých procesů se jedná především o biochemické přeměny, jako například metanové kvašení, lihové kvašení a výroba biovodíku.(ALTERNATIVNÍ ZDROJE ENERGIE F, 2013)

3. 1. 6 Tepelná čerpadla V zemi, vodě i ve vzduchu je obsaženo obrovské množství tepla. Nízká teplotní hladina však neumožňuje přímé energetické využití. K získání této energie nám slouží tepelná čerpadla. Princip tepelného čerpadla je, že dokáže zachytit teplo z okolí a převést jej na vyšší teplotní úroveň.(ALTERNATIVNÍ ZDROJE ENERGIE G, 2013) 13

4 SOLÁRNÍ ENERGIE Existují různé druhy energií a jednou z nich je energie elektromagnetického záření. To má ještě různé podoby, vlastnosti a využití. Pokud využíváme energii slunečního záření, zaměřujeme se především na dvě oblasti: 

Infračervené záření, které se projevuje jako tepelné záření těles, zahřátých na vysokou teplotu. Toto záření je významnou složkou slunečního záření.



Viditelné světlo můžeme vnímat přímo našim zrakem. Viditelné světlo tvoří drtivou většinu slunečního záření.

Všechny druhy elektromagnetického záření mají společné to, že se mohou šířit také vakuem, rychlostí 300 000 km/s, a proto se může šířit i ve vesmíru. To umožňuje, že paprsky ze Slunce dopadají na Zemi. Sluneční energie vzniká jadernými přeměnami v nitru Slunce. Mezi projevy sluneční energie na Zemi patří také: 

Energie fosilních paliv



Energie větru



Energie biomasy



Vodní energie

Využití sluneční energie je buď přímé, nebo nepřímé. Přímé využití sluneční energie 

Pro výrobu elektrické energie



Ohřev vody



Vytápění

Nepřímé využití sluneční energie 

Potenciální energie vody



Kinetická energie vzdušných mas

14



Chemická energie biomasy (SOLÁRNÍ ENERGIE INFO, 2013)

4. 2 Výhody využívání solární energie Mezi výhody využívání solární energie můžeme řadit 

Vlastní výroba elektřiny šetrná k životnímu prostředí



Pokud je fotovoltaická elektrárna využita přímo na střešní, nebo fasádní konstrukci, je to východisko vlastní cesty k postupnému snižování spotřeby elektřiny



V případě zabudování do staveb, atraktivní architektura se solárními moduly



Fotovoltaické zařízení vyrábějí vysoce hodnotnou elektřinu (Haller a kol., 2001)

4. 3 Nevýhody využívání solární energie Solární energie a její využití má mnoho výhod, ale musíme zmínit i některé z jejích nevýhod 

Přísun solární energie během rohu značně kolísá, proto jej nelze využívat jako samostatný zdroj. Proto musíme použít doplňkový zdroj, který pokrývá zvýšenou potřebu energie, kdy je nedostatek slunečního záření



Vysoká počáteční finanční investice (SOLÁRNÍ ENERGIE INFO, 2013)

4. 4 Fotovoltaický jev Fotovoltaický jev objevil Alexandr Edmond Becquerel v roce 1839. Využil částice světla, fotony, k přeměně na elektrickou energii. Dopadající světelné částice uvolňují z vrstvy N polovodičového materiálu volné elektrony, které se přesouvají k vrstvě P. Vrstva N je materiál, který má přebytek volných elektronů a vrstva P je materiál, který má jejich nedostatek. Přesun volných elektronů v materiálu se nazývá průtok proudu a probíhá vždy od záporného ke kladnému místu.(ISOFENENERGY, 2009)

4. 5 Fotovoltaický článek Fotovoltaický článek (obr. 1) je základní prvek ve fotovoltaice, který využívá fotovoltaického jevu k přeměně slunečního záření na elektrickou energii. Je to tenký plátek

15

z monokrystalického nebo polykrystalického křemíku, který je doplněn dalšími prvky. Je schopen přeměňovat dopadající sluneční záření na tok elektronů. Polykrystalické články mají menší konverzní účinnost, je to zhruba 15 %, oproti monokrystalickým článkům, kde je účinnost přibližně 17 %. Na svorkách článku můžeme při maximálním výkonu naměřit napětí 0,5 V a protékající elektrický proud až 3 A. (ISOFENENERGY,

2009)

Obr. 1Fotovoltaický článek (Kosmák F., 2009)

4. 6 Přímé a difuzní záření Přímé záření je záření, kdy na Zemi dopadá při jasné a bezmračné obloze největší část slunečního záření, aniž by změnilo směr. Difůzní záření vzniká rozptylem přímého záření v mracích a na částečkách atmosféry. To přichází na Zemi ze všech směrů. Součet intenzity těchto dvou slunečních záření na horizontálním zemském povrchu se nazývá globální sluneční záření. Můžeme

říct,

že

fotovoltaické

panely

složené

z monokrystalických

nebo

polykrystalických fotovoltaických článků potřebují k dosažení maximální výtěžnosti zejména přímé záření, tedy přímé sluneční světlo. Kdežto tenkovrstvé fotovoltaické panely vyrobeny na bázi amorfního křemíku umí dobře využít také difuzní záření. Proto v celoročním úhrnu vyrobí tenkovrství panel více energie než panel z monokrystalických nebo polykrystalických křemíkových článků a to zhruba o 10 %. (ISOFENENERGY, 2009)

16

5 LEGISLATIVNÍ POŽADAVKY Fotovoltiacké elektrárny je v České republice možno budovat na základě zákona č. 180/ 2005 Sb., o podpoře využívání obnovitelných zdrojů. Zákon stanovil, že distribuční společnosti působící na českém trhu, ČEZ, E-ON a PRE, jsou povinny vykoupit vyrobenou elektrickou energii za předem stanovenou a garantovanou cenu, s garantovaným nárůstem ceny 2 - 4 % ročně po dobu 20 let u přímého výkupu. Pro provozování fotovoltaické elektrárny je nutné mít licenci Energetického regulačního úřadu a provozovat tuto činnost podle Energetického zákona, 458/ 2000 Sb. Od ledna 2013 smlouvy o výkupu s distribučními smlouvami zanikají a přechází na organizátora trhu s energiemi, společnost OTE a. s. Již zmíněný zákon č. 180/ 2005 Sb., o podpoře využívání obnovitelných zdrojů, byl novelizován několika zákony 

Zákon č. 137/ 2010 Sb.



Zákon č. 281/ 2009 Sb.



Zákon č. 330/ 2010 Sb.



Zákon č. 402/ 2010 Sb.

Zásadními změnami jsou, že elektrárny zprovozněné po 1. 3. 2011, mají nárok na zelený bonus pouze v případě, že jsou instalovány na střechách nebo na fasádách budovy spojené se zemí pevným základem, která je evidována v katastru nemovitostí a přitom instalovaný výkon výroby nesmí přesáhnout 30 kWp. (ROADENERGY, 2009) Fotovoltaické elektrárny uvedené do provozu od 1. 1. 2009 do 31. 12. 2010, které jsou umístěny na střešní konstrukci nebo obvodové zdi jedné budovy spojené se zemí pevným základem evidované v katastru nemovitostí a s instalovaným výkonem do 30 kWp, jsou osvobozeny od odvodu 26 % respektive 28 % daně. (ROADENERGY, 2009)

5. 1 Právní předpisy Nejdůležitější právní předpisy

17



Zákon č. 180/ 2005 Sb., o podpoře využívání obnovitelných zdrojů



Novela zákona č. 1820/ 2005 Sb., o podpoře využívání obnovitelných zdrojů omezuje podporu pouze na fotovoltaické elektrárny s instalovaným výkonem do 30 kWp, které jsou umístěny na střešních konstrukcích nebo na obvodových zdech budov



Cenové rozhodnutí ERÚ č. 7/ 2013- stanoví podporu pro rok 2013



Zákon č. 458/ 2000 Sb., o podmínkách podnikání a o výkupu státní správy v energetických odvětvích a o změně některých zákonů – Energetický zákon



Vyhláška č. 426/ 2005 Sb., o podrobnostech udělování licencí pro podnikání v energetických odvětvích



Vyhláška č. 363/ 2007 Sb., kterou se mění vyhláška č. 426/ 2005 Sb., o podrobnostech udělování licencí pro podnikání v energetických odvětvích



Vyhláška č. 475/ 2005 Sb., kterou se provádějí některá ustanovení zákona o podpoře využívání obnovitelných zdrojů



Vyhláška č. 364/ 2007 Sb., kterou se mění vyhláška č. 475/ 2005 Sb., kterou se provádějí některá ustanovení zákona o podpoře využívání obnovitelných zdrojů (SOLARNINOVINKY A, 2010)



Vyhláška č. 51/ 2006 Sb., o podmínkách připojení k elektrizační soustavě (SUNPI, 2013)



Vyhláška č. 150/ 2007 Sb., o způsobu regulace cen v energetických odvětvích



Vyhláška č. 81/ 2010 Sb., o podmínkách připojení k elektrizační soustavě (SOLARNINOVINKY A, 2010)

5. 1. 1 Garantovaná výkopní cena a zelený bonus Garantovaná výkupní cena a zelený bonus jsou nástroji, kterými stát dotuje výrobu elektrické energie pocházející z obnovitelných zdrojů. Česká republika tímto způsobem následuje celosvětový trend a podporuje výrobu elektřiny z obnovitelných zdrojů. Zelený bonus a garantovaná výkupní cena slouží také k tomu, aby tento rozdíl v nákladech výrobcům solární energie byl vyrovnán, čímž napomáhají rozvoji ekologické výroby energie. Cenovou výši pro zelený bonus i pro garantovanou výkupní cenu určuje Regulační úřad.

18

Garantovaná výkupní cena Garantovaná výkupní cena je forma podpory, kdy má provozovatel distribuční soustavy ze zákona povinnost odkoupit veškerou elektřinu, kterou vyrobí solární elektrárna. Provozovatel solární elektrárny platí za veškerou spotřebovanou energii.(FOTOVOLTAICKE ELELKTRARNY ONLINE, 2013) Výše výkupní ceny pro elektrárny do 5 kW 

Od 1. 1. 2013 do 30. 6. 2013 je výkupní cena stanovena na 3 410 Kč/ MWh



Od 1. 7. 2013 do 31. 12. 2013 je výkupní cena stanovena na 2 990 Kč/ MWh

Výše výkupní ceny pro elektrárny od 5 kW do 30 kW 

Od 1. 1. 2013 do 30. 6. 2013 je výkupní cena stanovena na 2 830 Kč/ MWh



Od 1. 7. 2013 do 31. 12. 2013 je výkupní cena stanovena na 2 430 Kč/ MWh. (TZBINFO, 2013)

Tato forma podpory je vhodná při nižší spotřebě elektřiny, pro velké projekty a objekty, které kupují energii levně. (FOTOVOLTAICKE ELELKTRARNY ONLINE, 2013) Zelený bonus Zelený bonus je forma podpory, kterou lze získat, pokud výrobce částečně spotřebovává vyrobenou elektřinu ze své solární elektrárny. Příspěvek dostane za veškerou vyrobenou elektřinu,

i za tu, kterou sám spotřebuje. Za spotřebovanou elektřinu neplatí.

(FOTOVOLTAICKE ELEKTRARNY ONLINE, 2013) Výše zeleného bonusu pro elektrárny do 5 kW 

Od 1. 1. 2013 do 30. 6. 2013 je výše zeleného bonusu stanovena na 2 860 Kč/ MWh



Od 1. 7. 2013 do 31. 12. 2013 je výše zeleného bonusu stanovena na 2 440 Kč/ MWh

Výše výkupní zeleného bonusu pro elektrárny od 5 KW do 30 kW 

Od 1. 1. 2013 do 30. 6. 2013 je výše zeleného bonusu stanovena na 2 280 Kč/ MWh

19



Od 1. 7. 2013 do 31. 12. 2013 je výše zeleného bonusu stanovena na 1 880 Kč/MWh (TZB-INFO, 2013)

Zelený bonus je výhodný, pokud alespoň část vyrobené elektřiny je spotřebován provozovatelem, například u objektů s klimatizací. Čím je spotřeba elektřiny větší, tím je zelený bonus výhodnější. (FOTOVOLTAICKE ELEKTRARNY ONLINE, 2013)

20

6 HISTORIE VYUŽÍVÁNÍ SOLÁRNÍ ENERGIE První přímé využití solární energie můžeme datovat někdy do doby 7. století př. n. l., kdy se začalo používat zvětšovací sklo k zapálení ohně. Dále pak první solární kolektor pro ohřev vody byl sestaven v roce 1767 švýcarským vědcem Horacem de Saussure. Největší rozvoj v objevování a výzkumu začal v 19. století. Alexandr Edmond Becquerel (Obr. 2) jako první, v roce 1839, objevil fotovoltaický jev. V roce 1877 byl sestaven první solární článek, o který se zasloužil anglický elektroinženýr Willoughby Smith. Selenový článek popsal v roce 1883 americký vynálezce Charles Fritts. Až v roce 1904 byl souhrnně popsán fotovoltaický jev Albertem Einsteinem. Za toto teoretické vysvětlení obdržel Nobelovu cenu.

Obr. 2Alexandr Edmond Becquerel (Referate K prvnímu komerčnímu využití došlo až roku 1954, mezdata, 2006) společnost Hoffman Elekronics představila článek, který

kdy měl

účinnost 2 procenta a výkon 14 MW, jeho cena se pohybovala okolo 1 785 USD za jeden Watt výkonu. Nejvíce se však solární články využívali pro pohánění vesmírných družic. Později se však solární energie začala používat jako zdroj elektřiny v odlehlých oblastech. Začátkem 90. Let minulého století začala být fotovoltaika podporována hlavně v Německu a později i v Japonsku. Prostřednictvím investičních dotací měla snížit náklady na výrobu, které u fotovoltaických panelů klesají v průměru o 20 % při každém zdvojnásobení instalovaného výkonu. V roce 1999 byla v Německu zavedena podpora prostřednictvím výkupních cen. V současné době se používají dva základní typy fotovoltaických panelů. Jsou to krystalické a tenkovrstvé. (Šťastný M., 2011)

21

Krystalické panely Skládají se z jednotlivých článků, vyrobených z křemíkových desek, které jsou

elektricky

propojeny

a

nalaminovány na nosné sklo (Obr.3). Pro výrobu

desek

monokrystalický multikrystalický

je

používán

(sc-Si) (mc-Si)

nebo křemík.

Obr. 3 Krystalický panel (PROFIGRASS, 20092013) (Šťastný M., 2011)

Tenkovrstvé panely Tyto nanášením

panely

jsou

funkčních

vyráběny vrstev

na

přímým nosnou

podložku. Nosnou podložkou může být sklo nebo plastová případně kovová fólie. (Šťastný M., 2011)

Obr. 4 Tenkovrství panel (SOLARNINOVINKY B, 2010)

22

6. 1 Generační vývoj Stručný generační vývoj fotovoltaických článků 6. 1. 1 První generace Fotovoltaické články nazývající se první generací, jsou články, které využívají křemíkové desky jako základ. Jsou dnes nejrozšířenější na trhu. Dosahují účinnosti 16 až 19 %. Předpokládá se, že ještě nějakou dobu budou dominovat na trhu i přes to, že je jejich výroba drahá. (CZREA A, 2003-2009) 6. 1. 2 Druhá generace Druhá generace článků se začala vyrábět, protože byly snahy o snížení výrobních nákladů. To měla zajišťovat úspora drahého křemíku. Proto se začaly vyrábět tenkovrstvé články, které mohou být polykrystalické, mikrokrystalické nebo amfoterní. Mají sice menší účinnost, ale jsou ohebné a pružné. (CZREA A, 2003-2009) 6. 1. 3 Třetí generace U třetí generace fotovoltaických článků není použit P-N přechod a jsou zde použity jiné materiály než polovodiče. Jsou to například fotogalvanické, polymerní nebo monostruktury ve formě trubiček. (CZREA A, 2003-2009) 6. 1. 4 Čtvrtá generace Články čtvrté generace jsou složeny z různých vrstev, přičemž každá vrstva využívá jinou světelnou vlnovou délku. Pokud vlnová délka neodpovídá, je propuštěna na další vrstvu. Tyto články zatím nemají v praxi velké uplatnění. (PPS Energy, 2008)

23

7 VYUŽITELNOST Solární systémy je nejvýhodnější využívat především ve vesmíru, protože není skoro žádné zastínění. Může se stát, že je solární systém zastíněn Zemí. Když je družice vystavena přímému záření, dopadá na kolektor 1, 37 kW/m2. (Murtinger K., 2008) Z hlediska využívání solární energie je nejdůležitějším faktorem intenzita záření a počet hodin slunečního svitu v jednotlivých ročních obdobích, ale také součinitel znečištění atmosféry. Solární energie je málo koncentrovaná a její dostupnost je závislá na počasí a ročním období. Je ale dostupná a využitelná prakticky všude. (ISOFENENERGY, 2009)

7. 1 Vliv zeměpisné šířky Zeměpisná šířka má velký význam na účinnost solárních systémů. Nejvíce slunečního záření dopadá v rovníkové oblasti, naopak nejméně slunečního záření dopadá v oblastech pólů. (Murtinger K., 2008)

7. 2 Klimatické podmínky Velký vliv na účinnost solárních systémů má také oblačnost. Podle množství mraků se může snížit množství slunečního záření ze 75 % na 15 %, což není žádoucí. Účinnost mohou ovlivnit také emise, mlhy a také čistota ovzduší. (Murtinger K., 2008)

7. 3 Roční období Roční doba patří k dalším z významných faktorů, které ovlivňují účinnost solárních systémů. V letním období je dopadající množství slunečního záření výrazně větší. Dny jsou delší a sluneční paprsky dopadají kolměji na zemský povrch. V letním období se množství dopadajících paprsků pohybuje v rozmezí od 2 kWh/m2 do 7 kW/hm2, tyto hodnoty jsou ovlivněny oblačností. V zimním období je délka dne kratší, paprsky dopadají šikmo na zemský povrch. Množství paprsků dopadajících na zemský povrch se pohybuje mezi 0,3 kWh/m2 do 3 kWh/m2. (Murtinger K., 2008)

24

7. 4 Orientace a sklon plochy Nejvýhodnější nastavení celého systému by bylo, kdyby byla celá plocha, na kterou dopadá sluneční záření, neustále kolmo ke Slunci. Pokud by měli být tyto požadavky splněny, byl by celý chod systému prodražen. Je tedy volen úhel, který je kompromisem mezi dvěma úhly, které jsou používány v zimním a letním období, jeho hodnota 45°. V letním období je vhodný úhel 30° a v zimním období 60°. (Murtinger K., 2008)

25

8 P-N PŘECHOD Vazbu v polovodičovém krystalu mezi atomy zprostředkovávají elektrony z obalu atomu. Ty vytvářejí spolu s elektrony sousedních atomů pevnou vazbu. Abychom získali elektron z této vazby je potřeba dodat určité množství energie (Obr. 5). Tuto energii poskytují dopadající fotony. Energie dopadajících fotonů musí být větší, než vazební energie. Po uvolnění elektronu, zůstává na jeho místě neobsazený stav, tedy díra. Díky tomuto jevu se může neobsazený stav pohybovat krystalem jako kladný náboj. Vytvoří se tak Obr. 5 P-N přechod (Vaňko P., 2005) pár elektron- díra interakcí s fotonem. Pokud je krystal nehomogenní a s tím je spojeno vnitřní elektrické pole. Nehomogenitou může být například i P- N přechod. Pár elektron- díra se začne rozdělovat. Elektrony jsou urychleny do oblasti N a díry do oblasti P. Oblast N se nám nabíjí záporně a oblast P je nabita kladně. Při osvětlení vzniká fotovoltaické napětí. Připojením spotřebiče mezi tyto oblasti, protéká jím stejnosměrný proud, který může vykonávat práci. Velikost proudu procházejícího obvodem závisí na intenzitě ozáření, ploše článku a účinnosti.(FOTOVOLTAIKA.FALCONIS, 2008-2009)

26

9 VYUŽITÍ SOLÁRNÍCH SYSTÉMŮ V ČESKÉ REPUBLICE Pokud chceme nahlížet na vývoj fotovoltaiky v České republice, nesmíme zapomínat, že naší nedílnou součástí bylo také Slovensko. Česká a slovenská historie v solární energetice není příliš stará. Některé solární soustavy jsou stále funkční. První využívání sluneční energie na našem území můžeme datovat od počátku ropné krize v roce 1973. Snaha obyvatel být alespoň částečně nezávislí na ropě, je motivovala k výrobě primitivních solárních systémů. Začaly se vyrábět primitivní systémy na ohřev teplé užitkové vody. Jako absorbéry se používaly umělohmotné hadice, gumové hadičky a umělohmotné průtočné desky, které se využívají i dnes. U kolektorů se začínalo se zasklíváním deskových radiátorů. Místo skla se zkoušely používat polyetylenové fólie, které se vlivem tepla z absorbéru pronášely a ničily. Proto byla vymyšlena nová technologie, která spočívala v tom, že bylo do této folie zataveno šestihranné pletivo. Materiálem pro výrobu rámů kolektoru byly kov, dřevo a desky z tvrdého PVC. (Peterka J., 2004) V té době nebyly používány žádné nemrznoucí kapaliny, proto byla velice ovlivněna použitelnost těchto ohřívačů. Dalším velkým zklamáním byl poznatek, že se voda ohřeje jen o několik desítek stupňů Celsia, nikoliv však o stovky stupňů Celsia. (Peterka J., 2004) Začala se zkoumat velikost dopadajícího slunečního záření v čase a prostoru, optimalizace orientace a sklon kolektorů. Začaly vznikat první sluneční počítačové programy. (Peterka J., 2004) Jako první velké oficiální výrobce slunečních kolektorů můžeme považovat Okresní podnik služeb Kroměříž, Závod Slovenského národního povstání v Žiaru nad Hronom a Elektrosvit Nové Zámky. (Peterka J., 2004) V Kojetíně roku 1976 byly instalovány první významné solární systémy pro přípravu teplé užitkové vody, které fungují dodnes. Začaly se konat solární semináře a konference, které měli úkol hlavně v osvětě. Tyto akce pořádala Československá vědeckotechnická společnost. Jinými velkými propagátory byly například Domy techniky, ministerstva, výzkumné ústavy a další. Vytvářela se společenství jednotlivců, podniků i institucí, která se zabývala využíváním solární energie. Tyto snahy však zůstaly nenaplněny. (Peterka J., 2004)

27

9. 1 Přírodní podmínky Množství solární energie je ovlivněno mnoha faktory. Mezi ně například patří zeměpisná šířka, roční doba, oblačnost a lokální podmínky. Nezanedbatelným faktorem je také sklon plochy, na kterou dopadá sluneční záření. (CZREA B,2003-2009) V České republice se údaje o slunečním záření u jednotlivých zdrojů v mnohém liší. Můžeme však říci, že v ČR dopadne na 1 m2 vodorovné plochy zhruba 950 – 1 340 kWh energie. Český hydrometeorologický ústav uvádí, že roční množství slunečních hodin se pohybuje v rozmezí 1 331 – 1 844 hodin (Obr. 5). Odborná literatura však uvádí 1 600 – 2 100 hodin. To znamená, že z jedné instalované kilowaty běžného systému, což jsou fotovoltaické články z monokrystalického, nebo multikrystalického křemíku s běžnou účinností, můžeme získat 800 – 1 100 kWh elektrické energie. (CZREA B,2003-2009)

Obr. 6 Průměrný roční počet jasných dnů (Energotherm, 2013)

9. 2 Vývoj fotovoltaiky 1. 1. 2000 byl vyhlášen program s názvem Slunce do škol. Poprvé byl představen v roce 1999 zástupci Greenpeace, ministrem životního prostředí Milošem Kužvartem a zástupci ministerstva školství, mládeže a tělovýchovy. Měl ukázat, že možnost získávání energie z obnovitelných zdrojů není technologickou utopií. (EKOLIST, 1999)

28

V roce 2001 došlo k reformulaci programu Slunce do škol, pro systémy až do 20 kWp na vysoké školy. (Poruba A. a spol., 2005) 1. 6. 2002 byla garantovaná výkupní cena elektřiny z fotovoltaických elektráren stanovena na 6 Kč/kWh. (Poruba A. a spol., 2005) Dne 1. května 2004 vstoupila v platnost Smlouva o přistoupení. Česká republika se stala plnoprávným členem Evropské unie. Vstupem České republiky do Evropské unie platí v České republice také prameny evropského práva, které bylo z velké části implementováno do zákonů a dalších právních předpisů. (EVROPSKÁ KOMISE, 2012) V roce 2005 byl schválen zákon 180/2005 Sb. o podpoře výroby elektřiny z obnovitelných zdrojů. Úkolem je podpořit využití obnovitelných zdrojů v zájmu ochrany klimatu a ochrany životního prostředí. Dále zajistit trvalé zvyšování podílu obnovitelných zdrojů na spotřebě primárních energetických zdrojů, přispět k šetrnému využívání přírodních zdrojů, zvýšit podíl na hrubé spotřebě elektřiny v České republice ve výši 8 % do roku 2010. (TZB INFO, 2005) V roce 2006 Energetický regulační úřad stanovil výkupní cenu za energii z fotovoltaické elektrárny na 13, 20 Kč/kWh. Dále vstoupily v platnost stejné finanční podmínky pro všechny elektrárny. Nebylo zde rozlišováno, kde jsou fotovoltaické elektrárny umístěny ani to jaký mají výkon. Doba výkupu byla stanovena na 15 let. (ČSVE, 2013) Od roku 2008 do roku 2010 nastal obrovský nárůst solárních elektráren. Koncem roku 2008 byl instalovaný výkon solárních elektráren necelých 40 MW. (NH, 2013) V roce 2010 nastal v České republice boom výstavby solárních elektráren, který měl za následek zdražení cen elektřiny. Od roku 2011 snížil stát garantované výkupní ceny pro nově připojené velké zdroje. V důsledku toho zájem investorů opadl. Koncem roku 2010 činil instalovaný výkon solárních elektráren 1 959, 19 MW. (NH, 2013) Dnes již solární elektrárny zabírají 4 000 hektarů nejkvalitnější zemědělské půdy. (ČTK, 2013).

29

Od 1. 1. 2013 platí nová povinnost ekologického odstraňování solárních panelů a jejich komponent. Tato novela, na základě zákona o odpadech, nařizuje provozovatelům solárních panelů zajistit recyklaci panelů uvedených na trh před 1. lednem 2013. Za panely uvedené do provozu po tomto datu přejímají odpovědnost jejich výrobci a dovozci. Usnadnění ekologické likvidace solárních panelů má za úkol nový kolektivní systém zpětného odběru Rema PV Systém. (ENVIWEB, 2013)

30

10 FOTOVOLTAIKA VE SVĚTĚ Růst celkového instalovaného výkonu FV solárních modulů ve světě byl od roku 1990 přibližně 15 % ročně. Od roku 1997 již činil 38 %. Mezi největší dodavatele fotovoltaických solárních panelů patří především Spojené státy americké, Japonsko a Evropa. Trendem dnešní doby je směřovat především tyto panely na již zastavěné plochy. To znamená, že jsou aplikovány na střešní a fasádní konstrukce. Budují se také na administrativních budovách. V Mnichově je vybudovaný demonstrační projekt na střeše nové veletržní výstavní ploše. (SOLARTEC, 1998) Dnes je fotovoltaikou pokryto velké množství aplikací. Jde například o signální bóje navádějící lodě, retranslační stanice pro mobilní sítě, výkonné systémy pro rodinné domy. Velký rozvoj a důležitost nastává v afrických státech. Zde jsou využívány pro napájení vesnic a nemocnic. Dále se využívají v zemích třetího světa, kde je pomocí solárních systémů napájeno více jak 200 000 domů. (SOLARTEC, 1998)

10. 1 Spojené státy americké Za rok 2012 byl v USA instalovaný výkon 3, 3 GW. Podle U. S. Solar Market Insight Year-in-Review se stal rok 2012, rekordním rokem pro mnoho států. Kalifornie se stala prvním státem, kde byl instalovaný výkon přes 1 GW za rok. To ji zařadilo na sedmou příčku v celosvětovém měřítku. Arizona se zařezuje na druhé místo a hned za ní je New Jersey. Tyto státy už nejsou zařazeny do celosvětového měřítka, ale jsou zařazeny pouze z pohledu Spojených států. (SEIA, 2012) Celková kapacita nově instalovaných solárních elektráren se minulý rok zvedla o 76 %, to přibližně odpovídá dodávkám pro 500 000 domácností. K tak vysokému nárůstu výrazně přispívá také fakt, že poklesly ceny solárních panelů, stabilní daňové podmínky a lepší možnost financování projektů. Takový velký nárůst se očekává i v dalším roce. (SOLARNINOVINKY B, 2013) Cena solárních panelů se snížila od roku 2011 o 66 %. (SOLARNINOVINKY B, 2013)

31

10. 2 Čína Čínské firmy jsou podporovány čínskou vládou, proto mají vytvořeny výhodné podmínky do podnikání. Jsou jim poskytovány levné úvěry, zvýhodněné ceny energií, bezplatné pozemky pro výstavbu a v neposlední řadě je jim poskytována podpora exportu. V Číně se také výrazně liší mzdové náklady, které jsou menší než v USA nebo EU. To zapříčinilo vznik celé řady výrobců nejen v oboru fotovoltaiky. Porovnání s cenami v EU, jsou vždy nejméně o 10 % nižší. (Bechník B., 2012) Výsledkem čínské státní politiky orientované na výzkum a inovace, způsobil krach solárních firem v USA a v EU.

10. 3 Evropská unie Evropská unie by chtěla do roku 2020 navýšit podíl obnovitelných zdrojů energie o 20 %. V Německu tyto zdroje tvoří zhruba pětinu celkového objemu. Ve stejném roce by mělo Německo dosáhnout podílu 35 %. Solární průmysl je v této době stále závislý na státních podporách. V poslední době však vlády podporu snižují. (EUROSKOP, 2011)

10. 4 Německo Německo je jednou za světových velmocí ve výrobě elektřiny ze slunce. Poslanci německé vládní koalice se dohodli na zmírnění chystaného razantního omezení státní podpory solární elektřiny v Německu. Jedná se o snížení garantovaných výkupních cen elektřiny ze slunce o 20 až 30 procent podle velikosti a druhu zařízení. Cílem této novely je zmírnit boom ve výstavbě solárních elektráren. (ČTK, 2012) U nových projektů nebude Německo vykupovat všechnu vyrobenou solární elektřinu. Majitelé malých zařízení ji budou muset spotřebovat, nebo prodat za tržní ceny 20 procent produkce, větší elektrárny 10 procent. Německý solární průmysl proti těmto opatřením protestuje a označuje je za likvidační. Někteří z výrobců solárních panelů se už potýkají

32

s finančními problémy, někteří z nich už vyhlásily bankrot. Důvodem je především to, že na německý trh začali pronikat levnější konkurenti z Asie. (ČTK, 2012)

33

11 FOTOVOLTAIKA V REGIONU BOSKOVICKO V regionu Boskovic se v letech 2009 až 2010 vystavělo více než patnáct slunečních elektráren, které zabírají přibližně padesát hektarů zemědělské půdy. Solární elektrárny můžeme vidět například na polích a loukách v Boskovicích, Velkých Opatovicích, Kunštátě, Svitávce, Veselce, Vískách a Šebetově. Dále zde měla být postavena solární elektrárna na třiceti hektarech v katastrálním území obce Ráječko. (BOSKOVICKO, 2010)

11. 1 Boskovice Boskovický stavební úřad vyřizoval nejvíce územních a stavebních povolení. Ve svém působišti vydával souhlas osmi žadatelům, kteří splnili zákonné podmínky pro výstavbu. V samotných Boskovicích se solární elektrárny nacházejí v Chrudichromské ulici a v areálu bývalého školního statku. Elektrárna v Chrudichromské ulici jsou vystavěny na pozemcích ve vlastnictví města Boskovic o rozloze 3, 7 hektarů. Rozloha pozemků, na kterých se rozkládá druhá zmiňovaná elektrárna, je zhruba na dvou hektarech pozemku. (BOSKOVICKO, 2010)

11. 2 Lysice Stavební úřad v Lysicích neprojednával žádný velký projekt výstavby solární elektrárny. V šestnácti obcích spadající pod správu stavebního úřadu Lysice se žádná rozsáhlá elektrárna nevybudovala. O jedné stavbě elektrárny v obci se uvažovalo, ale nepovolili, kvůli vysoké bonitě půdy, změnu územního plánu. V celém lysickém mikroregionu se sluneční panely nacházejí na střeše dřevozpracující továrny v Tasovicích a na střeše textilního závodu v Drnovicích. (BOSKOVICKO, 2010)

11. 3 Šebetov V katastrálním území Šebetova jsou v provozu dvě solární elektrárny. Jedno ze zařízení se nachází v areálu šebetovských dřevařských závodů. Celková výměra obou solárních elektráren činí necelé čtyři hektary. (BOSKOVICKO, 2010)

34

11. 4 Svitávka Podobně jako v Šebetově se v katastrálním území Svitávky nacházejí dvě solární elektrárny. Jedna ze solárních elektráren se nachází na více než hektarovém poli nedaleko kravína. Druhá solární elektrárna se nachází v areálu bývalé Vlněny. (BOSKOVICKO, 2010)

11. 5 Chrudichromy Největší solární elektrárnou v blízkém okolí Boskovic se však nachází na polích v Chrudichromech. Komplex se rozkládá na více jak šestnácti hektarech půdy pronajaté soukromými vlastníky. (BOSKOVICKO, 2010)

11. 6 Letovice V mikroregionu Letovicko jsou dvě solární elektrárny. Obě se nacházejí v obci Vísky na pozemcích, které byly vykoupeny investorskými firmami. Celkem zabírají přes pět hektarů půdy. (BOSKOVICKO, 2010) Fotovoltaickou elektrárnu ve Vískách provozuje firma Tech Energie s. r. o., jejíž výkon je 1, 39 MWp. Uvedena do provozu byla v roce 2010. (Zdroj vlastní)

11. 7 Velké Opatovice Ve Velkých Opatovicích se nacházejí dvě elektrárny, které zabírají více než čtyři hektary původně zemědělské půdy a necelé čtyři hektary luk. Část pozemků patří městu a část soukromím majitelům, kteří je dlouhodobě pronajali. Další výstavba fotovoltaického systému proběhla na střeše základní školy, kde zabírá přibližně dva tisíce metrů čtverečných. (BOSKOVICKO, 2010) Ve Velkých Opatovicích provozuje firma Buzzing Lines s. r. o. dvě fotovoltaické elektrárny, které mají dohromady výkon 2, 2 MW. Tyto elektrárny byly zkolaudovány v únoru 2011. Firma YLS Energy s. r. o. provozuje elektrárnu s výkonem 2, 0 MW. Kolaudační rozhodnutí bylo vydáno v roce 2010. (Zdroj vlastní)

35

11. 8 Veselka a Ústup Sluneční elektrárna ve Veselce se rozkládá na pozemku, který má rozlohu přibližně tři a půl hektaru. Instalovaný výkon elektrárny je 1, 3 MW. Pozemky byly vykoupeny od původních majitelů provozovateli. (BOSKOVICKO, 2010) Ve správním obvodě stavebního úřadu v Olešnici je v provozu fotovoltaická elektrárna, která je umístěna vedle obce Veselka, na pozemku p. č. 141/3 k. ú. Veselka u Olešnice. Rozhodnutí o kolaudační řízení bylo vydáno koncem roku 2009. Toto zařízení provozuje firma Elinsta czech s. r. o. (Zdroj vlastní)

11. 9 Ráječko Investorská firma Papeno rozestavěla elektrárnu v roce 2010. Tento projekt počítal se vznikem největší soukromé fotovoltaiky v České republice. Solární elektrárna měla vyrábět až 15 MW ročně. Když investor zjistil, že by stavba nebyla dokončena včas, aby byla elektrárna napojena do sítě ještě za výhodných podmínek, tedy do 31. prosince 2010, stavbu zastavil. Stavba byla zahájena nelegálně a tím na sebe upoutala mediální pozornost. O stavební povolení firma zahájila dodatečně a povolení postupně získala, ale dostavěna a uvedena do provozu nebyla. (Ondráčková E. 2012)

36

12 SOLÁRNÍ ELEKTRÁRNA KUNŠTÁT Fotovoltaická elektrárna v Kunštátě se nachází na pozemcích p. č. 1763/13, 1763/14, 1763/1, 1763/2, 1771/1, 1771/2, 1777/3, 1778/1, 1780 v k. ú. Kunštát na Moravě a p. č. 262/1, 262/8, 262/9, 262/10 v k. ú. Sychotín. Vlastní stavba fotovoltaické elektrárny je navržena na pozemcích p. č. 1763/13 a 1763/14 podél silnice II. třídy směr Kunštát- Zbraslavec. V rámci výstavby obou etap bylo provedeno dočasné odnětí zemědělské půdy ze ZPF o celkové výměře 89 567 m2. FVE měla být vybudována ve dvou etapách. Vybudována byla pouze první etapa o výkonu 1 700 kW připojena do TR110/22 kV Bystřice n. Pernštejnem, druhá etapa, která není vybudována, měla rozšířit první etapu o dodatečný výstupní výkon 2 200 kW. FVE začalo budovat město Kunštát. To ji ale prodalo firmě CCT s. r. o. Provozovatelem solární elektrárny je tedy CCT s. r. o. Projekt vypracovala firma Industria AC s. r. o. a provedla také montáž. Celkový instalovaný výkon elektrárny je 1, 74 MW s celkovým počtem 8 200 panelů. Solární elektrárna je orientována na jih. Sklon plochy panelů je třicet stupňů.

12. 1 Výsledky naměřených dat Na základě naměřených dat jsem vytvořila grafy, které zobrazují dodávky elektrické energie uvedeny v měsíčních hodnotách. Naměřená data jsou období od 1. 1. 2011 do 16. 4. 2013. Celková dodávka energie v uvedeném období činila 4 457, 795 MWh.

37

Graf č. 1 : Přehled dodávky energie FVE za rok 2011

FVE Kunštát (1, 7 MW)- 2011 300

250 MWh

200 150

100 50 0

Měsíce

Celková energie za dané období je 2 071, 243 MWh. Z grafu můžeme pozorovat, že největší výkon je za měsíc květen, jehož hodnota je 283, 647 MWh. Nejmenší výkon je zaznamenán v prosinci, jehož hodnota je 50, 388 MWh. Zde můžeme vidět, jak dodávka energie koresponduje se slunečním svitem. Graf č. 2: Přehled dodávky energie FVE za rok 2012

FVE Kunštát (1, 7 MW) - 2012 300 250 MWh

200 150 100 50 0

Měsíce

Celková dodávka energie v roce 2012 je 2 056, 505 MWh. Největší výkon je opět za měsíc květen s hodnotou 273, 487 MWh. Nejmenší výkon je v měsíci listopadu. 38

Graf č. 3: Přehled dodávky energie FVE za rok 2013

FVE Kunštát (1, 7 MW) - 2013 160 140

MWh

120 100 80 60 40 20 0

leden

únor

březen

1/2 duben

Měsíce

Za rok 2013 nejsou data kompletní. Měření probíhalo od 1. 1. 2013 do 16. 4. 2013. Ve třetím roce je celková dodávka energie 330, 047 MWh. Pokud porovnáme jednotlivé měsíce v různých letech, můžeme říct, že v prosinci je celková dodaná energie nejmenší. V roce 2011 činila celková dodávka 50, 388 MW a v roce 2012 to bylo 48, 154 MW. Průměrná hodnota je tedy 49, 271 MW. Hned za prosincem následuje listopad. Zde se však významně liší naměřená hodnota v roce 2011 a v roce 2012 a to o 30, 52 MW. Leden také patří mezi měsíce, kde byly naměřené hodnoty nižší než v letních měsících. Únorové hodnoty jsou v roce 2011 a v roce 2012 téměř shodné. V roce 2013 je hodnota dodané energie ale více než o polovinu menší. Největší dodávka energie je v měsíci květnu. Zde jsou naměřené hodnoty také téměř shodné. Naměřené hodnoty v březnu za rok 2013 nám ukazují, že počasí fotovoltaickým elektrárnám příliš nepřálo. V porovnání s roky 2011 a 2012 je naměřená hodnota menší o 61, 729 MW. Dubnové hodnoty se v roce 2011 a 2012 příliš nemění. V červnu se naměřené hodnoty mezi prvními dvěma roky hodnota liší o necelých 10 MW. V roce 2012 byla hodnota menší. Červencové hodnoty jsou v porovnání s měsíci červnem, srpnem a zářím nejmenší. To ovšem nemůžeme tvrdit, pokud se podíváme na hodnotu v roce 2012. Rozdíl dodávky energie činil 28, 658 MW. V srpnu, září a říjnu nebyl rozdíl dodané energie příliš velký.

39

13 ZÁVĚR Důležitost obnovitelných zdrojů narůstá na významu. Stále více lidí si toho začíná být vědoma. Vstupem do Evropské unie jsme se zavázali k tomu, aby naše republika zvýšila podíl energie z obnovitelných zdrojů. V roce 2020 má tento podíl činit 13, 5 % z hrubé celkové spotřeby energií. Slunce se naučili využívat už naši předci. Musíme se však zamyslet nad tím, aby využívání solární energie nemělo negativní dopady na jiná odvětví. Rozvojem využívání solární energie došlo v posledních letech k zastavování zemědělské půdy. Dovolovali to především zákony, které vytvářely vhodné podmínky k tomuto rozvoji. Neponaučili jsme se ze situací, které nastali například v sousedním Německu. Měli bychom se zamýšlet nad tím, kde je nejvýhodnější budovat solární elektrárny. Sluneční energii můžeme využívat buď přímo pro výrobu elektrické energie a k ohřevu vody. Je ale využívána také nepřímo a to jako potencionální energie vody, kinetická energie vzdušných mas a jako chemická energie biomasy. Využívání solární energie má mnoho výhod. Samotná výroba je šetrná k životnímu prostředí. Nevypouští žádné emisní látky do ovzduší. Pokud je solární elektrárna vybudována na střešní konstrukci, nebo na fasádní konstrukci napomáhá snižování spotřeby elektrické energie. Nevýhodami ve využívání solární energie jsou, že přísun slunečního záření není rovnoměrný a s pořizováním sluneční elektrárny jsou spojeny vysoké pořizovací náklady. První přímé využívání slunečního záření můžeme datovat do doby 7. stol. před n. l. Bylo využíváno k zapálení ohně za pomoci skla. Fotovoltaický jev byl poprvé objeven v roce 1839 francouzským vědcem Alexandrem Edmondem Becquerelem. Později byl tento jev souhrnně popsán Albertem Einsteinem. K prvnímu komerčnímu využívání došlo až roku 1954, kdy poprvé společnost Hoffman Elektronics přestavila svůj solární článek. Solární články se nejvíce využívaly pro napájení elektrických obvodů vesmírných družic. Později se využívaly v odlehlých oblastech, kde bylo obtížné přivést elektrickou energii. Začátkem 90. let minulého století začala být fotovoltaiky podporována hlavně v Německu. Dnes je Německo světovou špičkou. Postupem času se fotovoltaické články vyvíjí a zdokonalují. V České republice jsou fotovoltaické elektrárny podporovány zákonem č. 180/2005 Sb., o podpoře využívání obnovitelných zdrojů, dle platných právních předpisů. Licence k provozování solárních elektráren vydává Energetický regulační úřad. Výroba elektřiny ze solárních elektráren je podporována dvěma způsoby a to buď garantovanou výkupní cenou, 40

nebo zelenými bonusy. Garantovaná výkupní cena je výhodné spíše u velkých projektů, kde není velká spotřeba energie. Distribuční společnost vykoupí veškerou vyrobenou elektřinu. Zelený bonus je druhá forma podpory, která je výhodná pro provozovatele fotovoltaické elektrárny, který aspoň část vyrobené energie sám spotřebovává. Solární systémy je nejvýhodnější využívat především ve vesmíru. Není zde skoro žádné zastínění. Nejdůležitějším faktorem pro využitelnost sluneční energie je především intenzita slunečního záření a počet hodin slunečního svitu v jednotlivých ročních obdobích. Velký vliv na výrobu elektrické energie má také zeměpisná šířka, roční období, klimatické podmínky a orientace a sklon plochy. Pokud shrneme vývoj fotovoltaiky u nás, zjistíme, že nemusíme jít příliš do minulosti. Počátek využívání sluneční energie je v období ropné krize ve světě. Lidé si začali sami vytvářet primitivní solární kolektory, aby se stali co nejméně závislí na ropě. Jako první podnik vyrábějící solární kolektory byla kroměřížská společnost. Světovými velmocemi ve fotovoltaickém průmyslu jsou Spojené státy Americké, Německo a nově nastupující Čína, která svými levnými výrobky proniká na americký a evropský trh. Vládní podpora výkupu fotovoltaické energie měla za následek velký rozvoj ve výstavbě fotovoltaických elektráren. V regionu boskovicko se vybudovalo více než patnáct solárních elektráren na výměře více než padesát hektarů zemědělské půdy. U fotovoltaické elektrárny v Kunštátě je celkový instalovaný výkon 1, 74 MW s celkovým počtem panelů 8 200. Celková dodávka energie v uvedeném období činila 4 457, 795 MWh. Za rok 2011 je celková dodávka energie 2 071, 243 MWh. Dodávka energie je v roce 2012 v porovnání s rokem 2011 menší o 14, 738 MWh. Můžeme pozorovat, že v měsíci květnu je u obou období dodávka energie největší.

41

14 POUŽITÁ LITERATURA ALTERNATIVNÍ ZDROJE ENERGIE A, 2013: Obnovitelné zdroje energie. Online [Citace: 2013-03-06] ALTERNATIVNÍ ZDROJE ENERGIE B, 2013: Vodní elektrárny, geotermální energie. Online

[Citace:

2013-03-06]


energie.htm> ALTERNATIVNÍ ZDROJE ENERGIE C, 2013: Geotermální energie. Online [Citace: 201303-06] ALTERNATIVNÍ ZDROJE ENERGIE D, 2013: Větrné elektrárny. Online [Citace: 2013-0306] ALTERNATIVNÍ ZDROJE ENERGIE E, 2013: Energie přílivu a příboje. Online [Citace: 2013-03-06] ALTERNATIVNÍ ZDROJE ENERGIE F, 2013: Výroba energie z biomasy. Online [Citace: 2013-03-06] ALTERNATIVNÍ ZDROJE ENERGIE G, 2013: Tepelná čerpadla, elektrárna OTEC. Online [Citace: 2013-03-06] Bechník B., 2012: Fotovoltaika:Cenová válka s čínskou konkurencí. Online [Citace: 2013-0327] BOSKOVICKO, 2010: Boskovicko? To je také padesát hektarů fotovoltaických elektráren. Online [Citace: 2013-04-10] CZREA

A,

2003-2009:

Fotovoltaika pro

každého.

Online

[Citace:

2013-04-03]

Online

[Citace:

2013-04-03]

CZREA

B,

2003-2009:

Přírodní

podmínky

v ČR.



42

ČSVE, 2013: Vývoj výkupních cen větrné energie a ostatních obnovitelných zdrojů. Oline [Citace: 2013-03-27] ČTK, 2012: Německá horní komora zablokovala snížení dotací pro solární proud. [Citace: 2013-04-18]


zablokovala-snizeni-dotaci-pro-solarni-proud> ČTK, 2013: Solární elektrárny v ČR zabírají 4 000 hektarů zemědělské půdy. Online [Citace: 2013-04-20] EKOLIST,1999: Projekt „Slunce do škol“ je ukázkou že to jde. Online [Citace: 2013-04-09] Energotherm, 2013: Přírodní podmínky pro fotovoltaiku v ČR. Online [Citace: 2013-04-13] ENVIWEB, 2013:Vyřazené solární panely se nově musí recyklovat. Online [Citace: 2013-0412]


recyklovat> EUROSKOP, 2011:Lobby: Solární energie v EU se vyplatí v roce 2020. [Citace: 2013-04-13] EVROPSKÁ KOMISE, 2012: Česká republika v EU. Online [Citace: 2013-04-06] FOTOVOLTAICKÉ ELEKTRÁRNY ONLINE, 2013: Zelený bonus nebo garantovaná výkupní

cena?.

Online

[Citace:

2013-03-21]


online.cz/statni-podpora/> FOTOVOLTAIKA.FALCONIC, 2008-2009: Princip vzniku elektřiny- přechod PN. Online [Citace: 2013-04-01]

43

Haller, A., Humm, O., Voss, K. 2001. Solární energie. Využití při obnově budov. 1. vydání. Praha: Grada Publishing, spol. s r. o., 2001. 184 s. ISBN: 80-7169-580-7 Horčík J., 2012: Dánsko v roce 2020: polovinu elektřiny vyrobí vítr. Online [Citace: 2013-0416] ISOFENENERGY,

2009:

Teorie

fotovoltaiky.

Online

[Citace:

2013-03-22]

Kosmák

F.,

2009:

Princip

fotovoltaického

článku.

Online

[Citace:

2013-04-20]

Murtinger, K., Beranovský, J., Tomeš, M. 2008. Fotovoltaika. Elektřina ze slunce. 2. vydání. Brno: ERA group spol. s r. o., 2008. 81 s. ISBN: 978-80-7366-133-5 NH, 2013: Jak to opravdu bylo a je se solární energií. Online [Citace: 2013-04-13] Ondráčková E., 2012: Nedostavěnou elektrárnu v Ráječku začala firma rozebírat. Online [Citace:

2013-04-10]


rajecku-zacala-firma-rozebirat-20121010.html> Perka J., 2004: Solární historie ČR a SR. Online [Citace: 2013-03-22] Poruba A. a spol., 2005: Fotovoltaika a výzkumné aktivity v České Republice. Online [Citace: 2013-04-03] PPS

ENERGY,

2008:

Fotovoltaické

panely.

Online

[Citace:

2013-04-03]

[Citace:

2013-04-20]

PROFIGRASS,

2009-2013:

Solární

panely.

Online



44

Referate mezdata, 2006: Was bedeutet photovoltaik? Online [Citace: 2013-04-20] ROADENERGY,

2013:

Legislativa

2013.

Online

[Citace:

2013-03-28]

SEIA, 2012: Solar idustry data. Online [Citace: 2013-04-02] SOLÁRNÍ ENERGIE INFO, 2013: Výhody a nevýhody solární energie. Online [Citace: 201303-15] SOLARNINOVINKY A, 2010: Přehled legislativy pro fotovoltaiku v ČR. Online [Citace: 2013-03-27] SOLARNINOVINKY B, 2010: Nové tenkovrstvé panely druhé generace s technologií Thinfilm

CIGS.

Online[Citace:

2013-04-19]

SOLARNINOVINKY, 2013: Fotovoltaika v USA loni rekordně klesla. Online [Citace: 201304-02] SOLARTEC, 1998: Fotovoltaika a fotovoltaické systémy v podmínkách ČR a její navrhování. Online [Citace: 2013-04-06] SUNPI,

2013:

Legislativa

pro

fotovoltaiku

2013.

Online

[Citace:

2013-03-27]

Šťastný M., 2011: Historie využití solární energie. Online [Citace: 2013-04-03]

45

TZB INFO, 2005: Zákon č. 180/2005 o podpoře výroby elektřiny z obnovitelných zdrojů energie (zákon o podpoře využívání obnovitelných zdrojů). Online [Citace: 2013-04-01] TZB INFO, 2013: Výše výkupních cen a zelených bonusů. Online [Citace: 2013-03-13] Vaňko P., 2005: Vznik elektrickej energie zo slonečného žiarenia. Online [Citace: 2013-0419]

46

Seznam obrázků Obr. 1Fotovoltaický článek (Kosmák F., 2009) ..................................................................... 16 Obr. 2Alexandr Edmond Becquerel (Referate mezdata, 2006) .............................................. 21 Obr. 3 Krystalický panel (PROFIGRASS, 2009-2013 ........................................................... 22 Obr. 4 Tenkovrství panel (SOLARNINOVINKY B, 2010) ................................................... 22 Obr. 5 P-N přechod (Vaňko P., 2005) ................................................................................... 26 Obr. 6 Průměrný roční počet jasných dnů (Energotherm, 2013) ............................................ 28

47

Přílohy Příloha č. 1 – Přehled naměřených dat uvedených v měsíčních hodnotách za rok 2011na FVE Kunštát 1, 74 MW rok 2011 MWh leden 56,513 únor 127,218 březen 200,218 duben 222,912 květen 283,647 červen 243,378 červenec 206,747 srpen 243,676 září 222,698 říjen 136,582 listopad 77,266 prosinec 50,388 Příloha č. 2 – Přehled naměřených dat uvedený v měsíčních hodnotách za rok 2012 na FVE Kunštát 1, 74 MW rok2012 leden únor březen duben květen červen červenec srpen září říjen listopad prosinec

MWh 81,472 127,046 212,097 221,272 273,487 233,609 235,405 241,201 203,256 132,76 46,746 48,154

48

Příloha č. 3 – Přehled naměřených dat uvedených v měsíčních hodnotách za rok 2013 na FVE Kunštát 1, 74 MW (duben je uuveden do 16. 4. 2013) rok 2013 leden únor březen duben

MWh 30,62 58,489 144,429 96,509

Příloha č. 4 – FVE Kunštát 1, 74 MW

49