Naše zkušenosti s provozem střešní FVE na pobočce v Brně
V roce 2022 byla na pobočce Brno Technického a zkušebního ústavu stavebního Praha, s.p., dokončena revitalizace objektů, jejíž součástí byla i instalace střešní fotovoltaické elektrárny o výkonu 24,42 kWp. Ta byla uvedena do řádného provozu a připojena do sítě na konci měsíce dubna 2022. Získané zkušenosti z jejího provozování jsou předmětem následujícího příspěvku.
Zkušenosti z provozu FVE
Instalovaný výkon FVE stanovil energetický audit tak, aby se výkon FVE i za nejpříznivějších podmínek spotřeboval provozem pobočky, jen s minimálními přetoky vyrobené elektřiny do distribuční sítě. Pobočka provozuje řadu zkušebních zařízení typu sušáren, klimatizačních skříní, mrazicích komor a dalších automaticky běžících zkušebních zařízení ve scénáři 24/7. Maximální měsíční výroba FVE v létě roku 2022 se pohybovala na úrovni 3,3 až 4,0 MWh a spotřeba elektrické energie odebírané ze sítě v těchto měsících poklesla o více než 50 % úrovně před spuštěním FVE. Z toho lze odvodit, že záměr energetického auditu se podařilo naplnit.
Výroba elektrické energie ve FVE je ale zjevně závislá jak na délce slunečního svitu tak i úhlu dopadu slunečních paprsků na fotovoltaické panely, takže v prosinci se výroba snížila na méně než 0,35 MWh, tedy asi 10 % výroby v letním období (viz obr. 1).
V létě FVE vyráběla v době mezi cca 5:30 až 20:00 při maximálním výkonu kolem poledne až 28 kW, zatímco v prosinci jen mezi 8:00 až 15:00 při maximálním, a spíše ojedinělém výkonu do 9,5 kW. Ke konci roku se dokonce vyskytnul i den, kdy celodenní výroba FVE byla čistá nula. Uvedená čísla lze samozřejmě intuitivně očekávat, pro rozhodování o nemalých částkách při investici do FVE je ale vhodné vzít v potaz jejich konkrétní úrovně.
Dopady provozu FVE a možnosti využití
Z nasbíraných zkušeností s provozem FVE plynou některé následující závěry pro její další využití, případně i rozšíření kapacity.
Se spuštěním FVE byl spojen i okamžitý přechod z ceníkových cen za elektrickou energii na spotové ceny elektřiny odebírané od dodavatele ze sítě. Je to pochopitelné, pro dodavatele energie se okamžikem spuštění FVE stává její provozovatel ve věci spotřeby naprosto nepredikovatelným, protože výkon FVE kolísá zcela nepředvídatelně – během 5 minut v jediném dni a hodině se výkon FVE dokáže snížit nebo naopak zvýšit na nepředvídatelnou dobu, někdy 5 minut, jindy třeba i několik hodin (viz obr. 4) o více než 95 % podle okamžitého zastínění slunce. V tom okamžiku a při takovém snížení výroby FVE jsou pouze dvě možnosti: buď spotřebiče okamžitě vypnout, nebo začít odebírat energii ze sítě, případně bateriového úložiště. Spotová cena za odebranou elektrickou energii na konci léta naskočila až na 16100,- Kč/MWh, i když později klesla.
Rozložení výroby ve FVE po jednotlivých měsících rovněž prokázalo, že nemá smysl uvažovat se spojením FVE a tepelných čerpadel pro vytápění prostor. Jejich efektivnosti a potřeby se až na nějaké dva měsíce v roce prakticky míjejí. V období listopad až únor, kdy je spotřeba tepla na vytápění největší (cca 66 % roční potřeby), klesá výroba FVE na sumární úroveň pod 10 % ročního výkonu (viz obr. 2). FVE by bylo nutné pro takový účel nepřiměřeně předimenzovat. Naopak lze s výhodou uvažovat s využitím FVE jako zdroje energie pro provoz klimatizace při chlazení prostor. Tam se výroba FVE i spotřeba energie v klimatizaci vzájemně časově překrývají. V zimním období pak výroba takové FVE může sanovat část běžné spotřeby elektřiny v daném místě.
Nereálná se v případě provozu pobočky ukázala úvaha o využití bateriového úložiště. Výroba FVE se den ze dne velmi významně liší (viz obr. 3), přitom spotřeba je v pracovní dny velmi podobná, navíc je rozložená i do nočních hodin. Poklesy výroby FVE po jednotlivých dnech přicházejí zcela náhodně, proto se nelze spoléhat, že by se např. úložiště přes víkend doplnilo na kapacitu potřebnou pro následující týden. Baterie navíc musejí být provozovány jen v určitém rozpětí své kapacity, což situaci činí ještě složitější. Když podle předběžných propočtů doba ekonomické návratnosti bateriového úložiště významně překročila očekávanou dobu životnosti baterií, všechny úvahy skončily.
Fotovoltaická elektrárna na pobočce Brno Technického a zkušebního ústavu stavebního Praha, s.p., se ukázala jako vhodný doplněk zásobování elektrickou energií.
Provoz umožnil nasbírat zkušenosti pro případné další instalace jak na jiných pobočkách podniku, tak i přímo na pobočce v Brně.
Přes nutný přechod na spotové ceny za energii odebíranou z distribuční sítě lze očekávat, že vložená investice se vrátí v řádu šesti až osmi let. Odpovídá-li instalovaný výkon FVE spotřebě v daném místě v optimální době, jde v současné době při její instalaci o zajímavý počin.
Jediné, co podle získaných zkušeností nelze doporučit, je založit návratnost investice do fotovoltaické elektrárny na dodávkách elektřiny do distribuční sítě. Podmínky pro připojení, plynoucí z požadavku na udržení stability distribuční sítě, ale i nízké výkupní ceny vyrobené elektřiny tomu odpovídají.
Zajímavé odkazy:
Užitečné informace k návrhu fotovoltaické elektrárny lze najít na stránkách Evropské unie, stačí zadat pozici objektu a pár základních údajů o umístění a předpokládané konstrukci FVE:
https://re.jrc.ec.europa.eu/pvg_tools/en/
V jiné podobě lze základní informace k návrhu a možnostem FVE najít na následujících webových stránkách, z nichž částečně čerpá i tento příspěvek:
http://mojeelektrarna.cz/energie-ze-slunce.html
