VYSOKÁ ŠKOLA POLYTECHNICKÁ JIHLAVA Katedra ekonomických studií
H o d n o c e n í p ro j e k t u s o l á r n í h o z d ro j e e n e r g i e p ro b u d o v u Bakalářská práce
Autor: Lukáš Brumovský Vedoucí práce: Ing. Petr Jiříček Jihlava 2013
Anotace Cílem této bakalářské práce je zhodnocení projektu solárního zdroje energie pro rodinný dům po energetické i ekonomické stránce. V práci bude porovnán současný stav objektu vzhledem k ceně a spotřebě elektrické energie a předpokládaný stav po instalaci solárního zdroje energie, zahrnující také dobu návratnosti této investice a propočet čisté současné hodnoty.
Klíčová slova Obnovitelné zdroje energie, solární energie, fotovoltaika, výkon, výroba, spotřeba, čistá současná hodnota, fotovoltaické panely.
Annotation The aim of this work is to evaluate the project of solar energy for house for energy and economic terms. The work will be compared the current state of the object relative to the cost and power consumption and the expected situation after the installation of solar energy resources, including a payback period of the investment and the calculation of net present value.
Key words Renewable sources of energy, solar energy, photovoltaic, power, production, consumption, net present value, photovoltaic panels.
Poděkování Tímto chci poděkovat vedoucímu mé bakalářské práce panu Ing. Petru Jiříčkovi za odborné vedení, cenné připomínky a čas strávený konzultacemi ke zpracování této práce. Dále chci poděkovat paní Mgr. Haně Vojáčkové za odborné rady k formální úpravě. V neposlední řadě chci poděkovat členům své rodiny za jejich podporu a trpělivost.
Prohlášení Prohlašuji, že předložená bakalářská práce je původní a zpracoval jsem ji samostatně. Prohlašuji, že citace použitých pramenů je úplná, že jsem v práci neporušil autorská práva (ve smyslu zákona č. 121/2000 Sb., o právu autorském, o právech souvisejících s právem autorským a o změně některých zákonů, v platném znění, dále též „AZ“). Souhlasím s umístěním bakalářské práce v knihovně VŠPJ a s jejím užitím k výuce nebo k vlastní vnitřní potřebě VŠPJ. Byl jsem seznámen s tím, že na mou bakalářskou práci se plně vztahuje AZ, zejména § 60 (školní dílo). Beru na vědomí, že VŠPJ má právo na uzavření licenční smlouvy o užití mé bakalářské práce a prohlašuji, že s o u h l a s í m s případným užitím mé bakalářské práce (prodej, zapůjčení apod.). Jsem si vědom toho, že užít své bakalářské práce či poskytnout licenci k jejímu využití mohu jen se souhlasem VŠPJ, která má právo ode mne požadovat přiměřený příspěvek na úhradu nákladů, vynaložených vysokou školou na vytvoření díla (až do jejich skutečné výše), z výdělku dosaženého v souvislosti s užitím díla či poskytnutím licence. V Jihlavě dne 7. 5. 2013 ...................................................... Podpis
Obsah Obsah ................................................................................................................................ 6 Úvod.................................................................................................................................. 8 1
Obnovitelné zdroje energie ..................................................................................... 10 1.1
Energie větru .................................................................................................... 11
1.2
Energie vody .................................................................................................... 12
1.3
Geotermální energie ......................................................................................... 13
1.4
Energie biomasy ............................................................................................... 15
1.5
Energie bioplynu .............................................................................................. 15
1.6
Solární energie ................................................................................................. 15
1.6.1 2
Fotovoltaika ............................................................................................................ 18 2.1
Historie fotovoltaiky ........................................................................................ 19
2.2
Fotovoltaický článek ........................................................................................ 19
2.3
Typy fotovoltaických článků............................................................................ 20
2.3.1
Amorfní články ......................................................................................... 20
2.3.2
Polykrystalické články .............................................................................. 21
2.3.3
Monokrystalické články ............................................................................ 21
2.4
Fotovoltaický panel .......................................................................................... 22
2.4.1 3
4
5
Fototermika ............................................................................................... 16
Faktory mající vliv na účinnost fotovoltaického panelu ........................... 24
Způsoby zapojení fotovoltaického systému ............................................................ 28 3.1
Ostrovní systém ................................................................................................ 28
3.2
Připojení na síť samostatnou přípojkou ........................................................... 28
3.3
Připojení na síť při využití zeleného bonusu.................................................... 28
3.4
Výkupní ceny ................................................................................................... 31
Legislativa ............................................................................................................... 33 4.1
Proces registrace a plateb při využití zeleného bonusu .................................... 33
4.2
Daň z příjmu ..................................................................................................... 34
4.3
Odpisy .............................................................................................................. 35
4.4
Daň z přidané hodnoty ..................................................................................... 35
Místo instalace ........................................................................................................ 36 5.1
Místní podmínky .............................................................................................. 36
6
5.2
Spotřeba elektrické energie v místě instalace .................................................. 37
5.3
Cena elektrické energie .................................................................................... 39
Součásti fotovoltaického systému ........................................................................... 40 6.1
Fotovoltaické panely ........................................................................................ 40
6.2
Střídač .............................................................................................................. 42
6.3
Elektroměr výroby ........................................................................................... 44
6.4
Rozvaděč .......................................................................................................... 45
6.5
Čtyřkvadrantní elektroměr ............................................................................... 46
6.6
Nosná konstrukce ............................................................................................. 46
6.7
Kabeláž ............................................................................................................. 47
7
Schéma zapojení fotovoltaického systému ............................................................. 48
8
Energetické hodnocení FVE ................................................................................... 49
9
Ekonomické hodnocení FVE a doba návratnosti .................................................... 52 9.1
Jiný počet panelů .............................................................................................. 54
Závěr ............................................................................................................................... 55 Seznam obrázků .............................................................................................................. 58 Seznam tabulek ............................................................................................................... 59 Použité zdroje ................................................................................................................. 60 Přílohy............................................................................................................................. 65
Úvod Pro svou bakalářskou práci jsem si vybral téma hodnocení investice. Konkrétně investice do solárního zdroje energie pro rodinný dům. Téma jsem si vybral ze tří důvodů. Zaprvé mě zajímá téma obnovitelných zdrojů energie, protože energii, obzvlášť tu elektrickou, bude lidstvo vždy potřebovat a obnovitelné zdroje jsou jediným dlouhodobým řešením. Neobnovitelné zdroje (ropa, černé a hnědé uhlí, zemní plyn, uran) zde už podle jejich názvu nebudou navždy, ale také neúnosně zatěžují a znečišťují naše životní prostředí, což se mi velmi příčí. Zadruhé jako každý ekonomicky smýšlející člověk hledám možnosti, jak můžu ušetřit a v lepším případě i vydělat peníze (hlavně ve smyslu: Proč platit za něco, co nepotřebuji nebo si sám dokážu obstarat?). Třetím důvodem je má snaha o co největší soběstačnost po všech stránkách, tudíž i v získávání elektrické energie. Při skloubení všech tří uvedených důvodů dohromady jsem dospěl k řešení. Tímto řešením je vlastní solární zdroj energie umístěný na střeše rodinného domu (dále také „místo instalace“). Jiný obnovitelný zdroj energie v místě instalace bohužel nepřipadá v úvahu kvůli jeho umístění a omezenému prostoru. Na začátku práce budou popsány obnovitelné zdroje energie, jejich rozdělení a jednotlivé druhy obnovitelných zdrojů energie. Větší důraz věnuji solární energii, kde bude také objasněn rozdíl mezi fotovoltaikou a fototermikou. Podrobně se zaměřím na fotovoltaiku, která je pro mou práci podstatná – její historii, fyzikální princip, technologie a další faktory. Důležitou částí je v neposlední řadě objasnění principu zelených bonusů a přímého prodeje a výše jejich současných cen. V následující části se zaměřím na legislativu, kterou je nutno zohlednit při rozhodování a návrhu snad každé stavby. Poté popíši místo instalace s místními podmínkami, kde bude instalace provedena a samozřejmě také dosavadní energetický i ekonomický stav. Uvedu, co vše a proč je k instalaci zapotřebí a provedu výběr potřebných zařízení i s uvedením jejich technických parametrů a ceny. Přiblížím schéma zapojení systému, odhadnu objem výroby a podíl vlastní spotřeby. Na závěr provedu energetické a ekonomické hodnocení po provedení instalace i s výpočtem doby návratnosti. Cílem práce je zjistit energetické a ekonomické hodnocení investice do solárního zdroje energie pro vybraný rodinný dům, dobu návratnosti a zhodnotit tak finanční 8
smysluplnost této investice. Budu pracovat s předpokladem vlastní spotřeby vyrobené energie a prodejem přebytečné energie do distribuční sítě. Základní metodou pro hodnocení projektu bude analýza dosavadních energetických i ekonomických hodnot. Následně provedu komparaci těchto hodnot s odhadovanou výší hodnot po realizaci projektu. Výsledky komparace použiji jako část podkladů pro energetické a ekonomické hodnocení investice. Pro ekonomické hodnocení využiji metodu čisté současné hodnoty a metodu doby návratnosti.
9
1 Obnovitelné zdroje energie Obnovitelným zdrojem energie se rozumí takový zdroj, jejž nemůžeme vyčerpat, protože se může neustále obnovovat, ať už sám či za přičinění člověka. Z hlediska schopnosti a míry regenerace je můžeme rozdělit na obnovitelné zdroje (mají schopnost reprodukce při vhodném užívání) a semi-obnovitelné zdroje (z hlediska obnovitelnosti se nacházejí na rozhraní mezi obnovitelnými a neobnovitelnými zdroji, čas potřebný pro regeneraci je v intervalu 1–200 let (lesy, ryby, apod.)). Zákon definuje obnovitelné zdroje energie jako „Obnovitelné nefosilní přírodní zdroje energie, jimiž jsou energie větru, energie slunečního záření, geotermální energie, energie vody, energie půdy, energie vzduchu, energie biomasy, energie skládkového plynu, energie kalového plynu z čistíren odpadních vod a energie bioplynu“1. Energie slunce se také někdy vyčerpá, ale jelikož se tak stane až v průběhu miliard let, tak je tento zdroj označován za obnovitelný. Tyto zdroje jsou nám známy už delší dobu, avšak velký zájem o ně nastal až v souvislosti s ropnou krizí a zelenou politikou v 70. letech 20. století. Tradičních zdrojů energie jako jsou ropa, uhlí, zemní plyn a uran je na světě pouze omezené množství, jenže energii bude lidstvo potřebovat vždy. A právě zde přichází na řadu obnovitelné zdroje energie, které lidstvu zajistí udržitelnou energetiku. Dalším důvodem pro nahrazení tradičních zdrojů těmi obnovitelnými je snížení znečišťování a ničení životního prostředí. Jako nejznámější znečištění se v tomto případě jeví emise oxidu uhličitého, ale jsou to také emise dalších plynů a odpady, z nichž nejhorší je radioaktivní odpad z jaderných elektráren. Hrůznou je bohužel i samotná těžba tradičních zdrojů, ať už se jedná o uhelné doly nebo nebezpečí ekologické katastrofy při těžbě ropy (viz např. nedávná havárie ropné plošiny v Mexickém zálivu v roce 2010). Protože je ale lidstvo nezdravě závislé na tradičních zdrojích a dostupná technologie pro získávání energie z obnovitelných zdrojů ještě není úplně dokonalá, tak přestup na výrobu energie z tradičních na obnovitelné zdroje bude postupný. Samozřejmě jsou zde i další překážky jako uhelná a ropná lobby, prozatímní nákladnost technologií pro využití obnovitelných zdrojů a celkově nízká ochota lidí ke změně.
1
§ 2 zákona č. 165/2012 Sb. o podporovaných zdrojích energie a o změně některých zákonů
10
Česká republika se při vstupu do Evropské unie (dále také „EU“) zavázala ke zvýšení podílu výroby elektrické energie z obnovitelných zdrojů na 8 % z celkové výroby do roku 2010, což bylo splněno, a 13 % do roku 2020. Roku 2007 bylo rozhodnuto, že v roce 2020 má být 20 % energie členských států Evropské unie vyráběno pomocí obnovitelných zdrojů energie, kvůli omezení emisí oxidu uhličitého a snížení závislosti na importu energetických surovin.
Obr. 1: Podíl obnovitelných zdrojů na spotřebě energie ve státech EU2
V roce 2006 pocházelo asi 18 % celosvětově vyprodukované energie ze zdrojů, označovaných jako obnovitelné. Většina z toho (13 % celosvětově vyprodukované energie) pocházela z tradiční biomasy (především pálení dřeva). Já osobně ale nepovažuji dřevo za obnovitelný zdroj jako takový, protože obnova vykácených lesů trvá v řádu desítek let, ne-li více a navíc je to na můj vkus příliš velký zásah do krajiny, kterým jsou dotčeni i další živočichové.
1.1 Energie větru I když pominu využívání větrné energie v mořeplavectví, tak ji lidstvo využívá již dlouhá staletí pomocí větrných mlýnů k mechanické práci (mletí mouky, pumpování vody, řezání dřeva, a další). Jen v České republice byl první větrný mlýn postaven už ve 13. století. V současnosti se ale pozornost obrací hlavně k využití větrné energie k výrobě elektřiny, a k tomu slouží větrné elektrárny. První větrné elektrárny vznikly koncem 80. let 20. století. V podstatě by se dalo říci, že jsou to modifikované větrné 2
Čerpáno z http://www.nazeleno.cz/energie/energetika/cez-obnovitelne-zdroje-rostou-solarni-a-vetrnaenergie-ne.aspx
11
mlýny s přidaným generátorem. Jedná se o rotor s listy (vrtule, většinou třílistá) o průměru i 100 metrů, umístěný na stožáru. K roztočení je potřeba vítr o rychlosti minimálně 3–5 m/s (záleží na typu větrné elektrárny). Rotor poté přes převodovku, spojku a hřídel roztáčí generátor, který už generuje elektrickou energii.
Obr. 2: Dvě větrné elektrárny3
V roce 2012 byly v České republice v provozu větrné elektrárny o celkovém výkonu 263 MW. Při plném využití potenciálu větrných elektráren by jen v České republice mohly pokrývat cca 4 % celkové spotřeby elektrické energie, což není zanedbatelné.
1.2 Energie vody Kinetické vodní energie bylo využíváno pro různé činnosti, hlavně ve vodních mlýnech, které se koncem 19. století začaly přestavovat na vodní elektrárny většinou malého výkonu. Vodní elektrárny lze považovat za nejekologičtější výrobny elektrické energie, protože neznečišťují ovzduší, neprodukují odpad, neznečišťují vodu, která jimi projde, neničí krajinu (snad s výjimkou budování přehrad, ale to se rozhodne až časem, protože např. taková Vranovská přehrada či Nové Mlýny jsou nyní velmi atraktivní lokality), jsou nezávislé a navíc velmi bezpečné. Vodních elektráren je několik typů (průtokové, akumulační, přečerpávací, aj.), ale v zásadě všechny pracují na stejném principu. Tím je dostání proudu vody do komory
3
Čerpáno z http://www.nazeleno.cz/energie/jak-se-stavi-vetrna-elektrarna-v-cesku-vitejte-ve-stribre.aspx
12
s turbínou, která je proudem vody roztočena a hřídelí spojena s elektrickým generátorem (spolu tvoří tzv. turbogenerátor).
Obr. 3: Jeden z mnoha typů vodních elektráren4
Dle výkonu rozlišujeme vodní elektrárny na malé a velké. Malé vodní elektrárny jsou elektrárny o výkonu do 10 MW, podle Evropské unie do 5 MW. V České republice nejsou ideální podmínky pro budování vodních elektráren, protože naše toky mají malý spád a malý průtok vody. Navzdory tomu v roce 2012 pokrývaly vodní elektrárny asi 4 % celkové spotřeby elektrické energie. Potenciál velkých vodních elektráren je už v České republice téměř vyčerpán. Dosti naopak přibývá malých vodních elektráren, které jsou budovány převážně fyzickými osobami v bývalých vodních mlýnech a na malých tocích.
1.3 Geotermální energie Geotermální energie je tepelnou energií jádra naší planety. Na některých místech může být teplotní spád přes 50 °C na kilometr hloubky. Geotermální energie je využívána buď v základní formě pro ohřev vody (většinou pro potřeby vytápění) pomocí tepelných čerpadel, nebo k výrobě elektřiny v geotermálních elektrárnách. Tepelných čerpadel je několik druhů, využívají se ve velkém množství a vydaly by na samostatnou práci. Zato
4
Čerpáno z http://ok1zed.sweb.cz/s/el_vodniel.htm
13
geotermálních elektráren je ve světě podstatně méně a jejich celosvětový výkon je cca 8 GW. „Geotermální elektrárny se staví ve vulkanicky aktivních oblastech, kde využívají k pohonu turbín horkou páru stoupající pod tlakem z gejzírů a horkých pramenů, nebo teplonosné médium, které se vtlačuje do vrtů, v hloubi země se ohřívá a ohřáté se vyvádí na povrch. Na rozdíl od většiny jiných typů elektráren nepotřebují geotermální elektrárny žádné palivo. Jejich hlavní nevýhodou je, že jejich použití je možné pouze na některých místech zemského povrchu. Výstavba geotermální elektrárny je zhruba pětkrát dražší než stavba jaderné elektrárny. Podíl těchto elektráren v rámci celé Evropy je minimální, ale v některých lokalitách je jejich význam značný. Hlavní oblast tvoří Island, kde z geotermálních zdrojů pochází většina elektrické energie a kde jsou tyto zdroje využívány i k vytápění domů, ohřevu vody atd. Významně je tento zdroj využíván ještě v Itálii v oblastech s aktivní sopečnou činností. Místy je ještě využívána ve Francii, na Novém Zélandu, v Kalifornii, Japonsku, Mexiku a na Filipínách.“5
Obr. 4: Jednoduché schéma geotermální elektrárny6 5
http://www.alternativni-zdroje.cz/vodni-geotermalni-energie.htm Čerpáno z http://www.jakbydlet.cz/clanek/512_geotermalni-elektrarny-3-dil--investice-vykonnavratnost.aspx 6
14
1.4 Energie biomasy Biomasu lze jednoduše definovat jako organickou hmotu (převážně dřevo, dřevní odpad, exkrementy hospodářských zvířat, aj.). „Energii biomasy lze využít několika způsoby, ale základním způsobem je její spalování (buď přímé, nebo nepřímé). Přímé spalování je normální hoření biomasy při přístupu vzduchu. Nepřímým spalováním se rozumí spalování plynu, který vzniká při zahřátí biomasy bez přístupu vzduchu.“7 Z toho vyplývá, že biomasa je využívána k výrobě tepla, ale využívá se i k výrobě elektřiny, popř. k výrobě biopaliv. Nevýhodou je nutnost neustálých dodávek biomasy, což je zároveň sporné, protože k tomu je zase potřeba dalších paliv. V České republice pokrývá výroba elektrické energie z biomasy asi 2 % celkové spotřeby. Obecně nejsem přílišným zastáncem této technologie, protože nevidím příliš smysl v tom něco vypěstovat jen čistě z toho důvodu, aby se to následně spálilo. A také kvůli zmíněné nevýhodě.
1.5 Energie bioplynu Bioplyn je v podstatě produktem biomasy, protože vzniká při jejím rozkladu v uzavřených nádržích bioplynových stanic bez přístupu kyslíku. Vzniklý bioplyn je následně použit jako palivo k výrobě elektřiny a vedlejším výstupem je teplo, které může být využito k ohřevu vody. Získávání bioplynu má stejnou nevýhodu jako u biomasy. Vyrobené množství elektřiny pomocí bioplynu je v České republice zanedbatelné (cca 1 %).
1.6 Solární energie Pro Zemi je hlavním zdrojem energie Slunce. Energie slunečního záření se nazývá energie solární či sluneční. Jen za hodinu dopadne na Zemi takové množství solární energie, které odpovídá roční spotřebě energie celého lidstva. Nevyužít takového potenciálu se dá dle mého mínění považovat za bláznovství a naopak jeho využití za krok správným směrem pro současné i budoucí potřeby energie. Nejlepší je, že tato energie je ekologicky čistá a volně dostupná kdekoli na Zemi. Jsme omezeni pouze vlastními technologiemi pro získávání a přeměnu této energie. Jediné možné znečištění
7
http://www.energetickyporadce.cz/cs/uspory-energie/obnovitelne-zdroje/energie-biomasy/
15
vzniká při výrobě a likvidaci systémů k využívání této energie, avšak to se postupem času snižuje podle naší schopnosti jejich ekologičtější výroby. A stále je to zanedbatelné v porovnání s těžbou a spalováním fosilních paliv či hrozbou jaderné katastrofy a skladování radioaktivního odpadu v případě jaderných elektráren. Díky její všeobecné dostupnosti se solární energie stává hlavním zdrojem energie pro velké množství lidí na odlehlých místech nebo na místech bez potřebné infrastruktury, kde není jiná možnost jejího získávání. „Na světě žije přes jeden a půl miliardy lidí, kteří nemají přístup k elektrické síti.“8 Dopadající solární energie však není na všech místech naší planety stejná a taktéž ji nelze využívat v noci. Tento limitující faktor může být vyřešen záložními bateriemi či tepelnými zásobníky, které se napájí přes den díky přebytkům vyrobené energie. A samozřejmě také pomocí ostatních obnovitelných zdrojů. Solární energii lze využít dvěma způsoby. Prvním způsobem je využití solární energie k získání tepelné energie a následnému ohřevu vody, což se nazývá fototermika. Druhý způsob je přeměna solárního záření na elektrickou energii a to se nazývá fotovoltaika.
1.6.1 Fototermika Jak již bylo řečeno, fototermikou se rozumí získávání tepelné energie ze solárního záření, která je následně využita k ohřevu vody. Základní myšlenkou je provedení kapaliny, kterou je zapotřebí ohřát, přes trubici, která je zahřívána solárním zářením. Tato technika byla známá již ve starověku. Nové technologie však umožňují efektivnější využití tohoto systému (účinnost dosahuje až 60 %). V dnešní době jsou k tomuto účelu používány solární kolektory. „Solární kolektory mohou být ploché s kovovým absorbérem se selektivním povrchem opatřené zasklením nebo vakuové trubicové kolektory (tyto jsou sice dražší, ale mají vyšší účinnost a dokáží pracovat i při zhoršených slunečních podmínkách).“9 Ohřev vody pomocí solárních kolektorů funguje tak, že kolektorem pomalu protéká kapalina (médium), které se při průchodu kolektorem zahřeje a následně svou tepelnou energii předá v zásobníku vodě. Z kolektoru do zásobníku se médium dostane samotížným nebo 8
http://www.google.cz/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=1&cad=rja&ved=0CDEQFjAA&u rl=http%3A%2F%2Fglopolis.org%2Fsoubory%2F4936%2Fenergeticka-chudoba.pdf&ei=Ir5lUebNsWA4gS684HIBw&usg=AFQjCNF5LjvP24pARTAvq5HySK1Z3CMqAw&bvm=bv.44990110,d.bGE 9 http://eon.energieplus.cz/ekologicka-energie/slunecni-energie/fototermika-slunce-ohriva-vodu-zdarma
16
nuceným oběhem. Získané teplo se využívá k předehřevu topné vody či k ohřevu užitkové vody nebo pro ohřev bazénů.
Obr. 5: Schéma napojení fototermického systému do stávajícího vytápění RD10
10
Čerpáno z http://www.samont.cz/index.php?option=com_content&view=article&id=48&Itemid=59
17
2 Fotovoltaika V současnosti je fotovoltaika (dále též „FV“) zejména v České republice nejvíce diskutovaný obnovitelný zdroj k výrobě elektřiny, bohužel ale ve špatném slova smyslu. Toto bylo zapříčiněno nepříliš promyšlenou snahou státu o rozvoj výroby elektřiny z obnovitelných zdrojů, aby se splnil závazek Evropské unii popsaný výše v bodě 1. Tato snaha vedla k přemrštěné podpoře fotovoltaiky a jejímu nekontrolovanému rozmachu, čímž vznikl prostor pro různé machinace a hlavně zábor půdy ve velkém rozsahu pro stavbu fotovoltaických elektráren (dále také „FVE“). Tohle vše má nyní za následek nedůvěru a neoblíbenost fotovoltaiky u většiny obyvatel. Se záborem půdy pro instalaci fotovoltaických elektráren zásadně nesouhlasím, protože právě půda nám zajišťuje obživu a místo k životu, což považuji za důležitější než potřebu elektrické energie. Naopak jsem velmi pro instalaci fotovoltaických systémů na střechách a stěnách budov, kde nám nijak nepřekáží a zároveň se tak nachází v místě spotřeby vyprodukované energie. Hrubý odhad produkce elektřiny z jednoho hektaru (při reálném rozmístění fotovoltaických panelů na ploše) je v České republice přibližně 0,5 GWh elektrické energie za rok. Naproti tomu spotřeba elektrické energie je v České republice zhruba 65 TWh. Jednoduchým výpočtem lze zjistit, že na pokrytí spotřeby by bylo zapotřebí 130 000 hektarů, přičemž zastavěná plocha budovami a nádvořími pokrývá v České republice cca 130 000 hektarů. To zhruba odpovídá případu Švýcarska, kde by údajně pokrytím všech jižně orientovaných střech fotovoltaickými panely získali elektrickou energii potřebnou k pokrytí poloviny jejich spotřeby. Kdekdo může také namítnout, že energie z fotovoltaických systémů je drahá. Jenže fotovoltaika stejně jako každý nově zaváděný energetický zdroj nemůže zpočátku finančně konkurovat již zavedeným zdrojům. Navíc ani tradiční zdroje neexistují zcela bez státních dotací. Jisté je, že pokles cen fotovoltaické energie je stejně nezadržitelný jako nárůst ceny konvenčně vyráběné energie. „Bod, kdy se tyto ceny protnou, se nazývá grid parity.“11
11
http://www.solar-is-future.cz/faq-slovnik-pojmu/slovnik-pojmu/index.html
18
2.1 Historie fotovoltaiky Fotovoltaika je relativně mladou technologií. Fotovoltaický jev umožňující přeměnu světla na elektrickou energii, na čemž je fotovoltaika založena, náhodně objevil až v roce 1839 francouzský fyzik Alexandr Edmond Becquerel. Ten pracoval s kovovými elektrodami ponořenými v elektrolytu, a když je osvítil, tak si všiml, že jimi začal procházet slabý proud. První fotovoltaický článek byl však objeven až o 44 let později a měl 1% účinnost, zatímco dnešní fotovoltaické články mají účinnost až 20 %. Roku 1958 byly fotovoltaické články poprvé použity pro vesmírné programy, protože v kosmu jsou pro nás jediným vhodným řešením, jak získávat elektrickou energii.
2.2 Fotovoltaický článek „Fotovoltaický článek je plošná polovodičová součástka, která přeměňuje solární energii na elektrický proud. Během fotovoltaického jevu dopadá solární záření na povrch fotovoltaického článku, přičemž dochází k emitaci elektronů a tím vzniká stejnosměrný elektrický proud. Jako polovodič je zpravidla využíván křemík. Stejnosměrný elektrický proud může být využit k dobíjení akumulátorů nebo napájení elektrospotřebičů. Většinou se však dělá to, že je stejnosměrný proud přeměněn pomocí střídačů na proud střídavý, který lze spotřebovávat nebo dodávat do veřejné distribuční sítě. Rozdíl mezi fotočlánkem a fotovoltaickým článkem je ten, že první jmenovaný nedokáže dodávat elektrický proud.“12 „Dopadem fotonů na polovodičový p-n přechod dochází k uvolňování a hromadění volných elektronů. Pokud je p-n přechod doplněn o elektrody nazývajícími se anoda (+) a katoda (-), je fotovoltaický článek hotov, proud elektronů prostřednictvím těchto elektrod proteče do dalších elektrických obvodů.“13
12 13
http://greensolar.webnode.cz/otazky-a-odpovedi/ http://www.nemakej.cz/fotovoltaicky-clanek.php
19
Obr. 6: Schéma a princip činnosti fotovoltaického článku14
2.3 Typy fotovoltaických článků Fotovoltaické články se podle použité technologie výroby dělí do několika typů. Jedná se zejména o amorfní články, polykrystalické články a monokrystalické články, využívající k přeměně energie křemík. Existují také další fotovoltaické články, které k přeměně využívají jiné materiály než křemík, avšak ty jsou teprve nové a nejsou tak zatím komerčně využívány.
2.3.1 Amorfní články „Amorfní články se vyrábí vhodným rozkladem sloučenin křemíku, například silanu, ve vodíkové atmosféře. Takto vyrobené velmi tenké vrstvy se nanášejí na skleněné, nerezové nebo plastové podložky. Vrstva je amorfní, to znamená, že nemá pravidelnou krystalickou strukturu. Obsahuje také vodík. Má větší absorpci slunečního záření. Díky jejich struktuře se tak dají vyrobit ohebné fotovoltaické články a moduly, které se mohou použít například jako krycí fólie na střechy. Mohou se našít na oblečení nebo na batoh. V podstatě je lze přidělat na cokoliv. Problémem je nestabilita způsobená přítomností vodíku, protože struktura je narušována oxidací vzdušným kyslíkem. Výkon
14
Čerpáno z http://www.nemakej.cz/fotovoltaicky-clanek.php
20
těchto článků z toho důvodu nejprve klesá a pak se ustálí asi na 80 % původní hodnoty výkonu.“15 Tyto články jsou ze všech typů nejlevnější, protože se k jejich výrobě spotřebuje méně materiálu, než u následujících typů. Bohužel mají ze všech typů fotovoltaických článků nejnižší účinnost, ta se pohybuje v rozmezí 4–8 % (v laboratorních podmínkách až 12 %). Kvůli jejich nízké účinnosti je k instalaci potřeba velké plochy, aby bylo dosaženo potřebného výkonu celého systému. Jejich použití je tedy vhodné na místech, kde nejsme omezeni prostorem. Považuji však za zbytečné zabírat velkou plochu k instalaci článků s nízkou účinností, když na stejné ploše lze použít články s vyšší účinností, případně pro stejný potřebný výkon zabrat menší plochu s články, které mají vyšší účinnost.
2.3.2 Polykrystalické články „Polykrystalické články se vyrábí mnohem jednodušším způsobem než následující monokrystalické články. Čistý křemík se odlévá do forem, které mohou být tvarem upravené pro účely výroby. Zajistí se tak lepší využití čistého křemíku. Takto vyrobené články mají ale nižší účinnost, protože na styku jednotlivých krystalových zrn je větší odpor.“16 Účinnost těchto článků je v rozmezí 12–15 % (v laboratorních podmínkách až 20 %). Díky vyšší účinnosti než mají amorfní články a jednodušší výrobě než u monokrystalických článků, jsou polykrystalické články nejběžněji používanými.
2.3.3 Monokrystalické články „Monokrystalické články se vyrábí z ingotů velmi čistého křemíku zpravidla Czochralského metodou (pomalé tažení zárodku krystalu z taveniny velmi čistého křemíku). Ingoty monokrystalického křemíku se rozřežou speciální drátovou pilou na tenké plátky o tloušťce přibližně 0,25 až 0,35 mm a v poslední době lze vyrábět i články o tloušťce 0,1 mm. Souběžně s poklesem tloušťky destiček se zmenšil i odpad při řezání. Plátky se zarovnají na rovnoměrnou tloušťku, vyleští a na povrchu odleptají, aby
15 16
MURTINGER K., BERANOVSKÝ J., TOMEŠ M.. Fotovoltaika. Elektřina ze slunce. 2007, str. 34 Tatáž str. 34
21
se odstranily nepravidelnosti a nečistoty. Polovodičový p-n přechod se na destičkách vytvoří přídavkem fosforu, který utvoří na povrchu vrstvu s vodivostí typu n.“17
Obr. 7: Křemíkové ingoty18
Tyto články se vyznačují dlouhodobou stabilitou výkonu a nejvyšší účinností, která se pohybuje v rozmezí 14–18 % (v laboratorních podmínkách až 25 %). Nevýhodou těchto článků je velká spotřeba křemíku, který musí být velmi čistý, až ryzí (nad 99,99 %).
2.4 Fotovoltaický panel Fotovoltaický panel je tvořen sériově propojenými fotovoltaickými články (přední část jednoho článku je kovovým páskem spojena se zadní částí následujícího článku), aby se tak dosáhlo většího výkonu než při zapojení článků samostatně. Dalším důvodem pro umístění fotovoltaických článků do těchto panelů je jejich citlivost. Tímto se ochrání před povětrnostními vlivy. Na obrázku č. 8 jsou vidět dva fotovoltaické panely. Vlevo je panel tvořený monokrystalickými články a vpravo panel tvořený polykrystalickými články.
17 18
http://www.solartowns.cz/fotovoltaicke-solarni-panely.htm Čerpáno z http://fotovoltaika.falconis.cz/fotovoltaika/vyroba.php
22
Obr. 8: Fotovoltaické panely19
„Na přední straně panelu je kalené sklo, které je odolné i proti krupobití. Na sklo se umisťuje EVA (etylvinylacetát) fólie, na kterou se skládají propojené fotovoltaické články. Na propojené články se opět umísťuje EVA fólie. Zadní strana je pak tvořena z laminátové kompozice PVF-PET-PVF (polyvinylidenfluorid-polyetyléntereftalátpolyvinylidenfluorid). Vzduch mezi jednotlivými vrstvami se vyčerpá a panel se zahřeje na teplotu tání EVA fólie, která se rozteče a zaplní prostor kolem FV článků mezi předním sklem a zadní laminátovou stěnou. Do hliníkového rámu se pak utěsňují silikonovým tmelem a opatří se krabicí s výstupními kontakty. Takto zhotovené fotovoltaické panely jsou prachotěsné i vodotěsné.“20
19 20
Čerpáno z http://www.czechsolar.cz/fotovoltaika/technologie-a-vyvoj-panelu/ LOVEČEK, Michal: Fotovoltaické panely nové generace [online]. Brno, 2009, str. 36
23
Obr. 9: Detail konstrukce fotovoltaického panelu21
2.4.1 Faktory mající vliv na účinnost fotovoltaického panelu Na účinnost fotovoltaického panelu má vliv několik faktorů. Mezi ty hlavní patří orientace panelu vzhledem ke světové straně (sever, jih, východ, západ), sklon panelu (čím severněji je fotovoltaický panel umístěn, tím by měl mít větší sklon), množství dopadajícího slunečního záření v místě instalace a teplota. Orientace a sklon panelu Ideální orientace je směrem k jihu (azimut 180°), avšak i při odchylkách v řádech desítek stupňů nejsou ztráty příliš znatelné. Za ideální se může označit orientace od jihovýchodu až po jihozápad. I při orientaci na jihovýchod či jihozápad je ztráta zhruba 5 % výkonu. „K jihozápadu je orientace výhodnější než k jihovýchodu. To je dáno tím, že v dopoledních hodinách je obvykle větší oblačnost, takže dopadající energie je menší.“22
21 22
Čerpáno z: LOVEČEK, Michal: Fotovoltaické panely nové generace [online]. Brno, 2009, str. 36 http://fotovoltaika.ekowatt.cz/vliv-sklonu-orientace.php
24
Sklon fotovoltaických panelů by měl být takový, aby v poledne dopadalo sluneční záření kolmo na účinnou plochu panelů. V podmínkách České republiky je ideální sklon 30° až 35°. Celkově se za ideální sklon může považovat 20° až 50°. Sklon může být zvolen i podle předpokládaného využití instalovaného systému. Při celoročním využívání je vhodnější nastavit větší sklon kvůli zimním měsícům, kdy je slunce níže na obzoru. Při využití pouze v letních měsících (např. na chatě, chalupě apod.), když je slunce naopak vysoko na obzoru, je vhodné nastavit menší sklon panelů. Pro maximalizaci výkonu systému je nejlepší instalovat fotovoltaické panely na pohyblivou konstrukci. Pohyblivá konstrukce se v průběhu dne natáčí za sluncem, popř. může měnit i sklon, čímž panelům zajišťuje nejideálnější polohu pro využití slunečního záření. Pro natáčení za sluncem je možno využít několik způsobů sledování slunce – „sledovače na principu hodinových strojků, sledovače na principu vypařování a kondenzace freonu, sledovače na principu diferenciální porovnání intenzity slunečního záření na fotovoltaických článcích, které tvoří senzor“23. Prvotní nevýhodou pohyblivé konstrukce je její vysoká pořizovací cena, kterou však časem vynahradí větší množství vyrobené elektrické energie díky lepšímu využití slunečního záření. Druhou a podstatnou nevýhodou je nemožnost instalace této konstrukce na šikmou střechu domu.
Obr. 10: Vliv orientace a sklonu fotovoltaických panelů na jejich výkon 24
23
LOVEČEK, Michal: Fotovoltaické panely nové generace [online]. Brno, 2009, str. 38 Čerpáno z http://www.solarenvi.cz/slunecni-elektrarny/technicke-informace/vliv-orientace-strechy-naenergeticky-vynos-elektrarny/ 24
25
Množství dopadajícího slunečního záření „Pro výrobu elektřiny ze Slunce je nejdůležitějším parametrem celková energie dopadajícího slunečního záření na uvažovanou plochu za zkoumané časové období. Fyzikálně je tedy pro stanovení výroby důležitý celkový úhrn globálního slunečního záření na obecně položenou plochu na zemském povrchu za zkoumané časové období, obvykle den, měsíc či rok.“25 „Podmínky pro využití sluneční energie jsou na území České republiky poměrně dobré. Celková doba slunečního svitu se pohybuje v rozmezí od 1 300 do 1 900 hodin za rok.“26
Obr. 11: Mapa trvání slunečního svitu v ČR27
„Vhodnost lokality pro využití sluneční energie nejlépe vystihuje mapa globálního slunečního záření (Obr. 12), která vychází z dlouhodobých meteorologických měření. V podmínkách České republiky dopadne na jeden m2 zhruba 940–1340 kWh sluneční energie z čehož největší část (asi 75 %) v letním období.“28
25
http://fotovoltaika.ekowatt.cz/stanoveni-dopadajici-slunecni-energie.php http://www.isofenenergy.cz/Slunecni-zareni-v-CR.aspx 27 Čerpáno z http://www.isofenenergy.cz/Slunecni-zareni-v-CR.aspx 28 http://www.isofenenergy.cz/Slunecni-zareni-v-CR.aspx 26
26
Obr. 12: Roční úhrn dopadajícího slunečního záření v ČR [kWh/m2]29
Teplota: Fotovoltaický článek je k výrobě elektrického proudu schopen využít jen část slunečního spektra, což se odvíjí od použitého polovodiče. Zbytek slunečního spektra je přeměněn na tepelnou energii, která zahřívá fotovoltaický článek (v podstatě to lze přirovnat k obyčejné žárovce, která k produkci světla využije jen 10 % dodané elektrické energie a zbytek je přeměněn na teplo). Jenže s vyšší teplotou fotovoltaického článku se snižuje jeho účinnost. V zimních měsících, kdy je nižší venkovní teplota, je účinnost fotovoltaických článků poněkud vyšší než v létě.
Obr. 13: Průběh účinnosti FV článku v závislosti na jeho teplotě (0 až 100 °C)30
29 30
Čerpáno z http://www.isofenenergy.cz/Slunecni-zareni-v-CR.aspx Čerpáno z: LOVEČEK, Michal: Fotovoltaické panely nové generace [online]. Brno, 2009, str. 34
27
3 Způsoby zapojení fotovoltaického systému Fotovoltaický systém lze zapojit několika způsoby. Tato variabilita využití fotovoltaiky ji činí o to více zajímavou.
3.1 Ostrovní systém Toto řešení se používá tam, kde není možné napojení na veřejnou distribuční síť nebo kde by to bylo nesmírně nákladné. Elektrická energie vyrobená fotovoltaickými panely je sváděna do akumulátorů, ze kterých se mohou následně napájet elektrospotřebiče fungující na 24 V. Pokud se k bateriím připojí i měnič napětí, tak lze napájet i běžné elektrospotřebiče na 230 V. V běžných podmínkách je toto řešení tedy vhodné využít na osamocených budovách (např. rekreační chata, chalupa), obytných automobilech, apod., ale je také využíváno ve vesmírných projektech (satelity, vesmírné stanice, aj.).
3.2 Připojení na síť samostatnou přípojkou Tento způsob je vhodný u instalací fotovoltaických systémů o velkém výkonu. Jde hlavně o systémy, které jsou budovány za účelem dodávání elektrické energie do distribuční sítě a nedochází k její spotřebě v místě výroby. Výhodou tohoto způsobu připojení je vyšší výkupní cena za každou dodanou kWh než u způsobu s využitím zeleného bonusu. Výkupní ceny jsou uvedeny v části 3.4. Nevýhodou je ale nutnost zřízení elektrické přípojky. Cena této přípojky pro rodinný dům se v roce 2009 pohybovala okolo 10000 Kč + 500 Kč za každý ampér na hlavním jističi. U fotovoltaických systémů postavených tzv. na zelené louce je to trochu jinak, protože většinou v blízkosti není přístup k distribuční síti. Takže se musí vybudovat i část samotné distribuční sítě (elektrické vedení).
3.3 Připojení na síť při využití zeleného bonusu Tento způsob umožňuje vlastní spotřebu vyrobené energie. V případě nedostatku energie (větší spotřeba než výroba) je daný nedostatek čerpán běžným způsobem z distribuční sítě. Při přebytku vyrobené energie (větší výroba než spotřeba) je tento přebytek dodáván (prodáván) do distribuční sítě. „Tento přebytek dodaný do distribuční
28
sítě je prodáván za smluvenou tržní cenu, která se pohybuje okolo 0,55 Kč/kWh.“31 Smluvená tržní cena bývá často rozdílem mezi výkupní cenou za 1 kWh a cenou zeleného bonusu za 1 kWh. Není zde stanovena hranice, kolik energie se musí spotřebovat v místě instalace a kolik se může prodat distributorovi. Výhodou tohoto typu připojení je, že není potřeba zřízení nové přípojky, protože se celý systém připojí do stávajícího rozvodu (v rodinném domě nebo chatě kdekoli, kde je přístupný třífázový rozvod). Zato se musí pořídit dva elektroměry. Jeden obyčejný, který se umísťuje u zdroje a měří množství vyrobené energie. A druhý poněkud složitější (čtyřkvadrantní), který nahradí stávající elektroměr. Tento čtyřkvadrantní elektroměr měří energii běžně odebíranou z distribuční sítě a navíc energii do distribuční sítě dodanou (v době, kdy je vyšší výroba než vlastní spotřeba). V žádném případě se tedy elektroměr netočí zpět. Kdekoho může napadnout otázka, jak tímto způsobem něco vydělá, když vyrobenou energii i přímo spotřebovává. Navíc, když u tohoto způsobu je nižší výkupní cena. Onen trik spočívá v tom, že za energii, která se vyrobí a zároveň spotřebuje v místě instalace, člověk nic nezaplatí. Toto množství energie by bylo spotřebováno tak či tak, jenže takhle jej nemusím odebírat z distribuční sítě za běžnou cenu, takže se tato částka (běžná cena za kWh elektrické energie . množství spotřebované elektrické energie vyrobené fotovoltaickým systémem) ušetří.
31
http://www.gsenergy.eu/cs/vykupni-ceny-zeleny-bonus.html
29
Obr. 14: Schéma zapojení fotovoltaické elektrárny při využití zeleného bonusu32
A konečně onen zelený bonus na elektřinu, o kterém už většina obyvatel něco slyšela. Ten je zákonem definován jako „Finanční částka na podporu výroby elektřiny podle tohoto zákona určená výrobcům elektřiny z obnovitelných zdrojů, druhotných zdrojů nebo vysokoúčinné kombinované výroby elektřiny a tepla“33. Jednodušeji řečeno je to částka, kterou výrobce obdrží za každou kWh elektrické energie vyrobenou pomocí obnovitelného zdroje (v případě této bakalářské práce je tímto zdrojem fotovoltaický systém). Tuto částku byl ze zákona povinen uhradit distributor elektrické energie (ten, se kterým má výrobce pro dané místo instalace uzavřenu smlouvu). „Od 1. 1. 2013 přešla povinnost na vyplácení podpory na společnost OTE a. s.“34 Za zmínku stojí ještě jedna výhoda tohoto typu připojení a tou je relativní nezávislost na distribuční síti. Takže i v případě výpadku distribuční sítě (tzv. blackout) lze pokrýt vlastní spotřebu. Závisí samozřejmě na množství potřebné energie a výkonu fotovoltaického systému (přes noc lze nefunkčnost fotovoltaického systému nahradit záložními bateriemi, nabíjenými přes den). Pokud výkon fotovoltaického systému
32
Čerpáno z http://www.solarni-system.cz/fotovoltaika/zjednodusene-schema-zapojeni-fotovoltaickeelektrarny-v-rodinnem-dome 33 § 2 zákona č. 165/2012 Sb. o podporovaných zdrojích energie a o změně některých zákonů 34 http://www.silektro.cz/aktuality/legislativni-zmeny-pro-fve-v-roce-2013-48
30
nebude dostatečný pro pokrytí celé spotřeby, tak se musí uživatel uskromnit v používání elektrospotřebičů, což je stále lepší, než být úplně bez elektřiny.
3.4 Výkupní ceny „Výkupní ceny přímého prodeje a zeleného bonusu stanovené podle zákona o podpoře využívání obnovitelných zdrojů jsou uplatňovány po celou dobu životnosti výroben elektřiny.
Přičemž
předpokládané
doby
životnosti
pro
jednotlivé
kategorie
obnovitelných zdrojů jsou uvedeny v příloze č. 3 vyhlášky č. 475/2005 Sb. v platném znění.“35 „Ta pro oblast fotovoltaiky stanovuje životnost nové výrobny 20 let.“36 „Po tuto dobu životnosti výrobny elektřiny, zařazené do příslušné kategorie podle druhu využívaného obnovitelného zdroje a data uvedení do provozu, se výkupní ceny a zelené bonusy meziročně zvyšují s ohledem na index cen průmyslových výrobců minimálně o 2 % a maximálně o 4 %, s výjimkou výroben spalujících biomasu a bioplyn.“37
Obr. 15: Výkupní ceny a zelené bonusy na elektřinu pro výrobu elektřiny využitím slunečního záření stanovené pro rok 201338
35
§ 2 vyhlášky č. 140/2009 Sb. o způsobu regulace cen v energetických odvětvích a postupech pro regulaci cen 36 Příloha č. 3 k vyhlášce č. 475/2005 Sb. kterou se provádějí některá ustanovení zákona o podpoře využívání obnovitelných zdrojů 37 § 2 vyhlášky č. 140/2009 Sb. o způsobu regulace cen v energetických odvětvích a postupech pro regulaci cen 38 Čerpáno z http://www.eru.cz/user_data/files/ERV/ERV8_2012.pdf
31
„V případě změny formy podpory na rok 2013 (výkupní ceny vs. zelené bonusy), bylo třeba postupovat podle stávajících platných předpisů a požádat o provedení změny svoji distribuční společnost do konce listopadu 2012. Distribuční společnost poté zajistí předání této informace operátorovi trhu. Zákon garantuje výrobcům, kteří pobírali nějakou formu podpory do konce roku 2012, že si do budoucna mohou zvolit jakoukoliv z jiných forem podpory (výkupní ceny, zelené bonusy), a to i opakovaně. Do budoucna však výrobce tento krok provede zadáním požadavku v systému CS OTE a nikoliv žádostí na distribuční společnost.“39
39
http://www.silektro.cz/aktuality/legislativni-zmeny-pro-fve-v-roce-2013-48
32
4 Legislativa „Provoz fotovoltaické elektrárny je podnikáním podle zvláštního předpisu, jímž je Energetický zákon č. 91/2005 Sb. Na tuto činnost je nutné mít licenci od Energetického regulačního úřadu (ERÚ). Licence je obdobou živnostenského listu, opravňuje k podnikání v daném oboru. V případě, že tuto činnost začne vykonávat osoba, která doposud nebyla podnikatelem, ERÚ jí zprostředkuje přidělení IČO.“40 Pokud už je provozovatel fotovoltaické elektrárny podnikatelem, stávají se příjmy z provozu této elektrárny součástí jeho stávající daňové evidence nebo účetnictví. „U fyzických osob, nepodnikatelů není nutné vedení účetnictví (pokud obrat nepřekročí 25 000 000 Kč), ale postačí vedení daňové evidence a každoročně podávat daňové přiznání.“41
4.1 Proces registrace a plateb při využití zeleného bonusu „Ke dni 31. 12. 2012 skončila platnost smluv o podpoře výroby z obnovitelných zdrojů, kterou měli výrobci uzavřenou s příslušnou distribuční společností. Neznamená to, že by se mělo něco měnit na výši podpory – zákon garantuje, že musí byt zachována stávající výše podpory. Pro stávající a nové výrobce se zapojením fotovoltaické elektrárny v režimu zeleného bonusu tak platí od 1. 1. 2013 následující postup: 1) Zařídit si elektronický certifikát pro přístup do centrálního informačního systému (CS OTE), 2) Potvrdit stávající formu podpory nebo případnou změnu provozovateli distribuční soustavy, 3) Po přístupu do CS OTE zkontrolovat údaje z licencí, kontaktní adresy a bankovní spojení, 4) Potvrdit v CS OTE registrovaný nárok na podporu.“42 „K přístupu do CS OTE si musí každý výrobce zřídit tzv. elektronický podpis. Bez něj se nebude moci přihlásit ke svému účtu a zadávat údaje o výrobě a nebude inkasovat zelený bonus.“43
40
http://www.mojeslunce.cz/projekt-mojeslunce/zaruka-zisku/ § 1, odst. 2, písm. e, Zákon č. 563/1991 Sb. o účetnictví 42 http://www.silektro.cz/aktuality/legislativni-zmeny-pro-fve-v-roce-2013-48 41
33
„Výkazy o výrobě se budou vyplňovat elektronicky v systému CS OTE a to vždy do 10. dne po skončení fakturačního období (měsíční, čtvrtletní). Operátor trhu má následně 5 dnů (tedy do 15. dne v měsíci) na to, aby předané výkazy odsouhlasil (srovnáním s daty, která obdržel od distribuční společnosti). V následujících 14 dnech dojde k automatické výplatě zeleného bonusu (bez fakturace).“44 „Pro FVE v režimu zelený bonus se již nebude zasílat faktura. Platba na účet výrobce proběhne na základě zadaných údajů do systému CS OTE společnosti OTE a. s. Ten porovná zadané údaje s daty, která mu dodá distribuční společnost a provede výplatu zeleného bonusu na účet výrobce. Výrobce nebude OTE a. s. zasílat žádnou fakturu, platba proběhne automaticky. Výrobce nebude mít s OTE a. s. ani uzavřenou žádnou smlouvu o podpoře, protože vyplácení podpory probíhá na základě zákona a smlouva k tomu tudíž není zapotřebí.“45
4.2 Daň z příjmu „Novelou Zákona o daních z příjmů bylo zrušeno osvobození příjmů z provozování fotovoltaické elektrárny. Naposled tak byly osvobozeny příjmy z kalendářního roku 2010. Veškeré příjmy plynoucí z provozu elektrárny od 1. 1. 2011 již musí být řádně zdaněny.“46 Základem daně, popř. dílčím základem daně, jsou příjmy z provozu fotovoltaické elektrárny. Sazba daně z příjmu činí 21 % pro právnické osoby a 15 % pro fyzické osoby. „Zdanitelné příjmy se snižují o výdaje vynaložené na jejich dosažení, zajištění a udržení. Provozovatel solární elektrárny má dvě možnosti, jak bude vykazovat náklady. Buď ve skutečné výši, nebo výdajovým paušálem, který pro tento typ podnikání činí 40 % příjmů. Pokud jsou náklady vykazovány ve skutečné výši, pak se do těchto nákladů zahrnují především odpisy a dále veškeré výdaje, které majitel fotovoltaické elektrárny prokazuje fakturami, účtenkami a pokladními doklady. V případě vykazování nákladů pomocí 40% paušálu v daném roce automaticky propadají odpisy a není třeba řešit účtenky a faktury, kterými budou náklady prokazovány. Nezaniká však povinnost 43
http://www.silektro.cz/aktuality/legislativni-zmeny-pro-fve-v-roce-2013-48 Tamtéž 45 Tamtéž 46 http://www.solarenvi.cz/slunecni-elektrarny/legislativa/dan-z-prijmu-a-odpisy-pri-provozovani-fve/ 44
34
vést daňovou evidenci. Uplatnění výdajového paušálu tedy znamená, že si majitel elektrárny stanoví výši nákladů jako 40 % z dosažených příjmů. Každý podnikatel si může pro každé zdaňovací období vybrat, jakým způsobem bude uplatňovat náklady. Tato volba je závislá na tom, který z výše uvedených způsobů je pro poplatníka v daném roce výhodnější.“47
4.3 Odpisy Fotovoltaická elektrárna jako celek patří do čtvrté odpisové skupiny, položka 4-16, SKP 2302 Stavby elektráren (díla energetická výrobní) s dobou odpisu 20 let. Odpisy se vypočítají z tzv. vstupní ceny, která je rovna vynaloženým výdajům sníženým o hodnotu poskytnuté dotace. Pro čtvrtou odpisovou skupinu je stanovena výše odpisu ze vstupní ceny 2,15 % v prvním roce odpisování a 5,15 % v dalších letech.
4.4 Daň z přidané hodnoty „Pro instalaci fotovoltaické elektrárny na rodinný dům platí dle § 48 novelizovaného zákona o dani z přidané hodnoty pro fyzické osoby snížená 15% sazba DPH, a to jak na montážní práce, tak na materiál samotné fotovoltaické elektrárny.“48 „DPH se zahrne do vstupní ceny pro účely odpisování zařízení u subjektů, které nejsou plátcem DPH, a tudíž nemohli uplatnit odpočet DPH při pořízení fotovoltaické elektrárny.“49 „Neplátce daně fakturuje za vyrobenou elektřinu částky bez DPH, tedy v takové výši, v jaké byly vyhlášeny Energetickým regulačním úřadem.“50
47
http://www.solarenvi.cz/slunecni-elektrarny/legislativa/dan-z-prijmu-a-odpisy-pri-provozovani-fve/ http://www.roadenergy.eu/d62-legislativa-2013-html.html 49 Tamtéž 50 Tamtéž 48
35
5 Místo instalace Fotovoltaický systém je navrhován na část sedlové střechy rodinného domu orientovanou k jihozápadu (azimut 213°, takže 33° k západu) a mající sklon 20°. Využitelná plocha střechy je 61,5 m2 (12,3 m délka, 5 m šířka). Dům se nachází na samém jihu Moravy ve městě Lanžhot, na souřadnicích N 48° 43.360 E 016° 57.345 v nadmořské výšce 160 m. n. m.
5.1 Místní podmínky Při porovnání údajů o místu instalace z bodu 5 (azimut 33° k západu a sklon střechy 20°) s obrázkem č. 10 jsem přišel k závěru, že fotovoltaické panely instalované v těchto podmínkách dokáží využít 97 % svého výkonu. Z údajů na obrázku č. 11 vyplývá, že celková doba sluneční svitu v místě instalace je 1800–1900 hodin za rok (průměrně tedy 1850). Z údajů na obrázku č. 12 vyplývá, že místo instalace se nachází v místech s úhrnem dopadajícího slunečního záření 1109–1337 kWh/m2 (průměrně tedy 1223 kWh/m2). V bodu 2.4.1 je zmíněno, že na účinnost fotovoltaických panelů má vliv také teplota okolí. Teplotu ve městě Lanžhot znázorňuje následující tabulka. Tab. 1: Průměrná teplota ve městě Lanžhot51
Měsíc Leden Únor Březen Duben Květen Červen Červenec Srpen Září Říjen Listopad Prosinec Rok 51
Průměrná teplota [°C] -1,1 -1,6 0,1 4,1 10 14,7 17,9 20,1 19,5 14,6 9,3 4,7 9,36
Vlastní zpracování, zdroj dat http://www.tixik.cz/lanzhot-pocasi-4056427.htm
36
Při porovnání údajů z tabulky č. 1 s obrázkem č. 13 vychází, že ztráty vlivem teploty budou průměrně za rok cca 10 %. Z údajů uvedených v této kapitole je tedy zřejmé, že vybrané místo instalace se dle geografických podmínek v rámci České republiky nachází v nejideálnější oblasti (podmínkách) pro instalaci fotovoltaické elektrárny. S orientací a sklonem střechy bohužel nic nenadělám, ale jelikož je ztráta vlivem orientace a sklonu pouze 3 %, tak to nepovažuji za něco závažného či nevýhodu.
5.2 Spotřeba elektrické energie v místě instalace Před samotnou instalací fotovoltaické elektrárny potřebuji znát údaje o spotřebě a ceně elektrické energie v místě instalace. Tyto údaje potřebuji k tomu, abych správně dimenzoval výkon instalované elektrárny. Elektrárna musí dosahovat dostatečného výkonu, aby dokázala pokrýt alespoň většinu spotřeby elektrické energie. K získání potřebných údajů jsem využil vyúčtování za elektřinu z let 2006–2007, 2007–2008 (pouze údaj o spotřebovaném množství elektrické energie, který je vidět v tabulce č. 2), 2008–2009 a 2009–2010, viz přílohy A, B a C. Novější údaje se mi nepodařilo získat. Elektrický proud může být spotřebitelům dodáván ve vysokém a nízkém tarifu. „Nízký tarif (NT) je časové pásmo, kdy je nižší zatížení elektrické rozvodné sítě. V této době jsou zpravidla i nižší náklady na výrobu elektřiny. Energetické společnosti proto motivují odběratele v tomto čase nižší cenou. Časové pásmo, kdy zákazník platí nižší cenu, je dáno smluvními podmínkami.“52 Nízký tarif je často nazýván jako noční proud, i když může být využíván i v průběhu dne. Většinou je NT využíván pro napájení jen některých či pouze jednoho spotřebiče (např. pračka, bojler, aj.). „Vysoký tarif (VT) platí v době mimo platnost nízkého tarifu, popř. i ve stejnou dobu, když je NT využíván k napájení jen určitých spotřebičů. Za odebranou elektřinu v době vysokého tarifu se platí vyšší cena.“53
52 53
http://elektrika.cz/terminolog/eterminologitem.2005-05-23.0361569353 Tamtéž
37
Tab. 2: Spotřeba elektrické energie v místě instalace 54
Celková roční spotřeba v průběhu let 2006–2010 2006–2007 2007–2008 2008–2009 2009–2010 3 096 2 754 2 957 2 697 VT [kWh] 4 963 4 272 3 882 3 375 NT [kWh] 8 059 7 026 6 839 6 072 Celkem [kWh] V místě instalace je v NT zapojen pouze bojler, který slouží k ohřevu vody a NT je nastaven v čase 00–04 hodin a 16–18 hodin. Po instalaci elektrárny bude bojler přepojen na VT, aby byl napájen jen přes den, čímž zajistím jeho napájení FV elektrárnou. NT už se tedy nebude využívat. Jelikož FVE dodává elektřinu pouze přes den (když svítí slunce), tak potřebuji znát spotřebu místa instalace přes den. „Slunce vychází průměrně v 7 hodin ráno a zapadá v 19 hodin večer.“55 To znamená 12 hodin svitu denně (půl dne). Jenže nemohu vzít jen polovinu celkové spotřeby, protože přes den je větší spotřeba než přes noc (odhadem 60 % přes den). Budu tedy chtít pokrýt spotřebu bojleru (viz tabulka č. 2, řádek NT) a zhruba 60 % zbylé spotřeby (tabulka č. 2, řádek VT). Tab. 3: Spotřeba elektrické energie, kterou chci alespoň z většiny pokrýt vlastní výrobou56
Celková roční spotřeba 2006–2007 2007–2008 2008–2009 2009–2010 Spotřeba přes den (VT) v době funkčnosti FVE [kWh]
6 821
5 924
5 656
4 993
Z údajů v tabulkách je zřejmé, že spotřeba se v průběhu let snižovala. To bylo způsobeno výměnou některých spotřebičů za nové s nižší spotřebou. Jelikož nepředpokládám další snižování spotřeby a navíc během dalších let došlo ke stavebním úpravám objektu a navýšil se počet spotřebičů, tak pro potřeby dalších výpočtů vezmu v potaz údaj o spotřebě z roku 2009–2010 z tabulky č. 2. To je 4 993 kWh, což z výše uvedených důvodů zaokrouhlím na rovných 5 000 kWh/rok. Ekvivalent toho je 416,6 kWh/měsíc nebo 13,7 kWh/den. Toto jsou pouze průměrné hodnoty, protože jak množství výroby, tak i množství spotřeby v průběhu roku kolísá. Elektrárna tedy musí mít dostatečný instalovaný výkon, aby i po dvaceti letech provozu dokázala pokrýt většinu vypočtené spotřeby. Avšak čím větší bude instalovaný výkon, tím lépe, protože 54
Vlastní zpracování, zdroj dat: vyúčtování za elektřinu Vlastní výpočet, zdroj dat http://kalendar.beda.cz/graficke-znazorneni-svitani-a-soumraku-v-roce 56 Vlastní zpracování 55
38
tak elektrárna dokáže pokrýt spotřebu i při kolísání spotřeby (např. zapojení více spotřebičů najednou, než je obvyklé).
5.3 Cena elektrické energie Cenu elektřiny tvoří několik částí. Jedná se o cenu za dodávku (spotřebu), cenu za distribuci, cenu za systémové služby, cenu za služby OTE (platba na pokrytí nákladů Operátora trhu s elektřinou), cena za KVET, OZE, DZ (platba na podporu kombinované výroby elektřiny a tepla, obnovitelných zdrojů energie a druhotných zdrojů elektřiny), daň z elektřiny a ostatní platby (poplatky). Cena elektřiny se v průběhu let mění a má spíše zvyšující se tendenci, což lze vidět i v tabulce č. 4 (pokles ceny ve VT v roce 2009–2010 je způsoben rozdílem mezi spotřebou ve VT a v NT a následném rozpuštění částí ceny elektřiny společných pro oba tarify). „V roce 2011 byla průměrná cena za elektřinu 4,45 Kč/kWh a v roce 2012 to bylo 4,64 Kč/kWh.“57 Tab. 4: Ceny elektřiny58
Vývoj cen elektřiny 2006–2007 2008–2009 2009–2010 3,63 Kč 4,87 Kč 4,34 Kč Cena elektřiny ve vysokém tarifu [Kč/kWh] 1,28 Kč 1,52 Kč 1,57 Kč Cena elektřiny v nízkém tarifu [Kč/kWh] „I když cena elektřiny v některých letech klesla, tak z dlouhodobého hlediska je její průměrný meziroční nárůst 8 %.“59 Jelikož nepředpokládám stejně vysoký nárůst i v dalších letech, tak pro potřeby dalších výpočtů budu brát v potaz meziroční nárůst cen elektřiny pouze 4 %.
57
http://www.energie123.cz/elektrina/ceny-elektricke-energie/cena-1-kwh/ Vlastní zpracování, zdroj dat: vyúčtování za elektřinu 59 http://www.tzb-info.cz/ceny-paliv-a-energii/8998-vyvoj-cen-elektricke-energie-v-regionu-zapadni-astredni-evropy-v-letech-2001-2011 58
39
6 Součásti fotovoltaického systému Ke správné funkčnosti celého fotovoltaického systému je potřeba několik komponentů. Samozřejmostí jsou fotovoltaické panely. Dále pak střídač, elektroměr výroby, rozvaděč, čtyřkvadrantní elektroměr a neméně důležitá, avšak často opomíjená nosná konstrukce a kabeláž.
6.1 Fotovoltaické panely Jsou popsány v části 2.4. Pro vlastní instalaci chci zvolit fotovoltaický panel CNPV 255M v počtu 31 kusů v ceně „7 259 Kč/ks bez DPH“60. Tento panel je tvořený monokrystalickými články, které zajišťují jeho vysokou účinnost 16,7 % a vysoký výkon 255 Wp. „Nominální výkon fotovoltaických panelů je udáván v jednotkách Watt peak (Wp), jde o výkon vyrobený solárním panelem při standardizovaném výkonnostním testu, tedy při energetické hustotě záření 1 000 W/m2, 25 °C a světelném spektru odpovídajícím slunečnímu záření po průchodu bezoblačnou atmosférou Země. Watt peak je jednotkou špičkového výkonu dodávaného solárním zařízením při ideálních podmínkách, jde tedy přibližně o výkon dodávaný panelem nebo systémem za běžného bezoblačného letního dne.“61 Celkový výkon všech 31 ks panelů bude dosahovat 7 905 W (7,905 kW). Když znám tento výkon, tak mohu následně vybírat střídač.
Obr. 16: Vybraný panel CNPV 255M62
60
http://www.gvservis.cz/wwww-gvservis-cz/eshop/1-1-FOTOVOLTAICKE-PANELY/0/5/15-CNPV255M/download#anch1 61 http://www.zkratky.cz/Wp/16927 62 Čerpáno z http://www.gvservis.cz/wwww-gvservis-cz/eshop/1-1-FOTOVOLTAICKEPANELY/0/5/15-CNPV-255M/download#anch1
40
Výrobcem tohoto panelu je ověřená firma CNPV. „Společnost CNPV, založená v roce 2006, je přední společností pro výrobu řady solárních produktů, která vyrábí ingoty, články a solární moduly a má silné zastoupení v oblasti solární fotovoltaiky, kde navrhuje, vyrábí a dodává vysoce účinné pozemní krystalické solární fotovoltaické moduly, které jsou zdrojem spolehlivé a z hlediska životního prostředí ohleduplné elektrické energie pro domácí, komerční, průmyslové a veřejné použití v síti i mimo síť na celém světě.“63 To a vynikající parametry vybraného panelu stojí za jeho vyšší pořizovací cenou. Zde je vhodné připomenout přísloví: Nejsem tak bohatý, abych kupoval levné věci. Tab. 5: Elektrické parametry vybraného panelu64
Elektrické parametry Standardní výkon Přípustná odchylka výkonu Napětí při jmenovitém výkonu Proud při jmenovitém výkonu Napětí naprázdno Proud nakrátko Provozní teplota
255 W 0 %/+3 % 31,3 V 8,15 A 37,9 V 8,7 A od –40 °C do +85 °C
Tab. 6: Obecné parametry vybraného panelu65
Obecné parametry Délka 1 650 mm Šířka 992 mm Tloušťka 46 mm Hmotnost 20 kg Délka propojovacího kabelu G 1 000 mm Přední sklo tvrzené sklo o tloušťce 3,2 mm Rám eloxovaný hliník, typ 6063T5 Záruka 80 % výkonu po 25 letech opotřebení 0,8 %/rok Počet článků 60
63
http://www.cnpv-power.com/cz/HTML/About/Display/Aid_1.html Vlastní zpracování, data čerpána z http://www.gvservis.cz/fotky22539/fotov/_ps_15CNPV245M_to_255M-German.pdf 65 Vlastní zpracování, data čerpána z http://www.gvservis.cz/fotky22539/fotov/_ps_15CNPV245M_to_255M-German.pdf 64
41
Obr. 17: Schéma rámu vybraného panelu66
6.2 Střídač Střídač, zvaný též jako měnič či invertor, je zařízení sloužící k přeměně velmi nízkého stejnosměrného napětí generovaného fotovoltaickými panely na střídavé napětí 230 V. Na trhu je mnoho výrobců střídačů, které se liší hlavně účinností, komfortem a samozřejmě cenou. Účinnost střídačů dosahuje 96 % přeměněné energie. Ztráta vlivem střídače je tedy 4 %. Jelikož celkový výkon panelů bude 7 905 W, tak střídač musí mít minimálně stejný výkon. Střídač bude umístěn uvnitř objektu. Pro instalaci chci zvolit výkonný třífázový střídač FRONIUS IG PLUS 120 s výkonem 10 kW v ceně „64 462,81 Kč/ks bez DPH“67.
Obr. 18: Střídač FRONIUS IG PLUS 12068
66
Čerpáno z http://www.gvservis.cz/fotky22539/fotov/_ps_15CNPV-245M_to_255M-German.pdf http://www.nemakej.cz/Stridace-vicefazove-k0106 68 Čerpáno z http://www.nemakej.cz/FRONIUS-IG-PLUS-120-n21892 67
42
Tab. 7: Parametry vybraného střídače69
Vstupní stejnosměrná strana Jmenovitý výkon DC Rozsah napětí MPP
10500 W 230–500 V
Max. vstupní proud z panelů
45,8 A
Výstupní střídavé veličiny Jmenovitý výkon Maximální výkon Síťové připojení Maximální efektivita Noční spotřeba Zkreslení
10 000 W 10 000 W třífázové 96,10% 1W <3,5 %
Tab. 8: Všeobecné parametry vybraného střídače 70
Všeobecné parametry Výška 1 221 mm Šířka 434 mm Hloubka 244 mm Hmotnost 49 kg Chlazení řízeným větráním Rozsah okolních teplot od –20 °C do +50 °C
69 70
Vlastní zpracování, zdroj dat http://www.nemakej.cz/FRONIUS-IG-PLUS-120-n21892 Tamtéž
43
6.3 Elektroměr výroby Elektroměr měřící množství vyrobené energie [kWh] je důležitý pro následné vyměření a vyplácení zeleného bonusu. Zelený bonus výrobce dostane za energii, kterou vyrobí (viz bod 3.3). Jako tento elektroměr zvolím produkt EcoCount Compact 3x65A CZ CEJCH za cenu 3 445 Kč bez DPH. Tab. 9: Základní údaje o vybraném elektroměru71
Základní údaje Úředně ověřený, třífázový, jednosazbový elektroměr na DIN lištu Přímé měření do 65 A Zobrazuje napětí, proud a výkon ve fázích Velikost 4 moduly Třída přesnosti 1 Montáž na lištu DIN LCD displej 6+1 Impulsní výstup SO+LED Zpětná brzda CZ úřední ověření a protokol v ceně
Obr. 19: Vybraný elektroměr pro měření výroby72
71
Vlastní zpracování, údaje čerpány z http://www.solar-eshop.cz/p/ecocount-compact-3x65a-cz-cejchprime-mereni-do-65a/ 72 Čerpáno z http://www.solar-eshop.cz/p/ecocount-compact-3x65a-cz-cejch-prime-mereni-do-65a/
44
6.4 Rozvaděč Jako rozvaděč zvolím elektroměrový rozvaděč ER122/NVP7P v ceně „3 512 Kč/ks“73. Tab. 10: Technické parametry vybraného rozvaděče74
Technické parametry Jmenovité napětí Jmenovitý proud Jmenovitý kmitočet Stupeň krytí Stupeň ochrany Zkratová odolnost Přístrojová výzbroj Max. průřez přívodních vodičů Max. průřez vývodních vodičů
Způsob připojení vodičů
Uzavírání dveří Rozměry (š x v x h) Hmotnost Typ pilířového podstavce Odolnost proti hoření Ochrana neživých částí před nebezpečným dotykovým napětím
230/400 V do 2x40 A (na zakázku do 63A, 80A) 50 Hz IP44/20C IK10 10 kA 1x můstek PEN 16 mm2 silový obvod 16 mm2 pomocný obvod přívod řadové svorky vývod řadové svorky PEN svorkovnice PEN uzemnění pomocný obvod trnový klíč 6x6mm dle ČSN359756 470 x 615 x 250 mm 16 kg kategorie B (nesnadno hořlavé) samočinným odpojením od zdroje
73
http://www.e-rozvadece.cz/www-e-rozvadece-cz/eshop/1-1-Elektromerove-rozvadece/2-2Plastove/5/29-Elektromerovy-rozvadece-ER122-NVP7P 74 Vlastní zpracování, údaje čerpány z http://www.e-rozvadece.cz/www-e-rozvadece-cz/eshop/1-1Elektromerove-rozvadece/2-2-Plastove/5/29-Elektromerovy-rozvadece-ER122-NVP7P
45
6.5 Čtyřkvadrantní elektroměr Za čtyřkvadrantní elektroměr chci zvolit Elektroměr EME-303-V2-3x230-5 v ceně „6 900 Kč/ks bez DPH“75.
Obr. 20: Vybraný elektroměr EME-303-V276 Tab. 11: Základní údaje o vybraném o čtyřkvadrantním elektroměru 77
Základní údaje statický pro montáž na lištu DIN měří ve čtyřech kvadrantech 4 tarify vysoký dynamický rozsah měření měří a zobrazuje V, A, W, VA, Hz, účiník, 1/4h výkon, 4x impulsní výstup S0 4x výstup pro regulaci proudu nebo výkonu třída přesnosti 2
6.6 Nosná konstrukce Pro vlastní instalaci musím využít pevnou konstrukci pro šikmou střechu. Střecha je tvořena obyčejnými krovy a střešní krytinu tvoří obyčejné pálené tašky (tzv. brněnky). „Nosná konstrukce pro tento typ střechy je tvořena z horizontálních příčných tyčových profilů, které nesou řady FV panelů. Profily jsou kotveny na nosnou konstrukci střechy pomocí střešních háků. FV panely jsou připevněny k profilům skrze středové a koncové přítlačné tvarovky. Počet háků (kotvících bodů) je dán roztečemi krokví, nadmořskou výškou lokality, výškou objektu, otevřeností terénu, sněhovou a větrnou oblastí.“78
75
http://www.elektronikagec.cz/obchod/detail/13-elektromer-eme-303-v2/ Čerpáno z http://www.elektronikagec.cz/obchod/detail/13-elektromer-eme-303-v2/ 77 Vlastní zpracování, údaje čerpány z http://www.elektronikagec.cz/obchod/detail/13-elektromer-eme303-v2/ 78 http://www.silektro.cz/produkty/konstrukce-na-sikme-strechy-20 76
46
Obr. 21: Schéma nosné konstrukce pro sedlovou střechu s krytinou z pálených tašek79
„Podle orientačních cen výstavby FVE firmou MM mont group s. r. o. je cena nosné konstrukce cca 410 Kč/m2.“80 Podle této ceny je cena nosné konstrukce pro zamýšlenou elektrárnu na střeše o ploše 61,5 m2 cca 25 000 Kč.
6.7 Kabeláž Cena kabeláže je závislá na rozsahu celého systému a potřebných zásahů do stávajících elektrický rozvodů v objektu. Cenu tedy mohu pouze odhadnout. Pro další výpočty budu počítat s odhadovanou cenou kabeláže 5 000 Kč. Protože kabeláž má také vliv na energetické ztráty, vezmu tedy v potaz cca 5% ztrátu vlivem kabeláže.
79 80
Čerpáno z http://www.tridas-tech.cz/category62_nosna-konstrukce Vlastní výpočet, zdroj dat http://www.mmmontgroup.cz/orientacni-ceny-vystavby-fve.aspx
47
7 Schéma zapojení fotovoltaického systému Celý systém bude zapojen stejným způsobem, jako je znázorněno na obrázku č. 14, pouze bude vynechán PC monitoring systému, který nepovažuji za důležitý. Vzhledem k rozměrům střechy a panelů budou panely rozmístěny ve dvou řadách, každá čítající 12 ks panelů umístěných na výšku a jedna řada čítající 7 ks panelů umístěných na šířku. Panely jsou už z výroby opatřeny propojovacím kabelem o délce 1 000 mm (viz tabulka č. 6) zakončeným konektorem, kterým se propojí do řetězců (propojení by se dalo přirovnat k propojení obyčejných zářivek). Zvolil jsem zapojení panelů do tří řetězců, čímž zamezím výpadku celého systému při vadě jednoho panelu. Pokud se objeví vada na jednom panelu či na kabeláži, tak vypadne z provozu pouze ten řetězec, ve kterém se vada nachází. Zbylé dva řetězce budou moci nadále fungovat. Schéma rozmístění panelů a jejich elektrického zapojení/propojení je k vidění v příloze D.
48
8 Energetické hodnocení FVE K odhadu výpočtu vyrobené elektrické energie jsem využil software volně dostupný na webových
stránkách
PVGIS
(Photovoltaic
Geographical
Information
System
[Fotovoltaický Geografický Informační Systém]) Evropské komise, který je k tomuto účelu z části stvořen. Pro získání výpočtu je potřeba do softwaru zadat určité údaje o instalované FVE a o místu instalace (viz tabulka č. 12). Tab. 12: Hodnoty zadané do softwaru na stránkách PVGIS pro výpočet odhadované výroby81
Uvažované hodnoty GPS souřadnice místa instalace N 48° 43.360 E 016° 57.345 Instalovaný výkon FV elektrárny 7 905 W Technologie FV panelů Monokrystalický křemík Sklon panelů 20° Orientace panelů 33° k západu Umístění panelů Na střeše budovy Odhadované ztráty vlivem sklonu a orientace panelů 3% Odhadované ztráty vlivem teploty 10 % Odhadované ztráty vlivem střídače 4% Ostatní ztráty Odhadované ztráty vlivem kabeláže 5% Celkové ztráty v systému 22 % Po zadání těchto údajů provedl software výpočet, jehož hodnoty znázorňuje tabulka č. 13.
81
Vlastní zpracování
49
Tab. 13: Odhadované množství výroby FV elektrárnou82
Měsíc Leden Únor Březen Duben Květen Červen Červenec Srpen Září Říjen Listopad Prosinec Průměrná výroba [kWh] Celková výroba za rok [kWh]
Výroba za měsíc [kWh]
Výroba za den [kWh]
220 371 666 948 1 030 1 020 1 010 946 704 479 275 232
7,10 13,30 21,50 31,60 33,40 34,20 32,60 30,50 23,50 15,40 9,16 7,47
658
21.1
7 901
Z tabulky č. 13 je patrné, že elektrárna v prvním roce svého provozu vyrobí 7901 kWh elektrické energie. Tento výkon se bude v průběhu let snižovat o 0,8 % ročně (viz tabulka č. 6: Obecné parametry). Při porovnání údajů o měsíční výrobě z tabulky č. 13 s průměrnou měsíční spotřebou, jež je 416,6 kWh (viz bod 5.2), zjistím, že v měsíci lednu, únoru, listopadu a prosinci nedokáže elektrárna pokrýt celou spotřebu. Naopak v ostatních měsících vyrobí elektrárna více energie, než jaká je spotřeba. To vše je znázorněno v tabulce č. 14.
82
Vlastní zpracování, data čerpána z výpočtu softwaru na webových stránkách http://re.jrc.ec.europa.eu/pvgis/apps4/pvest.php?lang=en&map=europe
50
Tab. 14: Porovnání výroby a spotřeby83
Měsíc
Výroba za měsíc [kWh]
Leden Únor Březen Duben Květen Červen Červenec Srpen Září Říjen Listopad Prosinec
220 371 666 948 1 030 1 020 1 010 946 704 479 275 232
7 901
Spotřeba Průměrná Přebytek vyrobené měsíční [kWh] energie spotřeba [kWh] [kWh] 417 0 220 417 0 371 417 249 417 417 531 417 417 613 417 417 603 417 417 593 417 417 529 417 417 287 417 417 62 417 417 0 275 417 0 232 -
3 470
4 431
Z celkových 7 901 kWh vyrobené elektrické energie bude 4 431 kWh (56 %) spotřebováno přímo v místě instalace a zbylých 3 470 kWh bude prodáno za smluvenou tržní cenu.
83
Vlastní zpracování
51
9 Ekonomické hodnocení FVE a doba návratnosti Tab. 15: Tabulka investičních výdajů84
Komponenty Panely Střídač Elektroměr výroby Rozvaděč Čtyřkvadrantní elektroměr Nosná konstrukce Kabeláž
Investiční výdaje Počet [ks] Cena za kus 31 7 259 Kč 1 64 463 Kč 1 3 445 Kč 1 3 512 Kč
Cena [Kč] 225 029 Kč 64 463 Kč 3 445 Kč 3 512 Kč
1
6 900 Kč
6 900 Kč
1 1
25 000 Kč 5 000 Kč
25 000 Kč 5 000 Kč
Cena celkem Cena s DPH 15 %
333 349 Kč 383 351 Kč
Pro výpočet čisté současné hodnoty (dále „ČSH“ nebo také „NPV“) budoucích peněžních toků potřebuji znát míru inflace. Vývoj míry inflace v České republice v letech 1997–2012 je znázorněn v tabulce č. 16. Podle těchto údajů je průměrná výše roční inflace 3,49 %. V tomto směru jsem ale pesimista, takže budu počítat se 4% mírou inflace. „Čistou současnou hodnotu počítám podle vzorce:
, kde
84 85
NPV je čistá současná hodnota investičního projektu, CFt
je čistý peněžní příjem v nominálním vyjádření v roce t,
r
diskontní míra (v mém případě 4 % dle inflace),
n
doba životnosti projektu v letech,
t
jednotlivá léta životnosti.“85
Vlastní zpracování https://managementmania.com/cs/cista-soucasna-hodnota
52
Tab. 16: Vývoj míry inflace v letech 1997–201286
1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 8,5% 10,7% 2,1% 3,9% 4,7% 1,8% 0,1% 2,8% 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 1,9% 2,5% 2,8% 6,3% 1,0% 1,5% 1,9% 3,3% Pro stěžejní výpočet ekonomické stránky celé instalace použiji hodnoty už dříve zmíněné v textu. Pro jejich snazší přehled jsou uvedeny v tabulce č. 17. Tab. 17: Důležité údaje potřebné k výpočtu87
Důležité údaje Snižování výkonu FV panelů a tím i vyrobeného množství energie Hodnota zeleného bonusu Minimální roční navýšení hodnoty zeleného bonusu Smluvená tržní cena Výše odpisu v prvním roce Výše odpisu v dalších letech Růst ceny za elektřinu Výše daně z příjmu Průměrná míra inflace
0,8 %/rok 2,28 Kč/kWh 2% 0,55 Kč/kWh 2,15 % 5,15 % 4 %/rok 15 % 4%
Hodnota zeleného bonusu vychází z údajů na obrázku č. 15, řádek 512. Celý stěžejní výpočet je zobrazen v příloze E. Suma peněžních toků bude činit 1 040 090 Kč, čemuž odpovídá čistá současná hodnota 682 584 Kč. V porovnání s investičními výdaji ve výši 383 351 Kč je výše ČSH 178 %. Čistý zisk je tedy 78 % neboli 299 233 Kč. Doba návratnosti je necelých 11 let. Na konci jedenáctého roku provozu je již FVE v zisku 13 156 Kč. Během 20 let provozu vyrobí elektrárna 146 568 kWh elektrické energie, z nichž 88 620 kWh bude spotřebováno přímo v místě instalace a přebytek 57 948 kWh bude prodán. Je důležité zmínit, že po uplynutí 20 let provozu přestanou být vypláceny zelené bonusy (viz bod 3.4), ale samotná FVE bude stále funkční. Dvacetiletou životnost FVE stanovil
86 87
Vlastní zpracování, data čerpána z http://www.czso.cz/csu/redakce.nsf/i/mira_inflace Vlastní zpracování
53
pouze zákon, protože od toho se odvíjí garantovaná doba, kdy budou vypláceny výkupní ceny a zelené bonusy.
9.1 Jiný počet panelů Pro uvažovanou FVE jsem počítal s 31 ks FV panelů. Na plochu dané střechy by se jich ale vešlo až 35 ks. Např. počtu 33 ks panelů by bylo dosaženo jejich rozmístěním do jedné řady na výšku po 12 kusech a třech řadách na šířku, každá čítající 7 ks. Počtu 35 ks panelů by bylo dosaženo jejich rozmístěním do pěti řad na šířku, každá čítající 7 ks. Při tomto rozmístění by však na horní a spodní straně střechy zbyly pouhé 2 cm volného místa. Panely jsou navíc umístěny až nad současnou střešní krytinou. Tyto dva parametry by při dešti mohly znamenat problém spočívající ve stékání dešťové vody až za okap. Stejné výpočty jako pro zamýšlenou FVE čítající 31 ks FV panelů jsem provedl i pro možnosti, kde by FVE tvořilo 33 ks nebo 35 ks FV panelů. Z důvodu velkého množství dat zde uvádím jen ty hlavní v tabulce č. 18. Tab. 18: Porovnávací tabulka88
Počet Investiční panelů výdaje
31 ks 33 ks 35 ks
383551 Kč 400047 Kč 416743 Kč
Množství výroby [kWh]
Množství spotřeby [kWh]
7901 8410 8920
4431 4502 4573
ČSH – ČSH [Kč] Investiční výdaje [Kč]
ČSH / Výdaje [%]
(ČSH – Výdaje) / Výdaje [%]
682584 Kč 708260 Kč 734005 Kč
178 % 177 % 176 %
78 % 77 % 76 %
299233 Kč 308213 Kč 317262 Kč
Při pohledu na údaje v tabulce č. 18 je zřejmé, že v případě instalace 33 kusů a 35 kusů panelů se snižuje poměr ČSH a investice. Při instalaci 33 ks panelů se tento poměr snížil o 1 %, respektive o 2 % při instalaci 35 ks panelů. S menším množstvím panelů než 31 ks jsem nepočítal, protože po dvaceti letech provozu už by výkon FVE nebyl dostatečný i pro další léta.
88
Vlastní zpracování
54
Závěr Cílem mé bakalářské práce bylo zhodnotit projekt (investici) solárního zdroje energie k výrobě elektrické energie pro budovu pomocí fotovoltaických panelů. Tímto zdrojem je fotovoltaická elektrárna. Zamýšlel jsem využití FVE k pokrytí většiny spotřebované elektrické energie objektu přes den a prodej případných přebytků vyrobené energie. FVE jsem chtěl navrhnout na část sedlové střechy (12,3 m délka, 5 m šířka) konkrétního rodinného domu. Dům se nachází ve městě Lanžhot na samém jihu Moravy v nadmořské výšce 160 m. n. m. Sklon střechy je 20° a její orientace je 33° k západu. Má tedy téměř ideální parametry a v rámci České republiky se nachází v nejideálnější oblasti pro instalaci FVE. Před navržením samotné FVE jsem nejdříve provedl analýzu dosavadních energetických a ekonomických hodnot týkajících se spotřeby elektrické energie ve vybraném rodinném domě. Z výsledků analýzy jsem zjistil, že roční spotřeba elektrické energie rodinného domu přes den, kterou chci z většiny pokrýt vlastní výrobou pomocí FVE je 5 000 kWh. Tento údaj jsem potřeboval k následnému určení potřebného výkonu FVE. Chtěl jsem, ať má FVE takový výkon, aby během roku vyrobila více než 5 000 kWh elektrické energie. Výkon vybraných fotovoltaických panelů, které jsou hlavní částí FVE, se totiž snižuje o 0,8 % ročně. Množství spotřebované i vyrobené energie se každý den liší, chtěl jsem tedy zajistit dostatečný výkon FVE i při těchto výkyvech. Dalším důvodem k vyššímu instalovanému výkonu byla snaha o zajištění dostatečného výkonu FVE i po více než dvaceti letech provozu. Pro zamýšlenou FVE jsem tak kromě dalších částí celého systému počítal s 31 kusy fotovoltaických panelů o celkovém instalovaném výkonu 7 905 W. Navržená FVE tedy v prvním roce provozu vygeneruje 7 901 kWh elektrické energie. V tomto výpočtu byla zohledněna poloha a parametry místa instalace i s odhadovanými ztrátami vlivem orientace a sklonu panelů, teploty a také ztráty vlivem střídače a kabeláže. Z vyrobených 7 901 kWh energie bude 4 431 kWh spotřebováno přímo v objektu a zbylých 3 470 kWh prodáno do distribuční sítě. Ve dvacátém roce provozu vyrobí elektrárna 6 783 kWh. Elektrárna má tedy dostatečný výkon k pokrytí většiny zamýšlené spotřeby. Během dvaceti let provozu vyrobí elektrárna 146 568 kWh elektrické energie. Snažil jsem se počítat s co nejpřesnějšími a nejreálnějšími údaji, avšak jak již bylo řečeno, tak množství
55
spotřebované i vyrobené energie je každý den různé. Z toho důvodu nelze výsledné hodnoty spočítat přesně a jsou tedy průměrné. Základním údajem k ekonomickému hodnocení je částka investičních výdajů. Předpokládané investiční výdaje činí 383 351 Kč. Zde velmi záleží na tom, co a odkud člověk nakupuje a obzvlášť pro FVE platí pravidlo, že za kvalitu se platí. Největší část tvoří samotné fotovoltaické panely s cenou 225 029 Kč za 31 kusů. Snažil jsem se vybírat kvalitní součásti FVE jako panely od výrobce CNPV, či střídač od výrobce FRONIUS, což je důvod jejich vyšší pořizovací ceny. Cena panelů se však postupně snižuje. K samotnému hodnocení jsem použil metodu čisté současné hodnoty, ke které jsem nejprve musel zjistit výši inflace. Průměrnou výši inflace za posledních 16 let jsem mírně navýšil na 4 %, protože nepředpokládám její snižování a chtěl jsem mít ve výpočtu ČSH rezervu. Mezi hlavní údaje potřebné pro výpočet ČSH patří peněžní toky. Při výpočtu peněžních toků souvisejících s provozem FVE jsem musel zohlednit měnící se parametry, jako je roční zvyšování částky zeleného bonusu minimálně o 2 % a růst ceny elektřiny průměrně o 8 % (počítal jsem však se 4 %, viz bod 5.3). Pro výši smluvené tržní ceny za prodej přebytečné energie jsem počítal s hodnotou 0,55 Kč jako rozdíl výše výkupní ceny a zeleného bonusu. Před výpočtem daně z příjmu, která činí 15 %, jsem ještě musel spočíst odpisy, jejichž výše je v prvním roce 2,15 % z investičních výdajů a 5,15 % v dalších devatenácti letech. K peněžním tokům jsem ještě přičetl částky, které se ušetří za nenakoupenou elektrickou energii (spotřeba elektrické energie pokrytá výrobou FVE . cena elektrické energie). Suma peněžních toků a ušetřených částek v průběhu 20 let provozu FVE činí 1 040 090 Kč. Čistá současná hodnota peněžních toků a ušetřených částek během 20 let však činí 682 584 Kč. Po odečtení investičních výdajů mi zbyde částka 299 233 Kč, a jelikož je tato částka kladná, tak mohu konstatovat, že v mém případě by se investice do solárního zdroje energie vyplatila. Doba návratnosti je necelých 11 let. Bohužel nemohu dobu návratnosti spočítat přesně na měsíce či dny kvůli kolísání spotřeby i výroby. Mohu ale říci, že na konci 11. roku provozu již bude ČSH kladná, a to ve výši 13 156 Kč. Množství 31 kusů panelů je pro danou instalaci dostačující. S větším počtem panelů už by se mi snížila výše ČSH, respektive poměr ČSH a investičních výdajů zhruba o 1 % s nárůstem počtu panelů o 2 kusy. To je zapříčiněno vysokou pořizovací cenou panelů a nízkou smluvenou tržní cenou za prodej přebytků energie.
56
Ještě je důležité zmínit postupné snižování výše výkupních cen a zelených bonusů. Zatímco před několika lety byla výše zelených bonusů i 14 Kč/kWh, tak nyní je její výše 2,28 Kč/kWh a stále se snižuje. Čím dříve se tedy FVE zprovozní, tím lépe. S koncem výplaty zelených bonusů po dvaceti letech však nekončí provozuschopnost FVE. Takže i po uplynutí 20 let bude FVE stále pokrývat část spotřeby v místě instalace a tím šetřit peníze za tuto energii, která by jinak musela být běžným způsobem odebrána (nakoupena) z distribuční sítě. Přebytky vyrobené energie mohou být nadále prodávány za smluvenou tržní cenu, pokud se podaří dohodnout s distributorem. Nejstarší instalované FVE jsou v provozu už přes 25 let a stále fungují. A jelikož je dnešní technologie FV systémů na pokročilejší úrovni, tak je pravděpodobné, že instalovaná FVE může být v provozu až 30 či 40 let, možná déle. Pokud za tu dobu přestane FVE fungovat nebo už její výkon bude minimální, tak postačí výměna FV panelů za nové. V té době by měl být jejich výkon opět na vyšší úrovni než dnes, stejně jako je tomu při porovnání dnešních FV panelů a FV panelů starých 25 let. Kromě důvodů uvedených v úvodu, jsem si téma práce vybral i navzdory předsudkům valné části obyvatel proti fotovoltaickým elektrárnám, abych zjistil, jak to s nimi doopravdy je. Nakonec jsem dospěl k závěru, že není dobré slepě věřit všemu, co člověk slyší, protože v mém případě se investice do FVE vyplatí.
57
Seznam obrázků Obr. 1: Podíl obnovitelných zdrojů na spotřebě energie ve státech EU ......................... 11 Obr. 2: Dvě větrné elektrárny ......................................................................................... 12 Obr. 3: Jeden z mnoha typů vodních elektráren ............................................................. 13 Obr. 4: Jednoduché schéma geotermální elektrárny ....................................................... 14 Obr. 5: Schéma napojení fototermického systému do stávajícího vytápění RD ............ 17 Obr. 6: Schéma a princip činnosti fotovoltaického článku ............................................. 20 Obr. 7: Křemíkové ingoty ............................................................................................... 22 Obr. 8: Fotovoltaické panely .......................................................................................... 23 Obr. 9: Detail konstrukce fotovoltaického panelu .......................................................... 24 Obr. 10: Vliv orientace a sklonu fotovoltaických panelů na jejich výkon ..................... 25 Obr. 11: Mapa trvání slunečního svitu v ČR .................................................................. 26 Obr. 12: Roční úhrn dopadajícího slunečního záření v ČR [kWh/m2] ........................... 27 Obr. 13: Průběh účinnosti FV článku v závislosti na jeho teplotě (0 až 100 °C) ........... 27 Obr. 14: Schéma zapojení fotovoltaické elektrárny při využití zeleného bonusu .......... 30 Obr. 15: Výkupní ceny a zelené bonusy na elektřinu pro výrobu elektřiny využitím slunečního záření stanovené pro rok 2013 ...................................................................... 31 Obr. 16: Vybraný panel CNPV 255M ............................................................................ 40 Obr. 17: Schéma rámu vybraného panelu ....................................................................... 42 Obr. 18: Střídač FRONIUS IG PLUS 120 ...................................................................... 42 Obr. 19: Vybraný elektroměr pro měření výroby ........................................................... 44 Obr. 20: Vybraný elektroměr EME-303-V2 ................................................................... 46 Obr. 21: Schéma nosné konstrukce pro sedlovou střechu s krytinou z pálených tašek .. 47
58
Seznam tabulek Tab. 1: Průměrná teplota ve městě Lanžhot ................................................................... 36 Tab. 2: Spotřeba elektrické energie v místě instalace ..................................................... 38 Tab. 3: Spotřeba elektrické energie, kterou chci alespoň z většiny pokrýt vlastní výrobou ........................................................................................................................... 38 Tab. 4: Ceny elektřiny .................................................................................................... 39 Tab. 5: Elektrické parametry vybraného panelu ............................................................. 41 Tab. 6: Obecné parametry vybraného panelu ................................................................. 41 Tab. 7: Parametry vybraného střídače ............................................................................ 43 Tab. 8: Všeobecné parametry vybraného střídače .......................................................... 43 Tab. 9: Základní údaje o vybraném elektroměru ............................................................ 44 Tab. 10: Technické parametry vybraného rozvaděče ..................................................... 45 Tab. 11: Základní údaje o vybraném o čtyřkvadrantním elektroměru ........................... 46 Tab. 12: Hodnoty zadané do softwaru na stránkách PVGIS pro výpočet odhadované výroby ............................................................................................................................. 49 Tab. 13: Odhadované množství výroby FV elektrárnou................................................. 50 Tab. 14: Porovnání výroby a spotřeby ............................................................................ 51 Tab. 15: Tabulka investičních výdajů ............................................................................. 52 Tab. 16: Vývoj míry inflace v letech 1997–2012 ........................................................... 53 Tab. 17: Důležité údaje potřebné k výpočtu ................................................................... 53 Tab. 18: Porovnávací tabulka ......................................................................................... 54
59
Použité zdroje Cena 1 kWh. Energie123.cz [online]. 2012 [cit. 2013-05-01]. Dostupné z: http://www.energie123.cz/elektrina/ceny-elektricke-energie/cena-1-kwh/ CNPV
255M.
GVSERVIS
[online].
2012
[cit.
2013-05-01].
Dostupné
z:
http://www.gvservis.cz/wwww-gvservis-cz/eshop/1-1-FOTOVOLTAICKEPANELY/0/5/15-CNPV-255M/download#anch1 CNPV SOLAR POWER SA. Hochleistungs-Fotovoltaikmodul 60 Zellen Monokristallin 156 x 156mm: Modellnummer:CNPV-230M bis CNPV-255M / Leistungsbereich:230Wp bis
255Wp
[online].
2
s.
[cit.
2013-05-01].
Dostupné
z:
http://www.gvservis.cz/fotky22539/fotov/_ps_15CNPV-245M_to_255M-German.pdf Česká republika. § 1, odst. 2, písm. e, Zákon č. 563/1991 Sb. o účetnictví. In: 563/1991 Sb. 1991. Dostupné z: http://business.center.cz/business/pravo/zakony/ucto/cast1.aspx Česká republika. Příloha č. 3 k vyhlášce č. 475/2005 Sb. kterou se provádějí některá ustanovení zákona o podpoře využívání obnovitelných zdrojů. In: 2005. 2005. Dostupné z: http://www.eru.cz/user_data/files/legislativa/legislativa_CR/Vyhlaska/180_2005/priloha _3_k_364.pdf Česká republika. Vyhláška č. 140/2009 Sb. o způsobu regulace cen v energetických odvětvích a postupech pro regulaci cen: § 2, odst. 8. In: 2009. 2009. Dostupné z: http://www.eru.cz/user_data/files/legislativa/legislativa_CR/Vyhlaska/140_2009/Vyhl_ %20140_09.pdf Česká republika. Zákon č. 165/2012 Sb., o podporovaných zdrojích energie a o změně některých zákonů: § 2 Základní pojmy. In: 2012. 2012. ČEZ: obnovitelné zdroje rostou, solární a větrná energie ne. Nazeleno.cz [online]. 2008 [cit.
2013-04-02].
Dostupné
z:
http://www.nazeleno.cz/energie/energetika/cez-
obnovitelne-zdroje-rostou-solarni-a-vetrna-energie-ne.aspx Čistá současná hodnota (NPV - Net Present Value). ManagementMania.com [online]. 2012 [cit. 2013-05-01]. Dostupné z: https://managementmania.com/cs/cista-soucasnahodnota 60
Daň z příjmu a odpisy při provozování FVE. SOLARENVI [online]. 2013 [cit. 2013-0427]. Dostupné z: http://www.solarenvi.cz/slunecni-elektrarny/legislativa/dan-z-prijmua-odpisy-pri-provozovani-fve/ Daňové zákony v souvislosti s provozováním FVE. Mojeslunce.cz [online]. 2009-2013 [cit. 2013-04-27]. Dostupné z: http://www.mojeslunce.cz/projekt-mojeslunce/zarukazisku/ Detail zkratky Wp. Zkratky.cz [online]. 2010 [cit. 2013-05-01]. Dostupné z: http://www.zkratky.cz/Wp/16927 EcoCount Compact 3x65A CZ CEJCH, přímé měření do 65A. SVP Solar [online]. 2013 [cit. 2013-05-01]. Dostupné z: http://www.solar-eshop.cz/p/ecocount-compact-3x65acz-cejch-prime-mereni-do-65a/ Ekologická energie: Fototermika: Slunce ohřívá vodu zdarma. E.ON: Energie plus+ [online].
[cit.
2013-04-09].
Dostupné
z:
http://eon.energieplus.cz/ekologicka-
energie/slunecni-energie/fototermika-slunce-ohriva-vodu-zdarma Elektroměr EME-303-V2. Ing. Miroslav Gec ELEKTRONIKA [online]. 2010 [cit. 201305-01]. Dostupné z: http://www.elektronikagec.cz/obchod/detail/13-elektromer-eme303-v2/ Elektroměrový rozvaděč ER122/NVP7P. Elektro Brůna spol. s r. o. [online]. [cit. 201305-01].
Dostupné
z:
http://www.e-rozvadece.cz/www-e-rozvadece-cz/eshop/1-1-
Elektromerove-rozvadece/2-2-Plastove/5/29-Elektromerovy-rozvadece-ER122-NVP7P Energetická
chudoba:
skrytá
tvář
energetické
krize.
Dostupné
z:
http://www.google.cz/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=1&cad=rja&ved= 0CDEQFjAA&url=http%3A%2F%2Fglopolis.org%2Fsoubory%2F4936%2Fenergetick a-chudoba.pdf&ei=Ir5lUebNsWA4gS684HIBw&usg=AFQjCNF5LjvP24pARTAvq5HySK1Z3CMqAw&bvm=bv. 44990110,d.bGE Energetický regulační věštník [online]. Energetický regulační úřad, 2012 [cit. 2013-0411]. Dostupné z: http://www.eru.cz/user_data/files/ERV/ERV8_2012.pdf
61
Energie biomasy: Využití biomasy. Energetický poradce PRE [online]. [cit. 2013-0409]. Dostupné z: http://www.energetickyporadce.cz/cs/uspory-energie/obnovitelnezdroje/energie-biomasy/ Energie vody. Jzed-el-Vodni [online]. 2008 [cit. 2013-04-02]. Dostupné z: http://ok1zed.sweb.cz/s/el_vodniel.htm Fototermické
systémy.
Samont
[online].
[cit.
2013-04-02].
Dostupné
z:
http://www.samont.cz/index.php?option=com_content&view=article&id=48&Itemid=5 9 Fotovoltaický článek. Nemakej.cz - fotovoltaické elektrárny [online]. [cit. 2013-04-08]. Dostupné z: http://www.nemakej.cz/fotovoltaicky-clanek.php Fotovoltaika v podmínkách České republiky. Isofenergy [online]. 2009 [cit. 2013-0424]. Dostupné z: http://www.isofenenergy.cz/Slunecni-zareni-v-CR.aspx FRONIUS IG PLUS 120. Nemakej.cz [online]. [cit. 2013-05-01]. Dostupné z: http://www.nemakej.cz/FRONIUS-IG-PLUS-120-n21892 Grafické znázornění svítání a soumraku v roce. Kalendar.beda.cz [online]. 2013 [cit. 2013-05-01].
Dostupné
z:
http://kalendar.beda.cz/graficke-znazorneni-svitani-a-
soumraku-v-roce Inflace - druhy, definice, tabulky. Český statistický úřad [online]. 2013 [cit. 2013-0502]. Dostupné z: http://www.czso.cz/csu/redakce.nsf/i/mira_inflace Jak se staví větrná elektrárna v Česku. Vítejte ve Stříbře!. Nazeleno.cz [online]. 2008 [cit. 2013-04-02]. Dostupné z: http://www.nazeleno.cz/energie/jak-se-stavi-vetrnaelektrarna-v-cesku-vitejte-ve-stribre.aspx Lanžhot: průměrné teploty. TIXIK [online]. 2008-2013 [cit. 2013-04-29]. Dostupné z: http://www.tixik.cz/lanzhot-pocasi-4056427.htm LEGISLATIVA 2013. ROAD Energy: fotovoltaické panely [online]. 2013 [cit. 201304-28]. Dostupné z: http://www.roadenergy.eu/d62-legislativa-2013-html.html Legislativa FVE 2013. Silektro energy [online]. 2013 [cit. 2013-04-28]. Dostupné z: http://www.silektro.cz/aktuality/legislativni-zmeny-pro-fve-v-roce-2013-48
62
LOVEČEK, Michal: Fotovoltaické panely nové generace [online]. Brno, 2009, Dostupné
[cit. 2013-04-08].
z:
https://dspace.vutbr.cz/bitstream/handle/11012/8445/fotovolaicke%20panely%20nove% 20generace%20ev.pdf?sequence=1. Bakalářská práce. Vysoké učení technické v Brně. Vedoucí práce Ing. PETR MASTNÝ, Ph.D. MURTINGER K., BERANOVSKÝ J., TOMEŠ M.. Fotovoltaika. Elektřina ze slunce. ERA Brno 2007, 81 stran, ISBN:978-80-7366-100-7 Nosná konstrukce. TRIDAS TECHNOLOGY, s. r. o. [online]. [cit. 2013-05-01]. Dostupné z: http://www.tridas-tech.cz/category62_nosna-konstrukce O nás: Kdo jsme. CNPV Solar Power SA [online]. 2013 [cit. 2013-05-01]. Dostupné z: http://www.cnpv-power.com/cz/HTML/About/Display/Aid_1.html Orientační ceny výstavby FVE. MM mont group s. r. o. [online]. 2013 [cit. 2013-0501]. Dostupné z: http://www.mmmontgroup.cz/orientacni-ceny-vystavby-fve.aspx Otázky a odpovědi: Jak fotovoltaika funguje. Green Solar Energy s.r.o. [online]. 2009 [cit. 2013-04-8]. Dostupné z: http://greensolar.webnode.cz/otazky-a-odpovedi/ Produkty: Konstrukce na šikmé střechy. Silektro energy [online]. 2002–2013 [cit. 201305-01]. Dostupné z: http://www.silektro.cz/produkty/konstrukce-na-sikme-strechy-20 Přímý prodej nebo Zelený bonus?. GS ENERGY [online]. 2013 [cit. 2013-04-10]. Dostupné z: http://www.gsenergy.eu/cs/vykupni-ceny-zeleny-bonus.html Slovník pojmů: Grid parita. Solar is Future [online]. 2013 [cit. 2013-04-08]. Dostupné z: http://www.solar-is-future.cz/faq-slovnik-pojmu/slovnik-pojmu/index.html Stanovení dopadající sluneční energie. Ekowatt [online]. 2008 [cit. 2013-04-24]. Dostupné z: http://fotovoltaika.ekowatt.cz/stanoveni-dopadajici-slunecni-energie.php Střídače
vícefázové.
Nemakej.cz
[online].
[cit.
2013-05-01].
Dostupné
z:
http://www.nemakej.cz/Stridace-vicefazove-k0106 Tarif nízký a vysoký. Elektrika.CZ [online]. 1998–2013 [cit. 2013-05-01]. Dostupné z: http://elektrika.cz/terminolog/eterminologitem.2005-05-23.0361569353
63
Technologie a vývoj PV modulů. Czechsolar [online]. [cit. 2013-04-08]. Dostupné z: http://www.czechsolar.cz/fotovoltaika/technologie-a-vyvoj-panelu/ Typy panelů. SOLARTOWNS [online]. 2010 [cit. 2013-04-08]. Dostupné z: http://www.solartowns.cz/fotovoltaicke-solarni-panely.htm Vliv orientace střechy na energetický výnos elektrárny. Solarenvi [online]. 2013 [cit. 2013-04-24].
Dostupné
z:
http://www.solarenvi.cz/slunecni-elektrarny/technicke-
informace/vliv-orientace-strechy-na-energeticky-vynos-elektrarny/ Vliv sklonu a orientace. Ekowatt [online]. 2008 [cit. 2013-04-24]. Dostupné z: http://fotovoltaika.ekowatt.cz/vliv-sklonu-orientace.php Vodní elektrárny, geotermální energie. Alternativní zdroje energie [online]. [cit. 201304-09]. Dostupné z: http://www.alternativni-zdroje.cz/vodni-geotermalni-energie.htm Výroba fotovoltaického článku. Fotovoltaika [online]. 2008-2009 [cit. 2013-04-08]. Dostupné z: http://fotovoltaika.falconis.cz/fotovoltaika/vyroba.php Vývoj cen elektrické energie v regionu západní a střední Evropy v letech 2001–2011: Vývoj cen elektrické energie pro konečné spotřebitele. TZB-info [online]. 2012 [cit. 2013-05-01]. Dostupné z: http://www.tzb-info.cz/ceny-paliv-a-energii/8998-vyvoj-cenelektricke-energie-v-regionu-zapadni-a-stredni-evropy-v-letech-2001-2011 Zapojení fotovoltaické elektrárny. Solar energy [online]. 2009 [cit. 2013-04-10]. Dostupné z: http://www.solarni-system.cz/fotovoltaika/zjednodusene-schema-zapojenifotovoltaicke-elektrarny-v-rodinnem-dome
64
Přílohy Příloha A: Údaje o spotřebě a ceně elektřiny v místě instalace (2006–2007) Příloha B: Údaje o spotřebě a ceně elektřiny v místě instalace (2008–2009) Příloha C: Údaje o spotřebě a ceně elektřiny v místě instalace (2009–2010) Příloha D: Schéma rozmístění panelů a jejich elektrického zapojení/propojení Příloha E: Tabulka hlavních výpočtů
65
Příloha A: Údaje o spotřebě a ceně elektřiny v místě instalace (2006–2007)89 Spotřeba a cena elektřiny v místě instalace za období 24. 8. 2006 – 4. 9. 2007
Období
Spotřeba elektrické energie [kWh]
Cena za spotřebu [Kč/kWh]
Cena za spotřebu celkem
Cena za distribuci [Kč/kWh]
Cena za systémové služby
Cena za OZE, KVET, DZ a služby OTE celkem
Ostatní platby
1 857 Kč 3 046 Kč
-
-
-
4 902 Kč
-
-
-
30 Kč 50 Kč
-
-
-
-
-
-
Cena celkem za distribuci
Vysoký tarif
24. 8. 2006 – 31. 12. 2006 1. 1. 2007 – 4. 9. 2007
1191 1905
1,426 1,623
1 698 Kč 3 092 Kč
Celkem ve VT
24. 8. 2006 – 4. 9. 2007
3096
-
4 790 Kč
Nízký tarif
24. 8. 2006 – 31. 12. 2006 1. 1. 2007 – 4. 9. 2007
1811 3152
0,858 1,005
1 554 Kč 3 168 Kč
Celkem v NT
24. 8. 2006 – 4. 9. 2007
4963
-
4 722 Kč
-
80 Kč
24. 8. 2006 – 4. 9. 2007
8059
-
9 512 Kč
-
4 982 Kč
Cena elektřiny ve vysokém tarifu [Kč/kWh] Cena elektřiny v nízkém tarifu [Kč/kWh] Cena elektřiny celkem za dané období bez DPH [Kč] Cena elektřiny celkem za dané období s DPH 19 % [Kč]
89
Vlastní zpracování, zdroj dat: vyúčtování za elektřinu
3,63 Kč 1,28 Kč 17 608 Kč 20 954 Kč
1,55889 1,59875 0,01642 0,01598
1 213 Kč
295 Kč
1 606 Kč
Příloha B: Údaje o spotřebě a ceně elektřiny v místě instalace (2008–2009)90 Spotřeba a cena elektřiny v místě instalace za období 5. 9. 2008 – 10. 9. 2009 Období 5. 9. 2008 – 31. 12. 2008 Vysoký tarif 1. 1. 2009 – 28. 7. 2009 29. 7. 2009 – 10. 9. 2009 Celkem ve VT
5. 9. 2008 – 10. 9. 2009
5. 9. 2008 – 31. 12. 2008 Nízký tarif 1. 1. 2009 – 28. 7. 2009 29. 7. 2009 – 10. 9. 2009 Celkem 5. 9. 2008 – 10. 9. 2009 v NT
5. 9. 2008 – 10. 9. 2009
Spotřeba Cena za elektrické spotřebu energie [Kč/kWh] [kWh] 1045 1604 308
2 100 Kč 3 898 Kč 748 Kč
Cena za distribuci [Kč/kWh] 1,59525 1,77339 1,77339
Cena za distribuci
-
-
534 Kč 1 076 Kč 223 Kč
5 058 Kč
-
-
-
1 834 Kč
26 Kč 34 Kč 7 Kč
-
-
-
-
-
-
-
-
6 747 Kč
1613 1856 413
1,16 1,409 1,409
1 871 Kč 2 615 Kč 582 Kč
3882
-
5 068 Kč
-
67 Kč
6839
-
11 815 Kč
-
5 125 Kč
Vlastní zpracování, zdroj dat: vyúčtování za elektřinu
4,87 Kč 1,52 Kč 20 308 Kč 24 166 Kč
0,01588 0,01813 0,01813
Ostatní platby
-
-
-
Cena za OZE, Cena za KVET, DZ a Daň systémové služby OTE z elektřiny služby celkem
1 667 Kč 2 845 Kč 546 Kč
2957
Cena elektřiny ve vysokém tarifu [Kč/kWh] Cena elektřiny v nízkém tarifu [Kč/kWh] Cena elektřiny celkem za dané období bez DPH [Kč] Cena elektřiny celkem za dané období s DPH 19 % [Kč]
90
2,01 2,43 2,43
Cena za spotřebu
982 Kč
359 Kč
194 Kč
1 834 Kč
Příloha C: Údaje o spotřebě a ceně elektřiny v místě instalace (2009–2010)91 Spotřeba a cena elektřiny v místě instalace za období 11. 9. 2009 – 10. 9. 2010 Období
Spotřeba Cena za elektrické spotřebu energie [Kč/kWh] [kWh]
Cena za spotřebu
Vysoký 11. 9. 2009 – 31. 12. 2009 tarif 1. 1. 2010 – 10. 9. 2010 Celkem 11. 9. 2009 – 10. 9. 2010 ve VT
827 1870
2,43 2,074
2 010 Kč 3 878 Kč
2697
-
5 888 Kč
11. 9. 2009 – 31. 12. 2009 1. 1. 2010 – 10. 9. 2010
1035 2340
1,409 1,199
1 458 Kč 2 806 Kč
3375
-
4 264 Kč
6072
-
10 152 Kč
Nízký tarif
Celkem 11. 9. 2009 – 10. 9. 2010 v NT
11. 9. 2009 – 10. 9. 2010
Cena za distribuci [Kč/kWh]
Cena za distribuci
Ostatní platby
-
-
-
573 Kč 1 274 Kč
4 862 Kč
-
-
-
1 847 Kč
19 Kč 55 Kč
-
-
-
-
-
74 Kč
-
-
-
-
-
4 936 Kč
0,01813 0,02353
4,34 Kč 1,57 Kč 18 850 Kč
Cena elektřiny celkem za dané období s DPH [Kč] (na přelomu let 2009 a 2010 se zvýšila základní sazba DPH z 19 % na 20 %)
22 561 Kč
Vlastní zpracování, zdroj dat: vyúčtování za elektřinu
Cena za OZE, KVET, DZ a Daň služby OTE z elektřiny celkem
1 467 Kč 3 396 Kč
1,77339 1,81593
Cena elektřiny ve vysokém tarifu [Kč/kWh] Cena elektřiny v nízkém tarifu [Kč/kWh] Cena elektřiny celkem za dané období bez DPH [Kč]
91
Cena za systémové služby
917 Kč
826 Kč
172 Kč
1 847 Kč
Příloha D: Schéma rozmístění panelů a jejich elektrického zapojení/propojení92
92
Vlastní zpracování
Příloha E: Tabulka hlavních výpočtů93
93
Rok
Množství vyrobené energie [kWh]
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
7901 7838 7775 7713 7651 7590 7529 7469 7409 7350 7291 7233 7175 7118 7061 7004 6948 6893 6837 6783 146568
Zelený bonus [Kč/kWh]
Vlastní zpracování
2,28 Kč 2,33 Kč 2,37 Kč 2,42 Kč 2,47 Kč 2,52 Kč 2,57 Kč 2,62 Kč 2,67 Kč 2,72 Kč 2,78 Kč 2,83 Kč 2,89 Kč 2,95 Kč 3,01 Kč 3,07 Kč 3,13 Kč 3,19 Kč 3,26 Kč 3,32 Kč -
Zelený bonus
18 014 Kč 18 228 Kč 18 443 Kč 18 662 Kč 18 883 Kč 19 106 Kč 19 332 Kč 19 561 Kč 19 793 Kč 20 027 Kč 20 264 Kč 20 504 Kč 20 747 Kč 20 993 Kč 21 241 Kč 21 493 Kč 21 747 Kč 22 005 Kč 22 265 Kč 22 529 Kč 403 840 Kč
Množství vlastní spotřeby [kWh] 4431 4431 4431 4431 4431 4431 4431 4431 4431 4431 4431 4431 4431 4431 4431 4431 4431 4431 4431 4431 88620
Cena elektřiny [Kč/kWh] 4,64 Kč 4,83 Kč 5,02 Kč 5,22 Kč 5,43 Kč 5,65 Kč 5,87 Kč 6,11 Kč 6,35 Kč 6,60 Kč 6,87 Kč 7,14 Kč 7,43 Kč 7,73 Kč 8,03 Kč 8,36 Kč 8,69 Kč 9,04 Kč 9,40 Kč 9,78 Kč -
Ušetřeno
20 560 Kč 21 382 Kč 22 238 Kč 23 127 Kč 24 052 Kč 25 014 Kč 26 015 Kč 27 055 Kč 28 138 Kč 29 263 Kč 30 434 Kč 31 651 Kč 32 917 Kč 34 234 Kč 35 603 Kč 37 027 Kč 38 508 Kč 40 049 Kč 41 650 Kč 43 316 Kč 612 233 Kč
Přebytek vyrobené energie [kWh] 3470 3407 3344 3282 3220 3159 3098 3038 2978 2919 2860 2802 2744 2687 2630 2573 2517 2462 2406 2352 57948
Smluvená tržní cena [Kč/kWh] 0,55 Kč 0,55 Kč 0,55 Kč 0,55 Kč 0,55 Kč 0,55 Kč 0,55 Kč 0,55 Kč 0,55 Kč 0,55 Kč 0,55 Kč 0,55 Kč 0,55 Kč 0,55 Kč 0,55 Kč 0,55 Kč 0,55 Kč 0,55 Kč 0,55 Kč 0,55 Kč -
Příjem z prodeje
1 909 Kč 1 874 Kč 1 839 Kč 1 805 Kč 1 771 Kč 1 737 Kč 1 704 Kč 1 671 Kč 1 638 Kč 1 605 Kč 1 573 Kč 1 541 Kč 1 509 Kč 1 478 Kč 1 446 Kč 1 415 Kč 1 384 Kč 1 354 Kč 1 324 Kč 1 293 Kč 31 871 Kč
Odpisy
Daň z příjmu
8 242 Kč 19 743 Kč 19 743 Kč 19 743 Kč 19 743 Kč 19 743 Kč 19 743 Kč 19 743 Kč 19 743 Kč 19 743 Kč 19 743 Kč 19 743 Kč 19 743 Kč 19 743 Kč 19 743 Kč 19 743 Kč 19 743 Kč 19 743 Kč 19 743 Kč 19 743 Kč 383 351 Kč
1 752 Kč 54 Kč 81 Kč 109 Kč 137 Kč 165 Kč 194 Kč 223 Kč 253 Kč 284 Kč 314 Kč 345 Kč 377 Kč 409 Kč 442 Kč 475 Kč 508 Kč 542 Kč 577 Kč 612 Kč 7 854 Kč
Čistý příjem + ušetřeno
38 731 Kč 41 430 Kč 42 439 Kč 43 485 Kč 44 569 Kč 45 693 Kč 46 857 Kč 48 064 Kč 49 315 Kč 50 612 Kč 51 957 Kč 53 351 Kč 54 796 Kč 56 295 Kč 57 849 Kč 59 460 Kč 61 132 Kč 62 865 Kč 64 662 Kč 66 527 Kč 1 040 090 Kč
ČSH čistých příjmů a ušetřených částek 37 241 Kč 38 304 Kč 37 728 Kč 37 171 Kč 36 633 Kč 36 112 Kč 35 608 Kč 35 120 Kč 34 648 Kč 34 192 Kč 33 750 Kč 33 323 Kč 32 909 Kč 32 509 Kč 32 121 Kč 31 746 Kč 31 383 Kč 31 032 Kč 30 692 Kč 30 362 Kč 682 584 Kč
ČSH – Investiční výdaje –383 351 Kč –346 110 Kč –307 806 Kč –270 078 Kč –232 907 Kč –196 274 Kč –160 162 Kč –124 555 Kč –89 435 Kč –54 786 Kč –20 594 Kč 13 156 Kč 46 479 Kč 79 388 Kč 111 897 Kč 144 018 Kč 175 765 Kč 207 148 Kč 238 180 Kč 268 871 Kč 299 233 Kč
