Systémy připojené na síť (grid-connected)

Fotovoltaické systémy připojené k rozvodné síti jsou budovány za účelem decentralizace výrobních zdrojů a pro posílení stávajících zdrojů v rozvodné soustavě o ekologické zdroje elektřiny. Vzhledem k relativně kvalitní síti a stálosti dodávek elektřiny jsou fotovoltaické elektrárny instalovány s ohledem na možnosti přenosové soustavy. Dalším motivem instalace je ekologický přínos fotovoltaického systému v tom, že při výrobě této elektřiny není vypouštěn žádný oxid uhličitý a dále jsou motivem pro pořízení fotovoltaického systému možné dosažitelné úspory potažmo i zisk, který může z takové investice plynout. Systémy připojené na síť jsou zpravidla budovány na rodinných domech nebo v průmyslových objektech, přičemž energie vyrobená systémem je buďto spotřebována přímo v daném objektu a případné přebytky jsou prodány do distribuční sítě, nebo je systém určen výhradně k výrobě a dodávání za výkupní cenu do distribuční sítě, tedy bez žádné vlastní spotřeby v místě instalace. Pokud je elektrická energie vyrobená solárním systémem spotřebována přímo v místě výroby (rodinný dům, výrobní podnik), ušetří investor za nákup a distribuci elektrické energie, kterou by musel nakoupit od obchodníka s elektřinou. Za vyrobenou a spotřebovanou elektřinu má podle zákona 180/2005 Sb. nárok na tzv. zelený bonus což je příplatek k tržní ceně elektřiny pro ekonomickou udržitelnost obnovitelného zdroje energie. Při přibližně 10% ročním zdražování elektřiny je FV systém s vlastní spotřebou v místě výroby tedy vůbec nejvýhodnější možnou investicí. V systémech připojených na síť se neinstalují žádné drahé akumulátory a výrobená elektřina je prodávána do sítě na základě smlouvy s obchodníkem s elektřinou.

Systémy pro vlastní spotřebu a prodej přebytků

Systém v této konfiguraci obsahuje fotovoltaické panely připojené na napěťový měnič pro přeměnu stejnosměrného proudu na proud střídavý a cejchovaný elektroměr pro odpočet energie vyrobené fotovoltaikou. Celý tento okruh je připojen na samostatný jistič a síťovou ochranu do rozvaděče v daném objektu. Solární systém je připojen za hlavní elektroměr (z pohledu distribuční společnosti), je tedy možné dodávat energii spotřebičům v objektu (a tím šetřit náklady na odebranou elektřinu) nebo ji v případě přebytků přes hlavní čtyřkvadrantní elektroměr předávat do sítě. V obou případech za vyrobenou elektřinu inkasován tzv. zelený bonus, v případě prodeje přebytků do sítě navíc výrobce inkasuje rozdíl mezi výkupní cenou a zeleným bonusem.

Fotovoltaické systémy pro prioritní odběr spotřebiči s možností prodeje přebytků jsou nejvýhodnější variantou, protože v případě vlastní spotřeby nenakupujeme elektřinu ze sítě (úspora) a naopak navíc inkasujeme od provozovatele distribuční sítě zelený bonus za výrobu elektřiny čistým způsobem. Zelený bonus platný pro systémy uvedené do provozu po 1.1. 2008 dle rozhodnutí Energetického regulačního úřadu č. 7/2007 činí 12,65Kč/kWh bez DPH. Dle vyhlášky 150/2007 Sb. Má výrobce elektřiny z OZE garantován roční nárůst o 2 až 4 procenta ročně dle indexu nárůstu cen průmyslových výrobců po dobu životnosti zařízení, což je dle vyhl. 364/2007 Sb. 20 let od uvedení solárního systému do provozu. K uvedení výrobního zdroje do provozu a k připojení zdroje paralerně s distribuční soustavou je nutné splnit veškeré podmínky dle metodiky distributora a uzavřít Smlouvu o připojení zařízení k distribuční soustavě s provozovatelem regionální distribuční soustavy. Provozování výrobního zařízení a podnikání v energetických odvětvích je možné jen na základě vydané Licence na výrobu elektrické energie Energetickým regulačním úřadem.

Systémy pro prodej elektrické energie do sítě

Systém, který produkuje elektrickou energii výhradně pro výkup obsahuje fotovoltaické panely připojené na napěťový měnič, který přemění stejnosměrný proud na proud střídavý. Elektrická proud je přes jističe a síťovou ochranu připojen do sítě distributora, kde hlavní elektroměr je majetkem distributora a je umístněn na předávacím místě. Veškerá vyrobená elektrická energie je tedy dodávána do distribuční sítě za výkupní cenu bez možnosti vlastní spotřeby.

Výkupní cena platná pro systémy uvedené do provozu po 1.1. 2008 dle rozhodnutí Energetického regulačního úřadu č. 7/2007 činí 13,46Kč/kWh bez DPH. Dle vyhlášky 150/2007 Sb. Má výrobce elektřiny z OZE garantován roční nárůst o 2 až 4 procenta ročně dle indexu nárůstu cen průmyslových výrobců po dobu životnosti zařízení, což je dle vyhl. 364/2007 Sb. 20 let od uvedení FV systému do provozu. K provozu zařízení na výrobu elektrické energie je potřeba licence na výrobu elektrické energie vydaná Energetickým regulačním úřadem a smlouva s provozovatelem regionální distribuční soustavy. Regionální distributor má dle zákona 180/2005 Sb. povinnost vykupovat veškerou vyrobenou elektrickou energii za výkupní cenu každoročně stanovenou cenovým rozhodnutím ERÚ.

Dimenzování výkonu fotovoltaického systému

Solární systémy určené pro vlastní spotřebu a pro prodej do sítě se dimenzují dle možností distribuční sítě a dle pokynů jejího regionálního provozovatele. Ve schvalovacím řízení je určena možnost připojení případně technické opatření nutná k připojení systému požadovaného výkonu v daném místě. Dimenzování solárního systému by také mělo proběhnout v souladu s limity pro získání dotace, který například u příspěvku ze SFŽP činí 5kWp.

Využitelnost

Systémy pro vlastní spotřebu a prodej přebytků jsou samozřejmě výhodné v podobě menších instalací na rodinných domech, bytových či panelových domech. Jde o fotovoltaické systémy do 5kWp, které mohou pokrýt část potřeb domácnosti a díky zeleným bonusům resp. výkupní ceně mohou být za předpokladu získání státní dotace velmi výhodnou investicí.

Životnost fotovoltaického systému

Dobře dimenzovaný systém s certifikovanými komponenty má obvykle výrobcem deklarovanou minimální životnost 25 let, záruční doby na jednotlivé komponenty mohou být 5 až 10 let. Fotovoltaické panely však v průběhu životnosti ztrácejí účinnost, po 12 letech by ale jejich účinnost neměla klesnout pod 90% a po 25 letech pod 80%.

Výnosnost a návratnost investice

Fotovoltaický systém o nominálním výkonu 1kWp má rozlohu přibližně 8 metrů čtverečních a obnáší investici cca 130tis. až 150tis. Kč. Cena vztažená na 1kWp s velikostí budovaného systému klesá, ušetřit lze například na měniči nebo na objemových slevách, z vývojem a rozvojem fotovoltaické technologie se v budousnosti pravděpodobně cena systémů bude snižovat, ale s tím bude klesat dotovaná výkupní cena. Systém o výkonu 1kWp vyrobí za rok dle lokality 900 až 1060kWh elektrické energie, kterou lze prodat za výkupní cenu (13,46Kč/kWh) nebo uplatnit zelený bonus (12,65Kč/kWh). Návratnost bez dotace je okolo 12 let, s dotací se může tato doba zkrátit až na polovinu, na dotace však není právní nárok.

Zelený bonus nebo výkupní cenu?

Zelený bonus i výkupní cena jsou garantovány po dobu životnosti zařízení na 20 let, mohou být cenovým rozhodnutím ERÚ navýšeny o průmyslovou inflaci, nemohou však být v žádném případě sníženy. Výhodnost využití zeleného bonusu je nutné posuzovat podle ceny (tarifu) za kWh nakoupené elektrické energie od distributora. V případě rodinného domu kde je spotřeba elektřiny 8000kWh ročně a připojíme FVS s roční výrobou 3000kWh, můžeme předpokládat 70% spotřebu vyrobené elektřiny z FVS. Za 100% výroby si účtujeme 12,65,-Kč/kWh a dále 3,00 Kč/kWh v úspoře za neodebranou elektřinu ze sítě. Nespotřebovaný přebytek 30% prodáme obchodníkovy s elektřinou. Výsledná cena za vyrobenou a spotřebovanou kWh v domě je 15,65 Kč bez DPH pro rok 2008. A bude se při každoročním zdražováním ceny za elektřinu zvyšovat. Např. v roce 2007 byl zelený bonus 12,75 Kč/kWh a průměrná cena pro domácnosti 2,80 Kč/kWh. Výsledná uspora byla 15,55 Kč/kWh z vyrobené a spotřebované elektřiny, ale pro totéž zařízení dle cenového rozhodnutí ERU je zelený bonus v roce 2008 12,99 Kč/kWh + 3,00 Kč/kWh za neodebranou elektřinu ze sítě, což celkově činí příjem již 15,99 Kč/kWh za vyrobenou a spotřebovanou elektřinu v RD. Provozování fotovoltaické elektrárny a účtování zelených bonusů s vlastní spotřebou vyrobené elektřiny je nástroj k udržení ekonomické rovnováhy při zdražování elektřiny pro každého.

Inkasování plateb od distribuční společnosti

Všechny distribuční společnosti mají povinnost přednostně připojovat do sítě obnovitelné zdroje energií a dále mají povinnost veškerou energii z obnovitelných zdrojů vykupovat. Zúčtování výkupu elektřiny probíhá zpravidla měsíčně (pokud není dohodnuto jinak) na základě naměřených údajů předaných distributorovi. Nárok na inkasování zelených bonusů vzniká i u ostrovních systémů od místně příslušného provozovatele distribuční soustavy v případě, že provozovatel má na výrobu licenci, vyrobenou energii měří a výrobu pravidelně vykazuje.

DPH a daň z příjmu

U fotovoltaických instalcí na rodinných domech, bytových domech, panelových domech a podobně platí § 48 zákona o dani z přidané hodnoty, tedy že se uplatní snížená 9% sazba DPH jak na montážní práce, tak na samotné technické prostředky fotovoltaické elektrárny, protože se jedná o modernizaci v rámci bytové výstavby. Veškeré výnosy z prodeje vyrobené elektřiny nebo příjmy ze zelených bonusů jsou v roce spuštění a 5 následujících let osvobozeny od daně z příjmů.

Technická specifika fotovoltaických systémů zapojených do sítě

Do systému se nezapojují akumulátory, vyrobená energie, pokud není využita, je "posílána" do sítě, naopak je nezbytný vhodně dimenzovaný napěťový měnič, který má za úkol převod proudu ze stejnosměrného (DC - direct current) na střídavý (AC - alternating current). Měnič pro systémy zapojené do sítě jsou odlišně od měničů pro ostrovní systémy, protože v systému zapojeném do sítě kolísá proud na panelech od velmi nízkých do velmi vysokých hodnot dle aktuálního slunečního svitu a dle zapojení panelů. Měniče se instalují jednofázové s výstupem 230V nebo třífázové s výstupem 400V podle charakteru sítě, kam je vyrobená energie dodávána. Měnič má také bezpečnostní funkci - kontroluje napětí a frekvenci v síti kam dodává el. energii a automaticky odpojuje panely v případě změny mimo nastavený rozsah, například v případě shozených jističů. Pro minimalizaci ztrát ve vedení stejnosměrné části jsou přesně projektovány průřezy kabelů a jijich délka k měniči by měla být co nejkratší.

Elektroměr a jističe

Záměr vybudovat fotovoltaický systém a předpokládané množství vyrobené energie je nutné provozovateli distribuční soustavy ohlásit nejméně 4 měsíce před uvedením do provozu. Typ a způsob instalace zařízení pro měření vyrobené el. energie závisí vždy na technických pokynech distribuční společnosti, to samé platí i pro dimenzování jističů. Distribuční společnost v případě potřeby vybuduje na náklady investora dostatečně dimenzované vedení a transformátor, pokud současný stav připojení neumožňuje.

Vliv orientace na účinnost systému

Světová orientace FV panelů by měla být nejlépe přímo na jih (25°jiho-východ až 40°jiho-západ). Pro naši zeměpisnou délku je ideální sklon panelů 35°, ale bez podstatné změny výkonu je vhodný sklon od 25° po 45°. Menší odchylky od ideální orientace panelů znamenají ztráty pouze v jednotkách procent. Instalace mono nebo polykrystalických panelů na východ či na západ se nedoporučuje z důvodu 25 až 30% ztráty na výrobě. Pro tyto střechy jsou vhodné panely z amorfního křemíku.

Možnosti umístění na budovách

Na budovy lze fotovoltaické panely umístit rozličnými způsoby jak na střeše, tak na fasádě, balkónech nebo markýzách.