Technicko-ekonomické hodnocení vybraných fotovoltaických systémů Diplomová práce

Transkript

1 Mendelova univerzita v Brně Agronomická fakulta Ústav techniky a automobilové dopravy Technicko-ekonomické hodnocení vybraných fotovoltaických systémů Diplomová práce Vedoucí práce: Ing. Martin Fajman, Ph.D. Vypracoval: Bc. Martin Gaľa Brno 2012

2 Prohlášení Prohlašuji, že jsem diplomovou práci na téma Technicko-ekonomické hodnocení vybraných fotovoltaických systémů, zpracoval sám a uvedl jsem všechny použité prameny. Souhlasím, aby moje diplomová práce byla zveřejněna v souladu s 47b Zákona č. 111/1998 Sb., o vysokých školách, uložena v knihovně Mendelovy univerzity v Brně a zpřístupněna ke studijním účelům ve shodě s vyhláškou rektora Mendelovy univerzity v Brně o archivaci elektronické podoby závěrečných prací. V Brně, dne

3 Poděkování Na tomto místě bych rád poděkoval vedoucímu své diplomové práce panu Ing. Martinu Fajmanovi, Ph.D. za jeho odborné rady a připomínky. Dále bych chtěl poděkovat spolumajiteli obou sledovaných elektráren za poskytnutí podnikových informací a za odborné rady.

4 Abstrakt Gaľa Martin. Technicko-ekonomické hodnocení vybraných fotovoltaických systémů, Diplomová práce. Brno, 2012 Předmětem této diplomní práce je porovnání dvou konkrétních fotovoltaických elektráren z hlediska technického a ekonomického. V technickém hodnocení jsou porovnávány použité technologie a je přepočtena účinnost obou systémů, na jejímž základě je predikována budoucí produkce elektráren. Ekonomické hodnocení vychází z peněžních toků vyvozených z odhadu produkce a provozních výdajů. Peněžní toky jsou následně v diskontované podobě podrobeny standardním metodám hodnocení efektivnosti investice. Veškeré hodnocení a porovnávání je činěno v součinnosti s poznatky z literárních a internetový zdrojů a na základě příslušné legislativy. Klíčová slova: fotovoltaická elektrárna, účinnost, peněžní toky, diskontní míra, současná hodnota investice, doba návratnosti. Abstract Gaľa Martin. Technical and economical rating of chosen photovoltaic systems, Diploma thesis. Brno, 2012 The subject of the thesis is the comparison of two concrete photovoltaic power plants from technical and economical viewpoints. Used technologies are compared in the technical evaluation. Efficiency of both systems is recalculated and serves as basis for prediction of future production of the power plants. Economical evaluation is based on cash flow derived from the estimation of production and operational costs. Standard methods of evaluation of investment efficiency are applied to the cash flows in discountable form. Evaluation and comparison is done on the basis of facts presented in literally and internet resources and on relevant legislation. Key words: photovoltaic power plant, efficiency, cash flows, discount rate, present value of investment, payback period

5 Obsah 1 Úvod Cíl práce Literární přehled Princip fotovoltaických systémů Energie ze Slunce Fotoelektrický jev a p-n přechod Rozdělení fotovoltaických článků podle použitého materiálu Způsoby zapojení FV systémů Legislativní rámec podpory výroby elektřiny z OZE Zákon 458/2000 Sb., energetický zákon Zákon 180/2005 Sb., zákon o podpoře využívání OZE Cenová rozhodnutí ERÚ Výkupní ceny vs. zelený bonus Investiční činnost Financování investičních projektů Výnosy Náklady Prognóza peněžních příjmů z investice Metody hodnocení efektivnosti investic Čistá současná hodnota Doba návratnosti Vnitřní výnosové procento Materiál a metodika Prognóza budoucího výkonu FVE Stanovení účinnosti fotovoltaických elektráren Průměrné dopadené záření v konkrétních zeměpis. podmínkách... 29

6 4.1.3 Odhad vývoje budoucích výkupních cen elektřiny Hodnocení ekonomiky Stanovení hodnoty Cash flow Ukazatele hodnocení efektivnosti investice Výsledky a diskuze Technické porovnání sledovaných elektráren FVE Hrušovany FVE Hrabětice Data globální radiace ze stanice Kuchařovice Predikce výkonu FV elektráren Ekonomika FVE Hrušovany n/j Výnosy, náklady a zisk Peněžní toky Ukazatele efektivnosti investice Ekonomika FVE Hrabětice Výnosy, náklady a zisk Peněžní toky Ukazatele efektivnosti investice Porovnání sledovaných FV systémů Technické porovnání FV elektráren Ekonomické porovnání FV elektráren Praktický přínos fotovoltaických elektráren Závěr Přehled použité literatury Seznam tabulek Seznam obrázků Seznam zkratek... 60

7 11 Přílohy... 61

8 1 ÚVOD Naše Slunce disponuje obrovským, pro člověka jen těžko představitelným množstvím energie, kterou předává planetě Zemi a všemu živému, ale i neživému na ní. Bez slunečního záření by na naší planetě nebyla dostatečná teplota, v níž existuje život, tak jak ho známe, nedocházelo by ani k distribuci vody z oceánů po celé planetě a nebyl by tady ani dostatek kyslíku, který vyrábí rostliny pomocí fotosyntézy. Není divu, že po dobu technické vyspělosti naší civilizace existovaly a existují snahy, tuto energii využívat. Vždyť na rozdíl od jiných zdrojů energie, je tato v hojnosti dostupná téměř po celé planetě a nemusí se složitě dobývat ani převážet na různá místa. Energie slunečního záření patří mezi tzv. obnovitelné zdroje energie, kterými by v budoucnu měla být pokryta energetická potřeba lidstva, až zdroje neobnovitelné jako je ropa, uhlí, zemní plyn a další budou vyčerpané nebo jejich dobývání bude technicky velmi složité nebo nemožné. Česká republika se jako součást Evropské unie zavázala upravit svou energetickou koncepci takovým způsobem, aby do roku 2020 byl podíl energie z obnovitelných zdrojů na celkové vyrobené elektrické energii alespoň 13,5 %. Kvůli tomuto závazku byly vytvořeny speciální podmínky mimo jiné i pro výrobu elektřiny fotovoltaickými systémy. Tato preference státu výroby energie hlavně ze Slunce, nenechala české výrobce, podnikatele ale i běžné domácnosti chladnými. Na konci prvního desetiletí tohoto století se v ČR dříve nepříliš známé fotovoltaické elektrárny staly téměř denní součástí ekonomických článků, politických nebo občanských debat, ale bohužel i zažitou součástí naší krajiny. Bližší pohled na fungování těchto systémů a na jejich technické možnosti nabízí tato práce. Neméně důležitou součástí bude i ekonomické hodnocení a porovnání výkonnosti a výnosnosti dvou různých fotovoltaických systémů nebo porovnání možností jejich financování. 9

9 2 CÍL PRÁCE V této práci se budu zabývat technickým a ekonomickým hodnocením dvou konkrétních fotovoltaických elektráren, umístěných v okrese Znojmo v sousedících obcích Hrušovany nad Jevišovkou a Hrabětice. Hlavním cílem této práce je porovnání technických parametrů obou sledovaných systémů a následně komparace jejich ekonomické efektivnosti. Hlavního cíle bude dosaženo splněním dílčích cílů, které jsou následující. Pro vyčíslení odhadu budoucí produkce energie bude nutné zjistit technické parametry obou systémů a na jejich základě propočítat jejich účinnost. Na základě odhadu produkce se budu věnovat sestavení peněžních příjmů plynoucích z obou elektráren, které budou podrobeny následné ekonomické analýze. Aby byly obě sledované elektrárny porovnatelné s ohledem na jejich rozdílný instalovaný výkon a na odlišné technologie panelů, budou ekonomické ukazatele přepočítány na porovnatelnou bázi, tzn. na jednotku výkonu eventuelně na jednotku plochy panelů. Po splnění dílčích cílů přistoupím ke konečnému porovnání obou technologií jak z hlediska použitých technologií, tak z hlediska ekonomických možností, které tyto technologie skýtají. Plnění hlavního i dílčích cílů bude prováděno v součinnosti s poznatky čerpanými v současné literatuře, na internetových zdrojích a v příslušné legislativě. 10

10 3 LITERÁRNÍ PŘEHLED Tato část práce bude věnována souhrnu současných poznatků úzce spjatých s problematikou fotovoltaických systémů a jejich ekonomických a investičních parametrů, které poskytuje odborná literatura, zákony ČR a odborné internetové stránky. 3.1 Princip fotovoltaických systémů Energie ze Slunce Sluneční energie je elektromagnetické záření vyzařované největší hvězdou naší galaxie. Naše Slunce je tvořeno z 92 % vodíkem [1], který se při samoregulované termonukleární reakci za vysokých teplot v řádech milionů stupňů Celsia, vysokých tlaků opět v řádech stovek milionů pascalů, přeměňuje na helium. Ze čtyř jader vodíku vznikne jedno jádro hélia, přičemž se uvolní energie, která prostupuje ze slunečního jádra poměrně dlouhou dobu asi 10 milionů let, až je následně vyzářena ze Slunce. Suma energie, která opouští Slunce, je odhadována na 3, W [2]. Záření, které dopadá na zemskou atmosféru má asi 1,4 kw m -2 a toto číslo se nazývá jako solární konstanta. Než však dorazí na zemský povrch, dojde k jeho četným změnám, které jsou doprovázeny i snížením energie, která za jasného dne činí kolem 1,0 až 1,2 kw m -2 v zeměpisných šířkách ČR. Sluneční záření je tvořeno různě barevnými spektry, která jsou charakterizována různými vlnovými délkami od 30 až po nm [3]. Spektrum, jehož vlnová délka činí méně než 390 nm, se nazývá ultrafialové záření, které je lidským okem neregistrovatelné a na povrch atmosféry ho dopadá asi 7 % z celkového množství světla. Toto záření je pro výrobu elektřiny ze slunečního záření nevyužitelné, jelikož je téměř celé pohlceno ozónovou vrstvou. Záření o vlnové délce od 390 do 760 nm je viditelným slunečním zářením, které obsahuje různá barevná spektra (viz. tabulka č. 1), která můžeme vidět např. u duhy. Před vstupem do atmosféry tvoří toto záření asi 48 % celkového slunečního záření. Poslední částí je infračervené záření, které má vlnovou délku větší než 760 nm a jedná se o záření tepelné, jehož podíl je před vstupem do atmosféry 45 % [4]. 11

11 Tab. 1: Přehled vlnových délek viditelného záření Barva Rozsah vlnových délek (nm) Střed (nm) Fialová Modrá Modrozelená Zelená Žlutozelená Žlutá Oranžová Červená Zdroj: Po průchodu atmosférou se odfiltruje UV záření, ale také dochází k rozptýlení jinak téměř kolmých slunečních paprsků. Pokud na Zemi dopadají kolmé sluneční paprsky, mluvíme o přímém záření, se kterým se však setkáme pouze za jasných dnů. Velké množství záření dopadá na zemský povrch v rozptýlené formě, kdy dojde k rozptylu a částečné absorpci záření plyny v atmosféře, vodními parami a ledovými krystalky a také molekulami aerosolů. Toto rozptýlené záření nazýváme jako difúzní [3]. V rámci Evropy, ale i v rámci ČR není množství dopadeného slunečního záření stejné. Obecně se dá říci, že v rámci Evropy jsou na sluneční svit bohaté hlavně jižní státy. V podmínkách ČR je na sluneční svit nejbohatší jihovýchod republiky, kde je jeho délka až hodin ročně a poskytne při tom energii o výši až kwh m -2. Oproti tomu sever a severovýchod našeho území je na sluneční svit poměrně chudší, za rok je zde asi hodin svitu při solární energii i méně než kwh m -2. Podrobnější pohled na množství dopadeného záření v ČR poskytuje následující obrázek. 12

12 Obr. 1: Mapa globálního horizontálního záření v ČR Zdroj: Fotoelektrický jev a p-n přechod Fotoelektrický jev byl objeven náhodně francouzským fyzikem Alexandrem E. Becquerelem v roce 1839 při jeho experimentech s kovovými elektrodami ponořenými v elektrolytu [3]. O první fyzikální vysvětlení podstaty tohoto jevu se zasloužil Heinrich Hertz v roce 1887, toto vysvětlení se však časem ukázalo jako nedostatečné. Řádným způsobem popsal tento jev až Albert Einstein za pomocí kvantové fyziky, za což mu byla roku 1921 udělena Nobelova cena. Podstatou jevu je fakt, že při osvícení kovů eventuelně polovodičů se z těchto látek uvolňují volné elektrony, které převzaly energii fotonů. Pokud se elektrony uvolní mimo ozářenou látku, hovoříme o vnějším fotoelektrickém jevu, který by však pro fotovoltaické účely nemohl být užitečný [5]. Nastane-li ale situace, kdy se volné elektrony emitují uvnitř látky, pak hovoříme o vnitřním fotoelektrickém jevu. Pokud se podaří zabránit elektronům, aby se navázaly zpět do nejbližších tzv. děr (tzn. kladných nábojů), ale naopak projdou přes zapojený spotřebič, tak je docíleno jevu, který je využíván ve fotovoltaických systémech. 13

13 Je však problém, jak přinutit elektrony, aby se nevrátily do nejbližší díry. K tomuto účelu slouží polovodičový prvek tzv. p-n přechod. Pro účel polovodičových p-n přechodů se nejčastěji používá křemík (zn. Si), který sice nedisponuje volnými elektrony, ale relativně snadno je uvolní, pokud je ozářen [3]. Základem jsou tedy dva polovodiče typu p a typu n. Jako příklad polovodiče typu n může být křemík (čtvrtá skupina periodické soustavy prvků), který je tzv. dopovaný prvkem z páté skupiny, například fosforem (zn. P). Na kovalentní vazbě P s Si se podílí pouze čtyři z pěti valenčních elektronů P, čímž vzniká jeden volný elektron, který může prostupovat krystalickou mřížkou. U polovodiče typu p naopak potřebujeme opačnou situaci. Jako příklad se dá použít Si dopovaný prvkem ze třetí skupiny periodické tabulky prvků např. bórem (zn. B), který má pouze tři valenční elektrony, které se podílejí na vazbě s Si. Po chybějícím elektronu, který by se podílel na vazbě, vzniká kladný náboj díra. Tato díra se pak může zapojit do procesu přenosu elektronu. Pokud přiblížíme polovodič typu p a n vznikne tak hradlová vrstva (přechod) silná asi 1µm [6]. Je-li přechod p-n zapojen do obvodu se spotřebičem a dopadá na něj záření, generují se volné elektrony a díry. Elektrické pole vzniklé na přechodu oddělí elektrony a pošle je na opačnou stranu, elektrony do vrstvy n a díry do vrstvy p. Vrstva n se tak stane záporným pólem fotovoltaického článku a vrstva p se stane kladným pólem. Obr. 2: Řez fotovoltaickým článkem Zdroj: Napětí na jednom fotovoltaickém článku je velmi malé asi 0,6 V nebo i méně (podle použitého materiálu), proto se články spojují v tzv. moduly s 36 nebo 72 články, aby se dosáhlo napětí 18 nebo 36 V [3] Rozdělení fotovoltaických článků podle použitého materiálu Fotovoltaické články se dělí podle použitého materiálu. V dnešní době stále dominují panely na bázi křemíku ať už v jeho monokrystalické, polykrystalické či amorfní 14

14 podobě. Kromě křemíku se začínají používat i jiné materiály na bázi p-n přechodu nebo dokonce materiály a systémy, které používají k uvolnění nábojů jiné metody než je p-n přechod. Konstrukce u komerčně využívaných FV článků bývá zpravidla následující. Křemík se roztaví a vytvoří se z něj pomalým tažením ingot, tedy tyč. Tento ingot se řeže na tenké plátky o tloušťce okolo 300 µm u silnovrstvých technologií nebo 100 µm u tenkovrstvých technologií. Tyto plátky se nadopují příslušnými prvky podle toho, která vrstva je tvořena a upraví se jejich povrch leptáním a leštěním. Plocha typu n je opatřena mříží kontaktů a vrstva typu p je opatřena celoplošným kontaktem. Následně se článek překryje ochrannou EVA fólií a upevní v tvrzeném skle. Pak je ještě zasazen do rámu z lehkých slitin a je připraven k instalaci (viz. obr. 3) [7]. Obr. 3: Řez FV panelem Zdroj: Použitý materiál je tedy velmi důležitým kritériem při volbě FV panelů, jelikož má vliv na účinnost, se kterou je sluneční záření přeměňováno na elektrickou energii. Účinnosti systémů zachycuje následující tabulka č. 2. Tab. 2: Přehled účinností produkce elektřiny u jednotlivých typů článků Typ běžná účinnost max. labor. účinnost Monokrystalický % 25 % Polykrystalický % 20 % Amorfní 5-7 % 12 % Zdroj: Monokrystalické FV články Řadí se do kategorie FV článků první generace. Jedná se o nejstarší a stále jednu z nejpoužívanějších technologií. Tyto články se vyznačují velmi dobrou účinností a hlavně dlouhodobou stabilitou výkonu až po dobu 25 let. Mnozí výrobci garantují 15

15 až 80 % výkonu po 25 letech. Jsou však vhodné pouze k instalaci na jižní stranu bez sebemenšího zastínění [8]. Vzhledem k jejich omezené schopnosti zpracovávat difuzní záření se často využívají ve spojení s tzv. trackery, které tyto panely natáčejí kolmo k aktuálnímu směru slunečních paprsků. Nevýhodou tohoto článku je velká spotřeba velmi čistého křemíku při výrobě a z ní vyplývající vysoká cena. Vyrábí se z monokrystalického křemíku, jehož krystaly jsou o velikosti řádu desítek cm [3] Polykrystalické FV články Patří do článků druhé generace a jejich výrobní proces se liší od monokrystalických článků ve výrobě ingotů, přímým odléváním do forem. Tento proces je méně náročný na čistotu křemíku a i na technologie, což zapříčiňuje jejich příznivější cenu, ale také o něco menší účinnost [3]. Výhodou těchto článků je však lepší schopnost přijímat difúzní záření, čímž jsou i vhodnější pro zeměpisné podmínky ČR. Z tohoto důvodu jsou i vhodnější k instalaci na střechy, které nemají ideální orientaci, tzn. jih ±10, ale dají se nasměrovat i na jihovýchod či západ. Jejich stabilita výkonu je také dlouhodobá, přibližně 80 % výkonu po 25 letech [8] FV články z amorfního křemíku Jedná se o třetí vývojovou generaci FV článků. Proces jejich výroby je značně odlišný oproti dvěma předcházejícím. Využívá se křemík v amorfní tzn. nekrystalické podobě, který se nanáší v mnohem tenčích vrstvách na skleněné, plastové nebo nerezové podložky. Tímto způsobem se vytvářejí panely, které jsou velmi tenké a ohebné, což je zajímavé například pro armádu, jelikož se využívají jako zdroj přenosných zařízení a vysílaček, pokud jsou upevněny na oděvu nebo na batohu. Tento materiál je velmi perspektivní a má před sebou ještě léta vývoje. V současné době trpí ještě mnoha nedokonalostmi. Vzhledem ke své amorfní struktuře má mnoho poruch, které snižují jeho výkonnost [3]. Při instalaci ve velkých FV systémech je potřeba až 2,5krát větší plocha než u předchozích dvou systémů. Tento systém dokáže velmi dobře zpracovávat difúzní záření, čímž je také vhodný pro instalaci do méně příznivých slunečných podmínek. Životnost materiálu je kratší než u krystalických článků a výrobci většinou garantují 80 % výkonu po 15 letech [8]. 16

16 3.1.4 Způsoby zapojení FV systémů Využití fotovoltaických systémů se dělí podle jejich účelu na autonomní systémy (angl. Grid-off), systémy zapojené do sítě (angl. Grid-on) a systémy spojující oba předchozí tzv. hybridní systémy Autonomní systémy V praxi se nejvíce využívají na odlehlých místech, kde je rozvodná síť velmi vzdálená anebo úplně chybí, tzn., nalezneme je na chatách, jachtách, vědeckých a lékařských základnách daleko od civilizace, u telekomunikačních zařízení apod. Autonomní systémy jsou využitelné trojím způsobem. Za prvé k napájení zařízení nebo světel na stejnosměrný proud, za druhé k napájení zařízení na střídavý proud, kde je ovšem nutné použít měnič stejnosměrného na střídavé napětí nazývaný invertor, a třetím způsobem je napojení na akumulátor, který uchovává energii k využití v noci nebo v období, kdy je snížený sluneční svit např. v zimě [9]. Schéma všech tří možností je na obrázku 4. PV array FV panel Controller regulátor DC load stejnosměr. proud AC load střídavý proud Inverteter měnič (invertor) Batteries baterie Obr. 4: Schéma zapojení autonomního sytému Zdroj: Síťové systémy Jejich typické využití je u FV elektráren. Před vstupem do rozvodné sítě je nutné použít vhodný invertor, který přemění stejnosměrné napětí např. 18 V na střídavé napětí 230 V o frekvenci 50 Hz. U invertoru je též důležité, aby pracoval ve stejné fázi jako síť a aby v případě vypnutí proudu v síti zastavil dodávky z FVE (např. při opravách rozvodné sítě) [3]. 17

17 Na patě elektrárny je zpravidla umístěn elektroměr odběratele, podle něhož se fakturuje energie dodaná FVE, ale také odebraná. FVE si své poměrně nízké energetické nároky zabezpečí sama, ale pouze přes den, naopak v noci odebírá energii např. na chod zabezpečovacích kamer a zařízení. Většinou si provozovatelé FVE nechávají umísťovat elektroměry ještě za jednotlivé invertory, jednak aby měli přehled o vyrobené energii, ale také aby mohli odhalit poruchy nebo nefunkčnost jednotlivých částí elektrárny připojené přes konkrétní invertor [10]. Schéma síťového zapojení je na následujícím obrázku 5. Obr. 5: Schéma zapojení FVE do sítě Zdroj: Hybridní systémy Tyto systémy jsou kombinací obou předchozích. Nejčastěji se používají u menších FVE (většinou do 15 kw), které jsou umístěny na střechách nebo jsou integrovány do fasád rodinných domů, firem, průmyslových objektů apod. Energie z FV panelů je přes domovní rozvaděč primárně dodávána pro spotřebu v objektu, až pokud je spotřeba energie v objektu nižší, než vyrobená, pak je dodávána do rozvodné sítě. V případě, že je vyrobené energie málo nebo není žádná, je potřeba energie uspokojena z rozvodné sítě. U systémů s instalovaným výkonem více než 10 kw je možné použít i třífázový měnič napětí [8]. Schéma zapojení hybridních systémů viz obr

18 Obr. 6: Schéma zapojení hybridních systémů Zdroj: Důležité komponenty FV systémů Jak bylo již několikrát výše zmíněno, není většinou možné připojit FV panel přímo ke spotřebiči nebo k rozvodné síti a někdy je nutné energii uchovávat na noční dobu nebo pro roční období s nízkým slunečním svitem a častým výskytem oblačnosti. Pro správné zapojení a užívání FV systémů je tedy důležité používat následující komponenty. Měniče neboli invertory, jsou zařízení zapojená mezi panel a spotřebič nebo síť, která nejprve přemění pomocí spínacích obvodů stejnosměrný proud na střídavý a následně transformují napětí na 230 V. U velkých FVE se používají měniče, které umí transformovat napětí do velikosti přenosového napětí místní rozvodné sítě. Akumulátory se zapojují do autonomních systémů pro pokrytí budoucích energetických potřeb. V současné době se pro tyto účely používají hlavně olověné akumulátory optimalizované pro hluboké vybíjení, které mají nízké samovybíjení. Někdy je možné setkat se i s alkalickými nikl-kadmiovými akumulátory, jejichž vlastnosti jsou ale pro tyto účely méně vhodné [10]. 19

19 3.2 Legislativní rámec podpory výroby elektřiny z OZE Podpora výroby elektrické energie z obnovitelných zdrojů musí mít a má oporu v celé řadě zákonů ČR, vyhlášek a rozhodnutí. Tato kapitola se bude věnovat několika nejdůležitějším, jimiž jsou následující. Zákon 458/2000 Sb. o podmínkách podnikání a o výkonu státní správy v energetických odvětvích a o změně některých zákonů, který je také známý jako energetický zákon. Dále zákon 180/2005 Sb. o podpoře výroby elektřiny z obnovitelných zdrojů energie a o změně některých zákonů a také cenová rozhodnutí Energetického regulačního úřadu Zákon 458/2000 Sb., energetický zákon Předmětem úpravy tohoto zákona jsou podle 1 tohoto zákona podmínky podnikání a výkon státní správy v energetických odvětvích, kterými jsou elektroenergetika, plynárenství a teplárenství, a to v návaznosti na předpisy Evropské unie. Tímto zákonem se mimo jiné podle 17 zřizuje Energetický regulační úřad (zkr. ERÚ) coby správní úřad pro výkon regulace v energetice a jsou zde definovány pravomoci a povinnosti tohoto úřadu. Důležitým je také 23, podle kterého vzniká každému výrobci elektřiny právo připojit se a dodávat elektřinu do rozvodné sítě za předpokladu, že bude plnit pravidla pro provozování distribuční sítě. Paragrafem 24 tohoto zákona se stanovuje povinnost, která provozovateli distribuční sítě, přináší každoročně velké náklady. Jedná se totiž o povinnost připojit každého výrobce do rozvodné sítě, splňuje-li podmínky a požádá-li o to [13] Zákon 180/2005 Sb., zákon o podpoře využívání obnovitelných zdrojů Tento zákon upravuje způsoby podpory energie vyrobené z obnovitelných zdrojů v souladu s legislativou Evropské unie. Jeho účelem je ochrana klimatu a životního prostředí podporou energie z obnovitelných zdrojů (zkr. OZE), trvalým zvyšováním podílu této energie na spotřebě primárních energetických zdrojů. Dále je jeho účelem vytvořit podmínky, aby v roce 2010 byl podíl elektřiny z obnovitelných zdrojů na hrubé spotřebě elektřiny v České republice ve výši 8 % a vytvořit podmínky pro zvyšování tohoto podílu v dalších letech. Tento zákon byl již několikrát novelizován a nově od roku 2010 je jeho součástí také 3 odst. 5, který upravuje podporu pro energii vyrobenou ze Slunce, která má být poskytována pouze výrobcům, jejichž výrobní zařízení mají instalovaný výkon maximálně ve výši 30 kw a navíc jsou instalována na střechách staveb, které jsou vedeny 20

20 v Katastru nemovitostí. Tímto odstavcem se zabraňuje tomu, aby se ČR plnila dalšími velkými zařízeními, která zabírají hektary zpravidla zemědělské půdy. Dalším důležitým je 6 tohoto zákona, v jehož prvním odstavci je zakotveno, že ERÚ musí stanovovat ceny energie z OZE tak, aby bylo dosaženo 15leté návratnosti výrobních zařízení. V odstavci 4 téhož paragrafu je též dáno, že výkupní ceny nesmí být menší než 95 % ceny v roce, v němž se cena stanovuje. ERÚ stanovuje ceny vždy v listopadu roku, který předchází tomu, v němž budou ceny platné. Další důležitou částí tohoto zákona, která stejně tak jako 3 odst. 5, není jeho součástí od počátku, ale až po novelizaci, je 7a. Tímto je upraven odvod z elektřiny ze slunečního záření, který je jakousi daní pro velkovýrobce, jež se připojili do sítě v letech 2009 a Předmětem odvodu je elektřina ze Slunce vyrobená v období od 1. ledna 2011 do 31. prosince 2013, kterou vyrobila zařízení uvedená do provozu od 1. ledna 2009 do 31. prosince Zároveň jsou od tohoto odvodu osvobozeny státem preferované instalace do 30 kw umístěné na střechách budov, což je psáno v 7d. 7e pak stanovuje výše těchto odvodů, které činí 26 % z výkupní ceny a 28 % ze zeleného bonusu [14] Cenová rozhodnutí ERÚ Pro účel této práce jsou důležitá cenová rozhodnutí od roku 2008, jmenovitě Cenové rozhodnutí ERÚ č. 8/2008, č. 5/2009, č. 2/2010 a č. 7/2011. Ceny stanovené těmito rozhodnutími jsou v následující tabulce. Tab. 3: Výkupní ceny podle rozhodnutí ERÚ v Kč za MWh FVE, uvedení do provozu Nad 30 kw Zdroj: ERÚ Tab. 4: Zelené bonusy podle rozhodnutí ERÚ v Kč za MWh FVE, uvedení do provozu Nad 30 kw Zdroj: ERÚ 21

21 3.2.4 Výkupní ceny vs. zelený bonus Jak vyplývá z tab. 3 a 4, výkupní cena je vždy vyšší než zelený bonus. Výkupní cena, je dotovanou cenou finální, kterou výrobce fakturuje odběrateli. Zatímco zelený bonus je dotace, která se připojuje k již fakturované nedotované tržní ceně elektrické energie. Zákon č. 180/2005 Sb. stanovuje, že zelený bonus je formou dotace energie z OZE, která oproti ceně výkupní zohledňuje tržní riziko výrobce spočívající v proměnlivé tržní výkupní ceně. V praxi existovaly roky, kdy bylo výhodnější prodávat elektřinu přes pevnou výkupní cenu, ale stejně tak byly roky, kdy se vyplatil spíše zelený bonus. Výrobce si vždy na jeden celý kalendářní rok dopředu určí, kterou formu dotace bude používat a toto jeho rozhodnutí je závazné po celý rok [14]. 3.3 Investiční činnost Investiční činností se dnes zabývá mnoho podniků, hlavně pak investováním do majetku dlouhodobé povahy, do vývoje a do inovací. Na začátku každé investice stojí dvě základní otázky. Jednak, jak nákladová investice bude a jakým způsobem se budou tyto náklady hradit. A za druhé, jaký bude finanční efekt peněz a úsilí vynaložených na investici. Způsoby financování investiční činnosti a způsoby hodnocení efektivnosti investice popíší následující kapitoly Financování investičních projektů Forem financování je celá řada a dají se dělit podle různých kritérií. Jedním z hledisek jak dělit financování, je dělení podle vlastnického vztahu k finančním zdrojům, jedná se tedy o zdroje vlastní nebo cizí Vlastní zdroje Vlastní zdroje nemusí vždy přicházet jen zevnitř podniku, proto se dál ještě dělí na zdroje interní a externí. Mezi zdroje interní se řadí zisk, odpisy a rezervní fondy. Za externí zdroje lze pak považovat hlavně vklady vlastníků. Financování ze zisků společnosti je však celkem nejisté a nestabilní, jelikož zisk se nedá predikovat s jistotou na dlouhé období. Je také poměrně dražším zdrojem, než jsou zdroje cizí, protože podléhá zdanění a určitou část z něj požadují vlastníci, jako odměnu za vložení vlastního kapitálu do podniku a za podstoupení podnikatelského rizika. 22

22 Cizí zdroje Cizími zdroji kapitálu jsou úvěry, leasing nebo emise dluhopisů. Cenou, kterou platí podnikatel za cizí zdroje, jsou úroky, které se dají zahrnout do daňově uznatelných nákladů. Tímto vzniká úspora na dani z příjmu, čímž se stávají tyto zdroje levnějšími, než jsou zdroje vlastní [19]. Výjimkou je financování leasingem, jelikož jeho celá splátka se dá většinou zahrnout do nákladů, ale tomu bude věnována detailnější pozornost v samostatné kapitole. Rozdíl mezi leasingem a úvěrem není jenom ve způsobu, jak se promítají do základu daně z příjmu. Důležitým rozdílem je, že v případě úvěru patří jím financovaný majetek do vlastnictví subjektu, který si úvěr sjednal. Oproti tomu leasing je forma pronájmu, jež se dělí na dvě skupiny, finanční a operativní. Finanční leasing je nájemní smlouva zpravidla nevypověditelná, přičemž veškeré riziko a náklady na údržbu, pojištění a opravy předmětu nese nájemce. Jemu také vzniká po skončení doby pronájmu právo odkoupit předmět většinou za symbolickou cenu. Operativní leasing je vlastně tradiční nájemní smlouvou, po jejímž skončení předmět zůstává ve vlastnictví pronajímatele [20]. Výhodou finančního leasingu je nižší nákladovost (úrok), než je tomu u úvěru. Na druhou stranu nevýhodou je, že nájemce předmět nevlastní a tudíž s ním může nakládat pouze v rozsahu stanoveném leasingovou smlouvou. Tuto smlouvu většinou není možné vypovědět (anebo s velkou penalizací) [21] Výnosy Za výnosy podniku se považuje jakékoliv peněžní ocenění realizovaných výrobků či služeb a to bez ohledu na to, jestli došlo v témž účetním období k jejich inkasu nebo ne. Tímto se zásadně odlišují od peněžních příjmů, které se vykazují ve výkazu cash flow. Výnosy jsou součástí Výkazu zisků a ztrát. Hlavními výnosy podniku bývají zpravidla tržby za prodej vlastních výrobků či služeb, v podmínkách FVE se jedná o tržby z prodeje elektrické energie [20] Náklady Za náklady považujeme peněžně vyjádřenou spotřebu výrobních faktorů účelně vynaložených na tvorbu podnikových výnosů. Základní nákladové druhy jsou: spotřeba materiálu, energie a externích služeb (v podmínkách FVE např. servis FVE externím dodavatelem, finanční leasing, spotřeba elektrické energie), 23

23 osobní náklady, odpisy hmotného a nehmotného dlouhodobého majetku, finanční náklady (např. nákladové úroky, aj.) [20] Odepisování dlouhodobého majetku FVE Podle zákona o daních z příjmu č. 586/1992 Sb., ve znění pozdějších předpisů, lze fotovoltaické elektrárny odepisovat dvojím způsobem. První možností je odepisování podle toho z jakých částí se elektrárna skládá. Jednotlivé komponenty se zařadí do příslušných odpisových skupin a následně se odepisují. Druhou variantou je odepisování coby souboru věcí. Zde se stanoví odpisová skupina podle věci hlavní a tímto způsobem se pak následně odepisuje celý soubor. Dle 30b zákona o daních z příjmů se fotovoltaické elektrárny daňově odepisují rovnoměrně 240 měsíců (20 let). Do souboru věcí lze však zařadit pouze majetek, který bezprostředně souvisí s věcí hlavní a s její funkcí. Proto je nutné některý majetek odepisovat samostatně. V případě FVE se jedná o zabezpečovací a kamerový systém, který patří do druhé odpisové skupiny a odepisuje se po dobu pěti let následovně. Při rovnoměrném odepisování v prvním roce je odpis ve výši 11 % pořizovací ceny, v druhém až čtvrtém roce 22,25 % pořizovací ceny [22] Promítnutí splátek leasingu do nákladů Leasingová splátka je zpravidla celá uznatelná jako daňový náklad, ale pouze za předpokladu, že leasing trvá přinejmenším tak dlouho, jako je doba odepisování. V případě, že je leasing sjednán na dobu kratší, pak se dle ČÚS č. 011, části 4., celková částka sjednaná ve smlouvě rozdělí na příslušné složky a to ve výši odpisů, pokud je nájemné vyšší než odpisy [23]. Daňově je pak v případě FVE uznatelná pouze ta část měsíční splátky leasingu, která odpovídá 1/240 z celkové leasingové smluvní ceny, na které se pronajímatel s nájemcem dohodli, viz 24 odst. 2 písm. h) bod 2. a také odst. 16 tohoto paragrafu zákona o daních z příjmů č. 586/1992 Sb., ve znění pozdějších předpisů. Stejný postup rozpouštění leasingové splátky se uplatňuje i u mimořádné splátky tzv. akontace [22] Prognóza peněžních příjmů z investice Moderní metody hodnocení efektivnosti investičních projektů jsou stavěny většinou na základě predikce peněžních příjmů z projektu (tzv. cash flow). Ty se stanovují jako rozdíl peněžních příjmů a kapitálových výdajů vyvolaných projektem. 24

24 V začátku projektu bývají většinou pouze kapitálové výdaje, přičemž finanční teorie vyžaduje, aby byly chápány komplexněji než jako pouze investiční náklady z pohledu účetnictví. Kapitálové výdaje z hlediska cash flow by měly obsahovat veškeré výdaje, které úzce souvisejí s investičním projektem. Během životnosti projektu pak dominují peněžní příjmy ve formě tržeb za výrobky nebo služby vyprodukované projektem. Peněžní příjmy však bývají snižovány běžnými výdaji na chod projektu. Kapitálové výdaje se v průběhu životnosti mohou také vyskytovat ve formě dostavby projektu, obnovení jeho částí, které mají kratší životnost než projekt samotný [24]. Důležitým rozdílem mezi peněžními příjmy a výdaji a mezi výnosy a náklady je jejich pojetí z hlediska časového. U výnosů a nákladů je uplatňován akruální princip, tj. zakládají se na vztahu k určitému časovému okamžiku (resp. účetnímu období) a poskytují informaci o výši zisku. Zatímco výkaz cash flow (neboli peněžních příjmů) zachycuje uskutečněné peněžní toky. Cash flow odstraňuje časový nesoulad mezi účetním zachycením hospodářských operací a jejich skutečnou finanční realizací [19] Stanovení peněžních toků Peněžní toky v podniku jsou natolik důležité, že se pro ně sestavuje speciální výkaz cash flow. Existují v zásadě dvě metody jak jej sestavit. Metoda přímá a nepřímá. Nepřímá metoda je jednodušší, jelikož se vychází ze zisku, který se upraví o náklady a výnosy, které nejsou peněžními výdaji nebo příjmy a to tak, že náklady neznamenající peněžní výdaj se přičtou a výnosy neznamenající peněžní příjem se naopak odečtou. Typickým příkladem takovýchto nákladů jsou např. odpisy. U výnosů jsou typickým příkladem tržby za výrobky nebo služby, které ještě nebyly uhrazeny odběrateli. Metoda přímá je založena na sčítání položek peněžních příjmů, od nichž se odečítají peněžní výdaje realizované v určitém časovém období. Obě metody by měly vést ke stejným výsledkům, které jsou zachyceny ve výkazu. Ten je rozdělen na tři části, peněžní toky z provozní činnosti (tzn. z výroby a prodeje výrobků a služeb), dále z investiční činnosti, kam patří investování do dlouhodobého majetku a z finanční činnosti, kde se soustřeďují peněžní toky vyplývající z úvěrů, akcií, dividend a dalších finančních nástrojů [20]. 25

25 Aktualizace budoucí hodnoty peněžních toků Chceme-li zjistit peněžní příjmy za celou dobu životnosti investice, abychom je mohli porovnávat s kapitálovými výdaji na investici, musíme nutně zohlednit také faktor času. Zatímco kapitálové výdaje na investici jsou placeny v relativně krátkém období (zpravidla jednoho nebo dvou let), peněžní příjmy z investice plynou po celou dobu její životnosti až v řádech desítek let. Hodnota peněz se v čase mění, většinou klesá, což se dá podchytit tzv. diskontováním peněžních příjmů. Výpočet současné tedy diskontované hodnoty peněžních příjmů ukazuje následující rovnice. = (1+ ) rovnice (1) kde SHCF současná hodnota cash flow, CF t očekávaná hodnota cash flow v období t (t = 1 až n), k podniková diskontní míra, t období 1 až n let, n očekávaná životnost investice v letech[20]. Pro aktualizaci peněžních příjmů je velmi důležitá podniková diskontní míra (zn. WACC) někdy také nazývaná náklady kapitálu. Rozumí se jí průměrné náklady na kapitál věřitelů a náklady na kapitál vlastníků podle následující rovnice. = (1 ) + rovnice (2) kde r d náklady na kapitál věřitelů, t daň z příjmu, D kapitál věřitelů, E vlastní kapitál, C celkový investovaný kapitál (C = E +D), r e náklady na vlastní kapitál [19]. 26

26 3.4 Metody hodnocení efektivnosti investic Pro hodnocení efektivnosti investic existuje celá řada ukazatelů, které se dělí do dvou skupin podle toho, jestli zohledňují faktor času. První skupinou nezohledňující faktor času jsou metody statické. Lze je použít u těch investic, které mají krátkou životnost nebo pokud se jedná o jednorázové pořízení fixního majetku. Druhou skupinou jsou metody dynamické, které jsou vhodné hlavně pro hodnocení projektů, které se vyznačují delší dobou ekonomické životnosti. Těchto metod je celá řada, mezi nejznámější patří metoda čisté současné hodnoty (event. indexu), doby návratnosti nebo vnitřního výnosového procenta [24] Čistá současná hodnota Čistá současná hodnota investice (zn. ČSHI nebo angl. NPV) představuje rozdíl mezi aktualizovanou, tzn. současnou hodnotou peněžních příjmů z investice a kapitálovými výdaji na investici. Tato hodnota by měla být kladná, protože pokud by byla záporná, pak by to znamenalo, že veškeré příjmy z investice by nepokryly výdaje na tuto investici a tudíž by neměla žádnou návratnost [19]. Pokud by se tato hodnota pohybovala kolem nuly, pak se jedná o investici marginální jelikož, kterou určitě nelze podniku doporučit, protože sice není prodělečná, ale také podniku nic nepřináší, kromě vyššího podnikatelského rizika. Je-li hodnota ČSHI kladná, pak nám toto číslo vyjádřené v měnových jednotkách říká, kolik peněz nad investovanou částku dostane podnik navíc, tj. o kolik vzroste jeho hodnota [25]. Č = rovnice (3) kde SHCF současná hodnota cash flow (viz. rovnice č. 1), KV kapitálové výdaje. Obdobou tohoto ukazatele je index čisté současné hodnoty (zn. IR), pro něhož platí, že investice je výhodná, pokud je větší než jedna, pokud je menší než jedna, je investice prodělečná a pokud je roven jedné, pak se jedná o investici indiferentní. = 27 rovnice (4) kde SHCF současná hodnota cash flow (viz. rovnice č. 1), KV kapitálové výdaje [20].

27 3.4.2 Doba návratnosti Jednoduše řečeno, je to doba, za kterou se investice splatí vlastními vygenerovanými peněžními příjmy. Její konstrukce je jednoduchá a využívá také aktualizovanou hodnotu cash flow. = (1+ ) rovnice (5) kde KV kapitálové výdaje, CF t očekávaná hodnota cash flow v n-tém roce, K podniková diskontní míra, T období 1 až n let, N očekávaná životnost investice v letech, A doba návratnosti [24] Vnitřní výnosové procento Vnitřní výnosové procento (zn. IRR) vyjadřuje rentabilitu, kterou projekt během své životnosti poskytuje. Číselně se jedná o takovou diskontní míru podniku, při níž je ČSHI rovna nule. Aby bylo možné investici přijmout, musí být hodnota IRR větší, než je hodnota podnikové diskontní míry. IRR se vypočítá podle následující rovnice [25]. (1+ ) =0 rovnice (6) kde KV kapitálové výdaje, CF i očekávaná hodnota cash flow v i-tém roce, IRR vnitřní výnosové procento, I období 1 až n let, N očekávaná životnost investice v letech [19]. 28

28 4 MATERIÁL A METODIKA 4.1 Prognóza budoucího výkonu FVE Pro predikci budoucího výkonu FVE je nutné znát několik následujících informací. Jednak účinnost celého systému a její případný pokles způsobený stárnutím FV panelů a alespoň přibližné ztráty, které způsobují komponenty FVE, jako je vedení nízkého napětí, měnič nebo transformátor. Další důležitou informací je hodnota průměrného záření, které může dopadat na FV panely v konkrétních zeměpisných podmínkách. Pro určení finančního efektu FVE bude také nutné stanovit odhad vývoje budoucích cen placených za dodanou energii Stanovení účinnosti fotovoltaických elektráren Účinnost je bezrozměrná fyzikální veličina, která udává poměr mezi výkonem a příkonem stroje při vykonávání práce. Z hlediska energetického se jedná o poměr vytvořené energie k energii vložené. Toto číslo musí být menší než 1 a většinou se udává v procentech. Ke stanovení účinnosti fotovoltaických panelů je nutné znát maximální výkon panelu, který udává výrobce, a plochu panelu. Výkon panelu, který udává výrobce je měřen tak, že se panel osvítí zářením o intenzitě W m -2. Vynásobíme-li plochu panelu v m W m -2 získáme tím celkový vkládaný výkon. Následně podělíme výkon panelu celkovou vloženou energií, čímž získáme účinnost FV panelu Průměrné dopadené záření v konkrétních zeměpisných podmínkách Zjistit průměrné dopadené záření přesně v místě, kde se elektrárna nachází je složité, pokud v tomto místě neprobíhá přímo měření globální radiace. Nicméně pro tento účel je možné využít data, naměřená na některé z blízkých stanic Českého hydrometeorologického ústavu. V této práci se budu opírat o data naměřená s měsíční frekvencí na stanici ČHMÚ v obci Kuchařovice (okr. Znojmo), která je vzdálená od obou FVE do 25 km. Data jsou k dispozici v jednotkách MJ m -2, které je nutné upravit podle následujícího přepočtu na kwh m =0,2778 h rovnice (7) 29

29 Z těchto dat bude následně vypočítán roční průměr celkového dopadeného záření ve W m -2, přičemž se bude jednat o 24letý průměr Odhad vývoje budoucích výkupních cen elektřiny Pro stanovení odhadu vývoje cen, vypočtu indexy růstu cen v minulých obdobích, z nichž vypočítám průměrný index, podle kterého následně stanovím odhad. Tento postup bude realizován zvlášť pro každou ze dvou FVE, jelikož jejich výkupní ceny se liší s ohledem na jiný rok uvedení do provozu. Pro zjednodušení predikce, budu počítat pouze s pevnými výkupními cenami, jelikož v případě zeleného bonusu hraje velkou roli tržní výkupní cena elektřiny, která se dá odhadovat jen velmi těžko. Budoucí odhadované ceny pak ještě matematicky zaokrouhlím na celé desítky Kč MWh -1, jelikož i ERÚ vydává ceny již takto zaokrouhlené. Po provedení výše uvedených výpočtů, stanovím pro jednotlivé roky výsledné odhadované množství vyrobené energie a odhadované příjmy z prodeje energie a to následovně. Součinem celkové plochy FV panelů v m 2, průměrného dopadeného záření ve W m -2 a účinnosti celého systému v procentech, zjistíme kolik energie v jednotlivých letech FVE vyrobí. Následným součinem odhadu vyrobeného množství energie v daném roce s odhadovanou výkupní cenou za daný rok vyjdou celkové odhadované tržby z prodeje elektřiny. 4.2 Hodnocení ekonomiky Ekonomická stránka FV elektráren bude hodnocena metodami a postupy uvedenými v kap. 3.3 Investiční činnost, této práce Stanovení hodnoty Cash flow Pro účel této práce bude Cash flow stanovené pomocí přímé metody, tedy vyčíslením peněžních příjmů a odpočtem veškerých peněžních výdajů. Přímá metoda je sice o něco pracnější, ale vzhledem k jednoduchosti příjmové a výdajové struktury FVE, nám alespoň poskytne detailnější pohled na ekonomiku těchto zařízení. Složky peněžních výdajů jsou dostupné z podnikových interních materiálů kromě daně z příjmu právnických osob. Tuto je nutné vypočítat a to sestavením přehledu výnosů a nákladů, které jsou opět většinou dostupné z podnikových materiálů. Přehled výnosů a nákladů nám poskytne ještě další velmi cenný údaj, a sice zisk. Při výpočtu nákladů nebo výdajů 30

30 je nutné dodržovat správné postupy, jako například správné odepisování FVE a jiných zařízení, viz kapitolu , rozpouštění akontace a rozpočítávání řádné leasingové splátky, viz kapitolu Po sestavení přehledu peněžních toků v jednotlivých letech, musí být hodnoty budoucích peněžních toků aktualizovány na současnou hodnotu peněz, tzv. diskontovány. Aktualizace se provede podle rovnice č. 1, uvedeného v kapitole této práce. K provedení aktualizace je nutné znát podnikovou diskontní míru, která se vypočte podle poměru vlastního a cizího kapitála jejich úrokových měr. Úroková míra cizího kapitálu je zjistitelná v úvěrové nebo leasingové smlouvě. Zatímco požadovaná míra zhodnocení vlastního kapitálu závisí, buď na požadavcích vlastníků, nebo se dá odvodit od úrokové míry bezrizikových finančních investičních instrumentů. Výpočet se provede podle rovnice č. 2, téže kapitoly Ukazatele hodnocení efektivnosti investice Po úspěšném diskontování peněžních příjmů se použijí jejich hodnoty pro výpočty dynamických ukazatelů hodnocení efektivnosti investice. Jako první se vypočte čistá současná hodnota investice a její index podle rovnic č. 3 a 4 v kapitole Následně se porovná, dosahuje-li hodnot doporučených v literatuře. Dalším hodnotícím kritériem je doba návratnosti, která se stanoví podle rovnice č. 5 v následující kapitole. Zde bude zajímavé porovnat, jestli doba bude delší, stejná nebo kratší, než je citovaným zákonem č. 180/2005 Sb. požadovaná doba návratnosti 15 let. Posledním hodnotícím ukazatelem je vnitřní výnosové procento, jež se vypočítá dosazováním různých hodnot do rovnice č. 6 kapitoly Jedná se o metodu pokusů a omylů, ale jelikož pro veškeré výpočty bude použit tabulkový procesor Microsoft Excel, tak se dá vnitřní výnosové procento zjistit celkem rychle. Hodnotícím kritériem podle použité literatury je porovnání s podnikovou diskontní mírou. Hodnoty ukazatelů obou elektráren, u nichž to má smysl, budou rozpočítány na stejnou jednotku např. kw p instalovaného výkonu. Pak by mělo být možné exaktně porovnat obě FVE a promítnout tak výsledky vůči jejich technickým parametrům. 31

31 5 VÝSLEDKY A DISKUZE Tato část práce se bude věnovat představení a diskuzi výsledků, které byly zjištěny nebo vypočítány podle metodiky a literárních pramenů zmíněných v předchozích kapitolách. 5.1 Technické porovnání sledovaných elektráren Předmětem technicko-ekonomického hodnocení v této práci jsou dvě fotovoltaické elektrárny, které jsou umístěny nedaleko sebe (cca 5 km). Větší z elektráren leží v obci Hrabětice (okr. Znojmo) bod A na obr. 6 a druhá je umístěna ve vedlejší obci Hrušovany nad Jevišovkou bod B téhož obrázku. Poloha obou elektráren je ve velmi výhodná z hlediska jejich porovnávání, jelikož světelné podmínky by měly být u obou zařízení srovnatelné. Obr. 7: Výřez mapy okr. Znojmo, vyznačeny obce Hrabětice a Hrušovany n/j Zdroj: FVE Hrušovany Tato elektrárna je starší z obou sledovaných. K přenosové soustavě byla připojena v roce 2008, ale její provoz byl zahájen až v lednu roku Jsou zde použity FV panely vyrobené z amorfního křemíku. Tato technologie se nazývá jako tenkovrstvá, jelikož tento typ panelů bývá tenčí než ostatní technologie. Tento typ panelů se vyznačuje nižší účinností mezi 5 až 7 %. Elektrárna se skládá z ks panelů o maximálním výkonu 40 W a její celkový instalovaný výkon je 483,84 kw p. Panely jsou skloněny 32

32 pod úhlem 35 k vodorovné rovině a jejich orientace z hlediska světových stran je přesně na jih. Více technických informací je v následující tabulce. Tab. 5: Základní technické parametry FVE Hrušovany FVE Hrušovany n/j FV panely Bangkok Solar Co., Ltd. Typ BS 40 Technologie panelu amorfní Si Jmenovitý výkon 40 W Rozměry v š 635 x 1245 mm Plocha FV části panelu 0,79 m² Hmotnost 13,5 kg Počet zapojených panelů ks Celková plocha FV panelů 9 567,94 m² Měniče SMC 6000 A měnič DC/AC DC napětí max. 600 V Hmotnost 63 kg Počet zapojených měničů 72 ks FVE Datum uvedení do provozu Instalovaný výkon 483,84 kw p Celková plocha pozemku m² Zdroj: Technická zpráva FVE Hrušovany n/j FVE je uspořádána ze 74 EBC bloků, které jsou tvořeny 24 paralelními kombinacemi solárních panelů, zapojených po 7 kusech do série. Každý EBC blok (vyjma několika krajních) tedy obsahuje 168 ks fotovoltaických panelů. Ke každému bloku EBC náleží rozvaděčová skříň, do které jsou přivedeny solárními kabely po konstrukci elektrárny výstupy sériových kombinací panelů. Výstup z rozvaděčové skříně je proveden kabelem uloženým v zemi a zakončeným v dalším rozvaděči, kde jsou instalovány jisticí prvky a přepěťové ochrany. Z tohoto rozvaděče je DC výkon vyveden solárními kabely do měničů SMC 6000 A. Výstup z měniče je vyveden kabelem, uloženým v kabelovém žlabu, již jako AC soustava (230V/50Hz) do skříně AC, která je tvořena jisticím prvkem pro každý měnič, hlavním jisticím prvkem a přepěťovou ochranou. Ze skříně AC je výkon vyveden kabelem uloženým v zemi do vývodového plastového rozvaděče. Podrobnější technická specifikace FV panelů a měničů se nachází v přílohách, viz tab

33 Investiční náklady v jednotlivých položkách jsou rozepsány v následující tabulce. Tab. 6: Investiční náklady FVE Hrušovany v tis. Kč v tis. Kč FV panely (12096 ks) Měniče (72 ks) Stavební konstrukce NN část, kabeláž VN trafostanice (2 ks) Terénní úpravy, oplocení EZS, kamerový systém 161 Náklady celkem Náklady na 1 kw p 107 Zdroj: podnikové účetnictví FVE Hrabětice Elektrárna v Hraběticích je ze dvou sledovaných tou větší a výkonnější. Zde jsou použity podstatně efektivnější panely z polykrystalického křemíku, přičemž u této technologie se uvádí účinnost přeměny sluneční energie na elektrickou mezi 13 až 16 %. Elektrárna byla připojena k přenosové soustavě v roce 2009, ale provoz byl zahájen až v lednu následujícího roku. FVE je složena z ks FV panelů o maximálním výkonu 220 W, které dohromady dávají instalovaný výkon 1 805,76 kw p. Sklon panelů je stejně jako u předchozí FVE 35 k vodorovné rovině a jejich orientace je odkloněna od jihu o 14 směr západ kvůli mírné svažitosti pozemku. Jak uvádím v literárním přehledu, polykrystalické panely jsou schopné velmi dobře přijímat difúzní záření a jsou vhodné pro instalace, které jsou směrovány jinak než je ideální orientace na jih ±10. 34