Střešní instalace fotovoltaických systémů výroba v místě spotřeby 29. listopadu 2012 Martin Šťastný
Fakta o Conergy Založena 1998 754 m obrat v roce 2011 42 zemí 29 poboček 5 kontinentů okolo 1,300 zaměstnanců 1 továrna na moduly 2 továrny na montážní systémy 2 GW nainstalovaného výkonu 500 MW parků 14 let zkušeností O U R W O R L D I S F U L L O F E N E R G Y 2
Slunce nevyčerpatelný zdroj energie Dopad energie na Zemi ze Slunce: Sluneční konstanta 1.367W/m2 Globální záření (ztráty atmosféra) 1.000W/m2 Dopad energie za den 2.7 * 1015 kwh/d Dopad energie za rok 1.5 * 1018 kwh/a 0,01 % roční produkce energie ze Slunce je dostačující k pokrytí celosvětové spotřeby energie. Uranium Natural gas Petroleum Coal Roční energie ze sluce uran Source: DGS ropa zemní plyn uhlí Roční spotřeba energie na Zemi Zdroj: Conergy PV guide 2010 3
Historie fotovoltaiky (FV) Fotovoltaikou se rozumí přímé získání proudu ze slunečního záření. Slovo fotovoltaika se skládá: z řeckého slova pro světlo photon a jména italského fyzika Alessandra Volty *1745 +1837, jehož jméno stalo nositelem označení jednotky elektrického napětí. 1839 objeven fotolelektrický jev (FR, Antoine César Becquerel *1788 +1878) změny napětí na elektrodách ponořenách do elektrolitu v závislosti na slunešním záření 1883 první solární článek (US, Charles Fritts) selenový polovodič potažený zlatem, účinnost cca 1%) 1905 fotoelektrický jev popisuje (GER/US, Albert Einstein *1879 +1955) r. 1921 za dílo dostává získává Nobelovu cenu 1946 patent na solární článek (US, Russell Shoemaker Ohl *1898 +1987) pracovník AT&T Bell Laboratories,vývoj nových materiálů 1954 první monokrystalický křemíkový článek, účinnost cca 6% AT&T Bell Laboratories, L. Pearson + Daryl Chapin + Calvin Fuller 1958 Vanguard I - první družice se solárními články kosmonautika se stala impulsem k rozvoji FV 4
Technologie FV 1. generace nejpoužívanější, cca 85% všech modulů, založeno na využití křemíku monokrystal vyšší cena, 11-15% účinnost, cca 7-9m2/kWp polykrystalické levnější, účinnost 11-13% ale lépe zpracovávají difuzní světlo, cca 8-9m2/kWp 2.generace snaha o redukci cen, nahrazení krystalického křemíku polovodičová vrstva (thin-film) amorfního nebo mikrokrystalického křemíku nebo jiných materiálů, CdTe - FirstSolar nižší životnost i účinnost (8-10%) než články první generace 3.generace snaha o redukci ceny a zvýšení účinnosti vícevrstvé (Si) - každá vrstva využívá část spektra a zbytek pouští dále, 30% účinnost (třívrstvé komerční články) ale 2-3x dražší koncentrátové články, ne Si, účinnost cca 40%, POUZE přímé záření výzkum a vývoj článků organického typu, zatím jen 2-4% účinnost, komerčně nedostupné 5
Umístění FV systému A fotovoltaické moduly Generátor stejnosměrné elektrické energie z dopadajícího světelného záření B měnič (střídač) Ze stejnosměrné energie z modulů vytváří v síti elektrickou energii s parametry sítě (1f, 3f) C - elektroměr 6
Komponenty FV systému Fotovoltaický modul (1,0 x 1,65m, 240-245Wp) Montážní systém Šikmé střechy instalace v ploše Ploché střechy konstrukce zajišťuje vhodný sklon Integrovaná FV supluje střešní krytinu Volné plochy Střídač (měnič) Dle způsobu připojení jednofázové, třífázové, (dvoufázové) Dle velikosti stringové (cca do 30kW), centrální (stovky kw) Monitoring Ostatní Rozvaděče, Kabeláž 7
Je střecha vhodná? Fotovoltaická elektrárna (FVE) výroba elektrické energie v závislosti na osvitu aplikace na střechy bez emisí hluku či zplodin Plocha vs. výkon Instalace v ploše 1kW -> 7m2 Instalace na stojanech 1kW -> 14-20m2 Montážní systém Se zátěží / kotvený do nosné konstrukce Ploché střechy / šikmé střechy Nad střechou / integrovaná FV 8
Proč kvalita? Výkon systému Větší výnos kwh z kwp Vysoká účinnost a low light performance Bez výpadků ve výrobě (reklamace, ) 1,0 x 1,65m, 240-245Wp Náklady na provoz a údržbu Identifikace problému Demontáž vadných komponent Reklamační proces Zpětná montáž a zprovoznění Životnost Mechanická odolnost sníh, vítr, kroupy, prach, Chemická odolnost čpavek, soli, kyselé deště, UV záření, Kvalitní modul má životnost přes 40 let Záruky Mnoho noname výrobců Bez zkušeností, R&D, historie a budoucnosti 9
Malé střešní instalace 10
Střešní FVE Chýně, 500kWp Popis Střechy v areálu spediční firmy Začátek stavby červen 2010 Připojení do sítě září 2010 Instalovaný výkon 500 kwp Odhad roční výroby 540 MWh Technologie tenkovrstvá Moduly Montážní systém Měniče FirstSolar Conergy SunTop Solion Conergy IPG-K (centrální) 11
Střešní FVE Kladno, 300kWp Popis Střechy komplexu pekárny Začátek stavby květen 2010 Připojení do sítě říjen 2010 Instalovaný výkon 300 kwp Odhad roční výroby 315 MWh Technologie polykrystalická Moduly Montážní systém Měniče Conergy PowerPlus Conergy SunTop Conergy SolarFamulus Conergy IPG-S + IPG-T 12
Podíl FVE na pokrytí denní spotřeby Provoz Pekárna, Středočeský kraj Systém 300kWp, 1.330 modulů Conergy PowerPlus Střídače Conergy IPG-S, Conergy IPG-T Montážní systém Conergy SolarFamulus, Conergy SunTop Realizace 10/2010 Grafy 20. + 21. 08. 2012 350,00 300,00 250,00 200,00 150,00 100,00 50,00 0,00 300,00 250,00 200,00 150,00 100,00 50,00 0,00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 13
Výsledky celoročního provozu Provoz Pekárna, Středočeský kraj, 300kWp V současnosti cca vyrobené 95% energie provoz spotřebuje 200 180 160 140 120 100 80 Přebytek výroby (do sítě) Vyrobená a spotřebovaná energie Odběr ze sítě 60 40 20 0 14
Střešní FVE jižní Slovensko Popis 12 střech obecních budov Začátek stavby duben 2012 Připojení do sítě červen 2012 Instalovaný výkon 600 kwp Odhad roční výroby 705 MWh Technologie polykrystalická Moduly Měniče Conergy Conergy IPG-T 15
Podpora FV pro rok 2013 Cenové rozhodnutí Energetického regulačního úřadu č. 4/2012 ze dne 26. listopadu 2012 16
Návratnost v roce 2013 do 5kWp 1. pololetí 2013, do 5kWp, typicky rodinný dům Dle Cenového rozhodnutí Energetického regulačního úřadu č. 4/2012 ze dne 26. listopadu 2012 instalovaný výkon 4,95 kwp počáteční specif. výroba energie 1050 kwh/kwp/rok cena instalace 44 tis CZK/kWp celková cena instalace 217,8 tis CZK sazba výkup/bonus 2,86 CZK/kWp meziroční růst energie v síti (%) 5 cena za nakupovanou energii 4,5 CZK/kWh podíl spotřebované výroby 35 % úvěr - procenta 0 % z celkové investice vlastní kapitál 218 tis CZK položka / rok 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 roční výroba (kwh) 5 197,50 4 937,63 4 906,02 4 874,63 4 843,43 4 812,43 4 781,63 4 751,03 4 720,62 4 690,41 4 660,39 4 630,56 4 600,93 4 571,48 4 542,23 4 513,16 4 484,27 4 455,57 4 427,06 4 398,72 4 370,57 4 342,60 4 314,81 4 287,19 4 259,75 bonus (kč/kwh) 2,86 2,92 2,98 3,04 3,10 3,16 3,22 3,29 3,35 3,42 3,49 3,56 3,63 3,70 3,77 3,85 3,93 4,00 4,08 4,17 příjem bonus (kč) 14 864,85 14 404,04 14 598,09 14 794,76 14 994,07 15 196,07 15 400,79 15 608,27 15 818,55 16 031,65 16 247,63 16 466,52 16 688,36 16 913,18 17 141,04 17 371,96 17 606,00 17 843,19 18 083,57 18 327,19 náklad revize (kč) 500,00 500,00 500,00 500,00 500,00 500,00 500,00 500,00 500,00 500,00 500,00 500,00 500,00 500,00 500,00 500,00 500,00 500,00 500,00 500,00 501,00 502,00 503,00 504,00 505,00 náklad pojištění (0,1% z poř.ceny) (kč) náklad na servis administrativní správa odpis (20/30 let) účetní zisk (bonus-nákladyodpisy) daň z příjmu cena energie v síti (kč) vlastní spotřeba (kwh) úspora vlastní spotřebou (kč) splátka úvěru (tis CZK) celková ekonomická bilance 217,80 217,80 217,80 217,80 217,80 217,80 217,80 217,80 217,80 217,80 217,80 217,80 217,80 217,80 217,80 217,80 217,80 217,80 217,80 217,80 217,80 217,80 217,80 217,80 217,80 14 520,00 14 520,00 750,00 750,00 750,00 750,00 750,00 750,00 750,00 750,00 750,00 750,00 750,00 750,00 750,00 750,00 750,00 750,00 750,00 750,00 750,00 750,00 750,00 750,00 750,00 750,00 750,00 10 527,00 10 527,00 10 527,00 10 527,00 10 527,00 10 527,00 10 527,00 10 527,00 10 527,00 10 527,00 10 527,00 10 527,00 10 527,00 10 527,00 10 527,00 10 527,00 10 527,00 10 527,00 10 527,00 10 527,00 2 870,05 2 409,24 2 603,29 2 799,96 2 999,27 3 201,27 3 405,99 3 613,47 3 823,75 4 036,85-10 267,17 4 471,72 4 693,56 4 918,38 5 146,24 5 377,16 5 611,20 5 848,39 6 088,77 6 332,39 430,51 361,39 390,49 419,99 449,89 480,19 510,90 542,02 573,56 605,53 0,00 670,76 704,03 737,76 771,94 806,57 841,68 877,26 913,32 949,86 4,50 4,73 4,96 5,21 5,47 5,74 6,03 6,33 6,65 6,98 7,33 7,70 8,08 8,49 8,91 9,36 9,82 10,31 10,83 11,37 11,94 12,54 13,16 13,82 14,51 1 819,13 1 728,17 1 717,11 1 706,12 1 695,20 1 684,35 1 673,57 1 662,86 1 652,22 1 641,64 1 631,14 1 620,70 1 610,33 1 600,02 1 589,78 1 579,60 1 569,49 1 559,45 1 549,47 1 539,55 1 529,70 1 519,91 1 510,18 1 500,52 1 490,91 8 186,06 8 165,60 8 519,00 8 887,71 9 272,37 9 673,67 10 092,35 10 529,15 10 984,85 11 460,27 11 956,28 12 473,74 13 013,61 13 576,84 14 164,44 14 777,48 15 417,05 16 084,30 16 780,42 17 506,68 18 264,37 19 054,85 19 879,55 20 739,93 21 637,56 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00-196 647,40-175 906,94-154 648,14-132 853,47-110 504,73-87 582,97-64 068,52-39 940,92-15 178,89 10 239,71 22 455,82 49 257,53 76 787,66 105 072,12 134 137,86 164 012,93 194 726,49 226 308,91 258 791,79 292 208,01 294 483,58 312 068,63 330 477,38 17 349 745,51 369 910,27
Návratnost v roce 2013 do 30kWp 1. pololetí 2013, do 30kWp, typicky objekt výroby či služeb Dle Cenového rozhodnutí Energetického regulačního úřadu č. 4/2012 ze dne 26. listopadu 2012 instalovaný výkon 29,9 kwp počáteční specif. výroba energie 1050 kwh/kwp/rok cena instalace 42 tis CZK/kWp celková cena instalace 1255,8 tis CZK sazba výkup/bonus 2,28 CZK/kWp meziroční růst energie v síti (%) 5 cena za nakupovanou energii 2,5 CZK/kWh podíl spotřebované výroby 90 % úvěr - procenta 100 % z celkové investice vlastní kapitál 0 tis CZK úvěr - částka 1256 tis CZK úrok úvěru 8 %p.a. délka úvěru 20 let roční splátka 126,0 tis czk položka / rok 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 roční výroba (kwh) bonus (kč/kwh) příjem bonus (kč) náklad revize (kč) náklad pojištění (0,1% z poř.ceny) (kč) náklad na servis administrativní správa odpis (20/30 let) účetní zisk (bonus-nákladyodpisy) daň z příjmu cena energie v síti (kč) vlastní spotřeba (kwh) úspora vlastní spotřebou (kč) splátka úvěru (tis CZK) celková ekonomická bilance 31 395,00 29 825,25 29 634,37 29 444,71 29 256,26 29 069,02 28 882,98 28 698,13 28 514,46 28 331,97 28 150,64 27 970,48 27 791,47 27 613,60 27 436,88 27 261,28 27 086,81 26 913,45 26 741,21 26 570,06 26 400,01 26 231,05 26 063,18 25 896,37 25 730,63 2,28 2,33 2,37 2,42 2,47 2,52 2,57 2,62 2,67 2,72 2,78 2,83 2,89 2,95 3,01 3,07 3,13 3,19 3,26 3,32 71 580,60 69 361,60 70 296,04 71 243,07 72 202,86 73 175,57 74 161,39 75 160,50 76 173,06 77 199,26 78 239,29 79 293,33 80 361,57 81 444,20 82 541,42 83 653,42 84 780,39 85 922,56 87 080,10 88 253,25 500,00 500,00 500,00 500,00 500,00 500,00 500,00 500,00 500,00 500,00 500,00 500,00 500,00 500,00 500,00 500,00 500,00 500,00 500,00 500,00 501,00 502,00 503,00 504,00 505,00 1 255,80 1 255,80 1 255,80 1 255,80 1 255,80 1 255,80 1 255,80 1 255,80 1 255,80 1 255,80 1 255,80 1 255,80 1 255,80 1 255,80 1 255,80 1 255,80 1 255,80 1 255,80 1 255,80 1 255,80 1 255,80 1 255,80 1 255,80 1 255,80 1 255,80 83 720,00 83 720,00 750,00 750,00 750,00 750,00 750,00 750,00 750,00 750,00 750,00 750,00 750,00 750,00 750,00 750,00 750,00 750,00 750,00 750,00 750,00 750,00 750,00 750,00 750,00 750,00 750,00 60 697,00 60 697,00 60 697,00 60 697,00 60 697,00 60 697,00 60 697,00 60 697,00 60 697,00 60 697,00 60 697,00 60 697,00 60 697,00 60 697,00 60 697,00 60 697,00 60 697,00 60 697,00 60 697,00 60 697,00 8 377,80 6 158,80 7 093,24 8 040,27 9 000,06 9 972,77 10 958,59 11 957,70 12 970,26 13 996,46-68 683,51 16 090,53 17 158,77 18 241,40 19 338,62 20 450,62 21 577,59 22 719,76 23 877,30 25 050,45 1 256,67 923,82 1 063,99 1 206,04 1 350,01 1 495,92 1 643,79 1 793,65 1 945,54 2 099,47 0,00 2 413,58 2 573,82 2 736,21 2 900,79 3 067,59 3 236,64 3 407,96 3 581,60 3 757,57 2,50 2,63 2,76 2,89 3,04 3,19 3,35 3,52 3,69 3,88 4,07 4,28 4,49 4,71 4,95 5,20 5,46 5,73 6,02 6,32 6,63 6,96 7,31 7,68 8,06 28 255,50 26 842,73 26 670,93 26 500,24 26 330,64 26 162,12 25 994,68 25 828,32 25 663,02 25 498,77 25 335,58 25 173,43 25 012,32 24 852,24 24 693,19 24 535,15 24 378,13 24 222,11 24 067,09 23 913,06 23 760,01 23 607,95 23 456,86 23 306,73 23 157,57 70 638,75 70 462,15 73 511,76 76 693,34 80 012,63 83 475,58 87 088,40 90 857,59 94 789,90 98 892,41 103 172,47 107 637,78 112 296,34 117 156,53 122 227,06 127 517,05 133 035,99 138 793,79 144 800,78 151 067,76 157 605,97 164 427,16 171 543,56 178 967,97 186 713,70 126 048,17 126 048,17 126 048,17 126 048,17 126 048,17 126 048,17 126 048,17 126 048,17 126 048,17 126 048,17 126 048,17 126 048,17 126 048,17 126 048,17 126 048,17 126 048,17 126 048,17 126 048,17 126 048,17 126 048,17 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 12 408,71 22 754,67 36 944,51 55 120,91 77 432,41 104 033,68 135 085,71 170 756,17 211 219,62 256 657,85 225 795,64 281 759,20 343 289,32 410 599,87 483 913,58 563 462,48 649 488,25 742 242,66 841 987,97 948 997,44 1 020 376,61 1 182 295,97 1 351 330,73 18 1 527 788,90 1 711 991,80
děkuji za pozornost